畢業(yè)論文-基于LabVIEW的多功能虛擬信號發(fā)生器設(shè)計

1、.PAGE ：.；基于LabVIEW的多功能虛擬信號發(fā)生器設(shè)計作者姓名：XXX 專業(yè)班級：XXXXXXXX 指點教師：XXXXXX摘 要隨著微型計算機和軟件技術(shù)的開展，虛擬儀器在智能化程序、處置才干、性能價錢比、可操作性等方面與傳統(tǒng)儀器相比都具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，將虛擬儀器引入高校的實驗教學不但可以提高測試效率和教學的質(zhì)量，而且為降低實驗儀器本錢提供了有效的途徑和方法。本文選用LabVIEW圖形化編程言語為開發(fā)軟件，主要開發(fā)虛擬實驗儀器：虛擬信號發(fā)生器，同時提出了虛擬實驗室的建立方案。基于專業(yè)虛擬儀器開發(fā)工具Labview，設(shè)計一虛擬函數(shù)信號發(fā)生器。該虛擬信號發(fā)生器可以產(chǎn)生正弦波、三角波、方波、

2、鋸齒波等波形，頻率動態(tài)范圍較寬且可微調(diào)。關(guān)鍵字：虛擬儀器 labVIEW 信號發(fā)器Abstrack：Along with the development of the microcomputer, compared with traditional instrument, the virtual instrument has the obvious technical advantage in knowledge ware, processing capability, the ratio between function and price, and Maneuver ability. Th

3、e introduction of the virtual instrument to the university can not only increase the efficiency and quality of testing, teaching, but also provide the effective method to reduce the cost of the experiment instrument. In that paper, selected LabVIEW graphical programming language for software develop

4、ment, mainly the development of virtual experiment equipment, virtual signal generator, virtual laboratory also made the building program. A Virtual Function Signal Generator is designed Based on Labview, The Virtual Function Signal Generator can generate Sine wave, triangle wave, square wave, teeth

5、 of a saw wave.etc。Dynamic range of frequency is wide and can regulate slightly。 Keyword : Virtual Instrument Labview Signal Generator目 錄 TOC o f h z u HYPERLINK l _Toc 第章 引 言 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .課題的提出 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .課題的主要研討任務(wù) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .課題意義 PAGE

6、REF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第章 虛擬信號發(fā)生器概略 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 信號發(fā)生器，虛擬儀器概述 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 信號發(fā)生器概述 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 虛擬儀器根本概念 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .虛擬儀器的特點 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 虛擬儀器的現(xiàn)狀和開展 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .虛擬儀器的現(xiàn)狀

7、PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .虛擬儀器的展望 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .虛擬信號發(fā)生器的引見 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .信號發(fā)生器的根本原理 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .虛擬信號發(fā)生器的任務(wù)原理 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第章 虛擬儀器的軟件開發(fā)平臺LabVIEW PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . LabVIEW簡介 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l

8、_Toc . LabVIEW的主要窗口 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . LabVIEW中信號處置與分析 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第章 虛擬信號發(fā)生器的設(shè)計 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .虛擬信號發(fā)生器創(chuàng)建過程 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .軟件設(shè)計方案 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 規(guī)范頻率 PAGEREF _Toc h HYPER

9、LINK l _Toc 數(shù)字信號處置 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .軟面板的設(shè)計 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 儀器面板和參數(shù)設(shè)置 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .波形的產(chǎn)生與調(diào)理 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 實現(xiàn)效果圖 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 結(jié) 論 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 致 謝 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 參考文獻 PAGEREF

10、_Toc h 第章 引 言.課題的提出在大學四年學習中，電子產(chǎn)品的操作與制造，軟件工具的運用與功能的實現(xiàn)都是他們主要學習的內(nèi)容。我的畢業(yè)論文的標題是用虛擬儀器實現(xiàn)波形發(fā)生器的功能。課題的研討是基于虛擬儀器的研討與開發(fā)學習而提出的。教師的辛勞用心就是希望我能多學一個軟件多會一門技術(shù)，在以后任務(wù)中多一個特點。.課題的主要研討任務(wù) LabVIEW在實踐生活中的廣泛運用，其主要研討任務(wù)是學習LabVIEW的軟件功能，了解虛擬儀器的設(shè)計方法，設(shè)計一個能產(chǎn)生三角波，矩形波，正弦波，且其幅值，頻率可根據(jù)用戶進展選擇的虛擬波形發(fā)生器。.課題意義 隨著科學技術(shù)的開展，在丈量領(lǐng)域中需求不斷更新丈量設(shè)備，以滿足越來

11、越高的丈量要求。在我國，傳統(tǒng)儀器技術(shù)還比較落后，目前有大批陳舊的測試儀器等待更新。這些儀器的丈量精度和可靠性均低于國外，并且自動化程度較低。高檔儀器根本上依托國外進口，每年都耗費國家大量外匯。然而，花大量資金購買的儀器，能夠他們只需求其中的一部分功能，同時有些其他運用的功能要求，該儀器卻滿足不了。這些情況無疑是大大浪費了投資。想象要是能將儀器略微改動以實現(xiàn)更大的運用范圍該多好。但是這對于傳統(tǒng)儀器來說是非常困難的。虛擬儀器的出現(xiàn)，將徹底改動這種局面。利用計算機豐富的軟硬件資源，用戶可以隨心所欲地根據(jù)本人的需求，設(shè)計本人的儀器系統(tǒng)，滿足多種多樣的運用需求。數(shù)字信號發(fā)生器是在科學研討和工程設(shè)計中廣泛

12、運用的一種通用儀器。目前高精度、具有數(shù)據(jù)存儲才干的信號發(fā)生器，消費工藝復雜，價錢昂貴。所以虛擬數(shù)字存儲信號發(fā)生器的設(shè)計有一定的經(jīng)濟價值;虛擬信號發(fā)生器能充分發(fā)揚虛擬儀器構(gòu)造簡單、功能豐富、價錢低廉、能反復開發(fā)、可用戶自定義的優(yōu)勢。設(shè)計的虛擬數(shù)字存儲信號發(fā)生器，可同時顯示、記錄和存儲多通道輸入的波形，并且可以對波形進展數(shù)據(jù)分析和處置，具有一定的研討意義。第章 虛擬信號發(fā)生器概略. 信號發(fā)生器，虛擬儀器概述. 信號發(fā)生器概述信號發(fā)生器是消費實際和科學研討中運用非常廣泛的電子丈量儀器。目前常用的模擬信號發(fā)生器，外型笨重，功能單一；數(shù)字信號發(fā)生器雖然有一定的功能擴展，但價錢昂貴，維護晉級本錢高，短時間

13、內(nèi)難以普及運用。近年來，出現(xiàn)了一種基于計算機和軟件的新型儀器虛擬儀器。虛擬儀器以計算機為中心，功能由用戶定義和設(shè)計，具有虛擬面板，其測試功能由測試軟件實現(xiàn)。虛擬儀器的關(guān)鍵是用軟件來實現(xiàn)硬件的功能，實現(xiàn)“軟件即儀器。在高等院校理工科教學中，實驗教學是整個教學過程中的重要環(huán)節(jié)，特別是根底課、專業(yè)根底課的實驗教學在本科教學中尤為重要，他對學生的專業(yè)知識起著有效的支撐作用。但是，近年來隨著學生人數(shù)的添加、實驗教學改革不斷深化，原有實驗室的設(shè)備和規(guī)模難以滿足開展的需求。虛擬儀器的出現(xiàn)很好地處理了這些問題。虛擬儀器是以計算機為中心，功能由用戶定義和設(shè)計，具有虛擬面板，其測試功能由測試軟件實現(xiàn)。虛擬儀器的關(guān)

14、鍵是用軟件來實現(xiàn)硬件的功能，實現(xiàn)“軟件即儀器。本文運用虛擬儀器開發(fā)平臺LabVIEW開發(fā)了一種多功能虛擬信號發(fā)生器，擴展了信號發(fā)生器的分析和計算才干，降低了儀器的價錢，加強了儀器的通用性，實現(xiàn)了波形顯示、存儲、打印和讀取以及多個丈量參數(shù)自動顯示、相位差自動計算等功能。. 虛擬儀器根本概念所謂虛擬儀器，就是在以計算機為中心的硬件平臺上，其功能由用戶設(shè)計和定義，具有虛擬面板，其測試功能由測試軟件實現(xiàn)的一種計算機儀器系統(tǒng)。虛擬儀器的本質(zhì)是利用計算機顯示器的顯示功能來模擬傳統(tǒng)儀器的控制面板，以多種方式表達輸出檢測結(jié)果;利用計算機強大的軟件功能實現(xiàn)信號數(shù)據(jù)的運算、分析和處置;利用/O接口設(shè)備完成信號的采

15、集丈量與調(diào)理，從而完成各種測試功能的一種計算機測試系統(tǒng)。運用者用鼠標或鍵盤操作虛擬面板，就好像運用一臺公用丈量儀器一樣。因此，虛擬儀器的出現(xiàn)，使丈量儀器與計算機的界限模糊了.虛擬儀器的“虛擬兩字主要包含以下兩方面的含義。虛擬儀器virtual instrumention是基于計算機的儀器。計算機和儀器的親密結(jié)合是目前儀器開展的一個重要方向。粗略地說這種結(jié)合有兩種方式，一種是將計算機裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器。隨著計算機功能的日益強大以及其體積的日趨減少，這類儀器功能也越來越強大，目前曾經(jīng)出現(xiàn)含嵌入式系統(tǒng)的儀器。另一種方式是將儀器裝入計算機。以通用的計算機硬件及操作系統(tǒng)為依托，實

16、現(xiàn)各種儀器功能。虛擬儀器主要是指這種方式。下面的框圖-反映了常見的虛擬儀器方案。圖- 虛擬儀器方案框圖虛擬儀器的主要特點有：盡能夠采用了通用的硬件，各種儀器的差別主要是軟件?？沙浞职l(fā)揚計算機的才干，有強大的數(shù)據(jù)處置功能，可以發(fā)明出功能更強的儀器。用戶可以根據(jù)本人的需求定義和制造各種儀器。虛擬儀器實踐上是一個按照儀器需求組織的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。虛擬儀器的研討中涉及的根底實際主要有計算機數(shù)據(jù)采集和數(shù)字信號處置。目前在這一領(lǐng)域內(nèi)，運用較為廣泛的計算機言語是美國NI公司的LabVIEW。虛擬儀器的來源可以追朔到世紀年代，那時計算機測控系統(tǒng)在國防、航天等領(lǐng)域曾經(jīng)有了相當?shù)拈_展。PC機出現(xiàn)以后，儀器級的計算機

17、化成為能夠，甚至在Microsoft公司的Windows誕生之前，NI公司曾經(jīng)在Macintosh計算機上推出了LabVIEW.以前的版本。對虛擬儀器和LabVIEW長期、系統(tǒng)、有效的研討開發(fā)使得該公司成為業(yè)界公認的權(quán)威。普通的PC有一些不可防止的弱點。用它構(gòu)建的虛擬儀器或計算機測試系統(tǒng)性能不能夠太高。目前作為計算機化儀器的一個重要開展方向是制定了VXI規(guī)范，這是一種插卡式的儀器。每一種儀器是一個插卡，為了保證儀器的性能，又采用了較多的硬件，但這些卡式儀器本身都沒有面板，其面板依然用虛擬的方式在計算機屏幕上出現(xiàn)。這些卡插入規(guī)范的VXI機箱，再與計算機相連，就組成了一個測試系統(tǒng)。VXI儀器價錢昂

18、貴，目前又推出了一種較為廉價的PXI規(guī)范儀器。 ()虛擬儀器的面板是虛擬的 虛擬儀器面板上的各種“圖標與傳統(tǒng)儀器面板上的各種“器件所完成的功能是一樣的:由各種開關(guān)、按鈕、顯示器等圖標實現(xiàn)儀器電源的“通、“斷實現(xiàn)被測信號的“輸入通道、“放大倍數(shù)等參數(shù)的設(shè)置，以及實現(xiàn)丈量結(jié)果的“數(shù)值顯示、“波形顯示等。 傳統(tǒng)儀器面板上的器件都是“實物，而且是由“手動和“觸摸進展操作的:虛擬儀器前面板是外形與實物相像的“圖標，每個圖標的“通、“斷、“放大等動作經(jīng)過用戶操作計算機鼠標或鍵盤來完成。因此，設(shè)計虛擬儀器前面板就是在前面板設(shè)計窗口中擺放所需的圖標，然后對圖標的屬性進展設(shè)置。()虛擬儀器丈量功能是經(jīng)過對圖形化

19、軟件流程圖的編程來實現(xiàn)的虛擬儀器是在以PC為中心組成的硬件平臺支持下，經(jīng)過軟件編程來實現(xiàn)儀器的功能。由于可以經(jīng)過不同測試功能軟件模塊的組合來實現(xiàn)多種測試功能，所以，在硬件平臺確定后，就有“軟件就是儀器的說法。這也表達了測試技術(shù)與計算機深層次的結(jié)合。虛擬儀器技術(shù)的本質(zhì)是充分利用最新的計算機技術(shù)來實現(xiàn)和擴展傳統(tǒng)儀器的功能。軟件是虛擬儀器的關(guān)鍵，當硬件確定以后，就可以經(jīng)過不同的軟件實現(xiàn)不同的功能。用戶可以根據(jù)本人的需求，設(shè)計本人的儀器系統(tǒng)，滿足多種多樣的運用要求。利用計算機豐富的軟、硬件資源，可以大大突破傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)的分析、處置、表達、傳送、儲存等方面的限制，到達傳統(tǒng)儀器無法比較的效果。它不僅可以

20、用于電子丈量、測試、分析、計量等領(lǐng)域，而且還可以用于進展設(shè)備的監(jiān)控以及工業(yè)過程自動化。虛擬儀器還可以廣泛運用于電力工程、物礦勘探、醫(yī)療、振動分析、聲學分析、缺點診斷及教學科研等多個方面。.虛擬儀器的特點LabVIEW是什么？LabVIEWLaboratory Virtual instrument Engineering是一種圖形化的編程言語，它廣泛地被工業(yè)界、學術(shù)界和研討實驗室所接受，視為一個規(guī)范的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。LabVIEW集成了與滿足GPIB、VXI、RS-和RS-協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內(nèi)置了便于運用TCP/IP、ActiveX等軟件規(guī)范的庫函數(shù)。這是一個功能

21、強大且靈敏的軟件。利用它可以方便地建立本人的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及運用過程都生動有趣。圖形化的程序文語，又稱為“言語。運用這種言語編程時，根本上不寫程序代碼，取而代之的是流程圖或流程圖。它盡能夠利用了技術(shù)人員、科學家、工程師所熟習的術(shù)語、圖標和概念，因此，LabVIEW是一個面向最終用戶的工具。它可以加強他構(gòu)建本人的科學和工程系統(tǒng)的才干，提供了實現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便利途徑。運用它進展原理研討、設(shè)計、測試并實現(xiàn)儀器系統(tǒng)時，可以大大提高任務(wù)效率。利用LabVIEW，可產(chǎn)生獨立運轉(zhuǎn)的可執(zhí)行文件，它是一個真正的位編譯器。像許多重要的軟件一樣，LabVIEW提供了Windows、UN

22、IX、Linux、Macintosh的多種版本。與傳統(tǒng)儀器相比虛擬儀器主要有以下優(yōu)點:()傳統(tǒng)儀器的面板只需一個，其上布置著種類繁多的顯示與操作元件，易于導致許多識別與操作錯誤。虛擬儀器與之不同，它可以經(jīng)過在幾個分面板上的操作來實現(xiàn)比較復雜的功能。這樣，在每個分面板上就可以實現(xiàn)功能操作的單純化與面板布置的簡捷化，從而提高操作的正確性與便利性。同時，虛擬儀器面板上的顯示元件和操作元件的種類與方式不受“規(guī)范件和“加工工藝的限制，它們是由編程來實現(xiàn)的，設(shè)計者可以根據(jù)用戶的認知要求和操作要求，設(shè)計儀器面板。()在通用硬件平臺確定后，由軟件取代傳統(tǒng)儀器中的硬件來完成儀器的功育旨。()儀器的功能是用戶根據(jù)

23、需求由軟件來定義的，而不是事先由廠家定義好的。()儀器性能的改良和功能擴展只需求更新相關(guān)軟件設(shè)計而不需求購買新的器。()研制周期較傳統(tǒng)儀器大為縮短。()虛擬儀器開放、靈敏，可與計算機同步開展，與網(wǎng)絡(luò)及其他周邊設(shè)備互聯(lián)。Labview實現(xiàn)的功能虛擬函數(shù)信號發(fā)生器的功能設(shè)計參考了常見信號發(fā)生器的功能，并結(jié)合虛擬儀器基于計算機的特點，在功能上有所擴展，實現(xiàn)的主要功能如下：()可以產(chǎn)生lHzMHz的正弦波、方波、三角波、鋸齒波和恣意波形：()信號頻率、幅度、相位、偏移量和占空比的參數(shù)可以調(diào)理和控制；()可以顯示輸出信號波形；()采樣頻率和采樣點數(shù)可以隨信號頻率在檔位變化時調(diào)理。. 虛擬儀器的現(xiàn)狀和開展

24、.虛擬儀器的現(xiàn)狀 虛擬儀器的概念，是美國國家儀器公司(National Instruments Corp，簡稱NI)于年提出的。年代以來，NI公司研制和推出了許多總線系統(tǒng)的虛擬式儀器，成為這類新型儀器世界第一消費大戶。以后，美國的惠普(HP)公司，Tektronix公司，Racal公司等也相繼推出了許多此類儀器，并在短短的余年便占有了世界儀器市場的%左右。虛擬儀器技術(shù)目前在國外開展很快，以NI公司為代表的一批廠商己經(jīng)在市場上推出了基于虛擬儀器技術(shù)而設(shè)計的商品化儀器產(chǎn)品。在美國，虛擬儀器系統(tǒng)及其圖形編程言語，已作為各大學理工科學生的一門必修課程。美國的斯坦福大學的機械工程系要求三、四年級的學生在

25、實驗時運用虛擬儀器進展數(shù)據(jù)采集和實驗控制。據(jù)“世界儀表及自動化雜志預測，世紀初葉，世界虛擬儀器的消費廠家將超越千家，其種類將到達數(shù)千種，市場占有率將到達左右。虛擬儀器將成為本世紀儀器開展的方向，而且有逐漸取代傳統(tǒng)硬件化電子儀器的趨勢。 近年來，世界各國的虛擬儀器公司開發(fā)了不少虛擬儀器開發(fā)平臺軟件，以便運用者利用這些儀器公司提供的開發(fā)平臺軟件組建本人的虛擬儀器或測試系統(tǒng)，并編制測試軟件。LabVIEW采用圖形化編程方案，是非常適用的開發(fā)軟件。LabWindows / CVI是為熟習C言語的開發(fā)人員預備的、在Windows環(huán)境下的規(guī)范ANSIC開發(fā)環(huán)境。 作為儀器領(lǐng)域中最新興的技術(shù)，虛擬儀器的開發(fā)

26、和研討在國內(nèi)尚屬起步階段。虛擬儀器的開發(fā)廠家，為擴展虛擬儀器的功能，在丈量結(jié)果的數(shù)據(jù)處置、表達方式及變換方面也做了許多任務(wù)，發(fā)布了各種軟件，建立了數(shù)據(jù)處置的高級分析庫和開發(fā)工具庫(例如丈量結(jié)果的譜分析、快速傅立葉變換、各種數(shù)字濾波器、卷積處置和相關(guān)函數(shù)處置、微積分、峰值和闡值檢隊波形發(fā)生、噪聲發(fā)生、回歸分析、數(shù)值運算、時域和頻域分析等)，使虛擬儀器開展成為可以組建極為復雜自動測試系統(tǒng)的儀器系統(tǒng)。 專家預測:未來的幾年內(nèi)，國內(nèi)將有大批企業(yè)運用虛擬儀器系統(tǒng)對消費設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況進展實時監(jiān)測。隨著微型計算機的開展，虛擬儀器將會逐漸取代傳統(tǒng)的測試儀器而成為測試儀器的主流。.虛擬儀器的展望虛擬儀器技術(shù)經(jīng)過

27、十幾年開展，而今正沿著總線與驅(qū)動程序規(guī)范化、硬/軟件模塊化、編程平臺圖形化和硬件模塊的即插即用方向前進，以開放式模塊化儀器規(guī)范為根底的虛擬儀器規(guī)范正日趨完善，加上計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛開展，建立在虛擬儀器技術(shù)上的各種功能強大、性能優(yōu)良的先進儀器將層出不窮，價錢也會越來越低，運用虛擬儀器進展研討、設(shè)計、測試將成為一種趨勢，同樣，虛擬儀器及技術(shù)也將成為學校未來教學科研的重要方法和手段，特別是在理工科學校其運用前景非常寬廣。虛擬儀器可以取代丈量技術(shù)傳統(tǒng)領(lǐng)域的各類儀器，“沒有丈量就沒有鑒別，科學技術(shù)就不能前進。虛擬儀器將會在科學技術(shù)的各個領(lǐng)域得到廣泛運用，對科學技術(shù)的開展和工業(yè)消費將產(chǎn)生不可估量的

28、影響。.虛擬信號發(fā)生器的引見.信號發(fā)生器的根本原理本函數(shù)信號發(fā)生器的前面板主要由以下幾個部分構(gòu)成：儀器控制按鈕，輸出頻率控制窗口(包括頻率顯示單位)，頻率倍成控制，波形選擇，頻率微調(diào)按鈕，直流偏置，方波占空比調(diào)理，輸出波形幅度控制按鈕。頻率微調(diào)范圍：O Hz；直流偏置：一V；方波占空比：；輸出波形幅度：V。此外還添加了許多修飾性的元件如面板上的壓控輸入、記數(shù)輸入、同步輸出、電壓輸出等。運用這些修飾性的元件的目的是為了添加儀器的美觀性，并盡量與真實儀器的運用界面相一致。.虛擬信號發(fā)生器的任務(wù)原理 經(jīng)過軟件虛擬信號發(fā)生器的功能，信號由特定的虛擬儀器發(fā)出，再經(jīng)過波形顯示器表如今大家面前。虛擬儀器以計

29、算機為中心，功能由用戶定義和設(shè)計，具有虛擬面板，其測試功能由測試軟件實現(xiàn)。虛擬儀器的關(guān)鍵是用軟件來實現(xiàn)硬件的功能，實現(xiàn)“軟件即儀器。本文運用虛擬儀器開發(fā)平臺LabVIEW開發(fā)了一種多功能虛擬信號發(fā)生器，擴展了信號發(fā)生器的分析和計算才干，降低了儀器的價錢，加強了儀器的通用性，實現(xiàn)了波形顯示、存儲、以及多個丈量參數(shù)自動顯示、相位差自動計算等功能。第章 虛擬儀器的軟件開發(fā)平臺LabVIEW. LabVIEW簡介虛擬信號發(fā)生器軟件設(shè)計采用的NI公司的虛擬儀器開發(fā)工具LabVIEW。LabVIEW是根據(jù)G編程言語,為數(shù)據(jù)采集與控制、數(shù)據(jù)分析與顯示而設(shè)計的一種圖形編程開發(fā)環(huán)境。它用圖標代碼替代編程言語創(chuàng)建

30、運用程序，用數(shù)據(jù)流編程方法描畫程序的執(zhí)行，用圖標和連線替代文本的方式編寫程序，為虛擬儀器設(shè)計者提供了便利輕松的設(shè)計環(huán)境，設(shè)計者利用它可以像搭積木一樣，輕松組建一個測試系統(tǒng)以及構(gòu)造本人的儀器面板，而無需進展任何煩瑣的程序代碼編寫。運用LabVIEW開發(fā)平臺編制的虛擬儀器程序VI包括三個部分：程序前面板、框圖程序和圖標/銜接器。程序前面板用于設(shè)置輸入數(shù)值和察看輸出量，生成模擬傳統(tǒng)儀器的控制面板。每一個程序前面板都對應著一段框圖程序?？驁D程序用LabVIEW圖形編程言語編寫，類似傳統(tǒng)程序的源代碼。圖標/銜接器是子程序SubVI被其它VI調(diào)用的接口。LabVIEW采用的是自上向下的模塊化編程方法，所生

31、成的各個子程序有利于主程序的設(shè)計與實現(xiàn)。這種設(shè)計方法可大大減小虛擬儀器開發(fā)的難度，利于儀器開發(fā)人員之間的分工協(xié)作。虛擬儀器由通用儀器硬件平臺和運用軟件兩大部分構(gòu)成。硬件平臺完成被測信號調(diào)理與信號采集，即獲取被測信號。硬件部分主要包括傳感器、信號調(diào)理電路及數(shù)據(jù)采集卡。而傳感器和信號調(diào)理電路針對不同的測試對象有不同的選擇和設(shè)計。目前較常用的虛擬儀器系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)PC-DAQ系統(tǒng)、GPIB儀器測試系統(tǒng)、VXI儀器測試系統(tǒng)。. LabVIEW的主要窗口前面板前面板是圖形用戶界面，也就是VI的虛擬儀器面板，這一界面上有用戶輸入和顯示輸出兩類對象，詳細表現(xiàn)有開關(guān)、旋鈕、圖形以及其他控制control和

32、顯示對象indicator。圖所示是一個隨機信號發(fā)生和顯示的簡單VI是它的前面板，上面有一個顯示對象，以曲線的方式顯示了所產(chǎn)生的一系列隨機數(shù)。還有一個控制對象開關(guān)，可以啟動和停頓任務(wù)。顯然，并非簡單地畫兩個控件就可以運轉(zhuǎn)，在前面板后還有一個與之配套的流程圖?？刂茖ο?輸入)顯示對象(輸出)圖隨機信號發(fā)生器的前面板流程圖流程圖提供VI的圖形化源程序。在流程圖中對VI編程，以控制和支配定義在前面板上的輸入和輸出功能。流程圖中包括前面板上的控件的連線端子，還有一些前面板上沒有，但編程必需有的東西，例如函數(shù)、構(gòu)造和連線等。圖是與圖對應的流程圖。他們可以看到流程圖中包括了前面板上的開關(guān)和隨機數(shù)顯示器的連

33、線端子，還有一個隨機數(shù)發(fā)生器的函數(shù)及程序的循環(huán)構(gòu)造。隨機數(shù)發(fā)生器經(jīng)過連線將產(chǎn)生的隨機信號送到顯示控件，為了使它繼續(xù)任務(wù)下去，設(shè)置了一個While Loop循環(huán)，由開關(guān)控制這一循環(huán)的終了。函數(shù)：隨機數(shù)發(fā)生器構(gòu)造：循環(huán)與前面板控件對應的連線端子與前面板控件對應的連線端子圖隨機信號發(fā)生器的流程圖假設(shè)將VI與規(guī)范儀器相比較，那么前面板上的東西就是儀器面板上的東西，而流程圖上的東西相當于儀器箱內(nèi)的東西。在許多情況下，運用VI可以仿真規(guī)范儀器，不僅在屏幕上出現(xiàn)一個惟妙惟肖的規(guī)范儀器面板，而且其功能也與規(guī)范儀器相差無幾。圖標/銜接器VI具有層次化和構(gòu)造化的特征。一個VI可以作為子程序，這里稱為子VIsubV

34、I，被其他VI調(diào)用。圖標與銜接器在這里相當于圖形化的參數(shù)，詳細情況稍后引見。數(shù)據(jù)采集模塊是虛擬信號發(fā)生器的軟件的中心，主要完成數(shù)據(jù)采集的控制，包括觸發(fā)控制、通道控制、時基控制等。其中，觸發(fā)控制包括觸發(fā)方式、觸發(fā)斜坡和觸發(fā)電平控制，通道控制主要控制哪一通道進展丈量和頻譜分析，時基控制主要控制采集卡掃描率、每一通道掃描次數(shù)(取樣數(shù))，多功能虛擬信號發(fā)生器采用的數(shù)據(jù)采集卡PCIE，它支持DMA方式和雙緩沖區(qū)方式，保證了實時信號不延續(xù)采集與存儲。這種數(shù)據(jù)采集卡支持單極性和雙極性模擬信號輸入，采樣速率可達kb/s，信號輸入范圍分別為V和-VV。提供路單端路差動模擬輸入通道、路獨立的DA輸出通道、位線的T

35、TL型數(shù)字IO、個位MHz的定時計數(shù)器，個模擬輸入范圍等多種功能。該數(shù)據(jù)采集卡支持的操作系統(tǒng)有Windows/NT/XP/Me/x、Linux等。運用的軟件有LabVIEW、LabWindows/CVI等。這些功能使得用戶不僅可以用該卡設(shè)計信號發(fā)生器，還可以運用該卡設(shè)計數(shù)字萬用表、波形發(fā)生器、邏輯分析儀等，做到一卡多用，為系統(tǒng)的后續(xù)擴展保管余地。. LabVIEW中信號處置與分析數(shù)字信號在他們周圍無所不在。由于數(shù)字信號具有高保真、低噪聲和便于信號處置的優(yōu)點，所以得到了廣泛的運用，例如公司運用數(shù)字信號傳輸語音，廣播、電視和高保真音響系統(tǒng)也都在逐漸數(shù)字化。太空中的衛(wèi)星將測得數(shù)據(jù)以數(shù)字信號的方式發(fā)送

36、到地面接納站。對遙遠星球和外部空間拍攝的照片也是采用數(shù)字方法處置，去除干擾，獲得有用的信息。經(jīng)濟數(shù)據(jù)、人口普查結(jié)果、股票市場價錢都可以采用數(shù)字信號的方式獲得。由于數(shù)字信號處置具有這么多優(yōu)點，在用計算機對模擬信號進展處置之前也常把它們先轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。本章將引見數(shù)字信號處置的根本知識，并引見由上百個數(shù)字信號處置和分析的VI構(gòu)成的LabVIEW分析軟件庫。 目前，對于實時分析系統(tǒng)，高速浮點運算和數(shù)字信號處置曾經(jīng)變得越來越重要。這些系統(tǒng)被廣泛運用到生物醫(yī)學數(shù)據(jù)處置、語音識別、數(shù)字音頻和圖像處置等各種領(lǐng)域。數(shù)據(jù)分析的重要性在于，無法從剛剛采集的數(shù)據(jù)立刻得到有用的信息，如以下圖所示。必需消除噪音干擾、糾

37、正設(shè)備缺點而破壞的數(shù)據(jù)，或者補償環(huán)境影響，如溫度和濕度等。 表經(jīng)過分析和處置數(shù)字信號，可以從噪聲中分別出有用的信息，并用比原始數(shù)據(jù)更全面的表格顯示這些信息。以下圖顯示的是經(jīng)過處置的數(shù)據(jù)曲線。表用于丈量的虛擬儀器(VI)用于丈量的虛擬儀器(VI)執(zhí)行的典型的丈量義務(wù)有：計算信號中存在的總的諧波失真。決議系統(tǒng)的脈沖呼應或傳送函數(shù)。估計系統(tǒng)的動態(tài)呼應參數(shù)，例如上升時間、超調(diào)量等等。計算信號的幅頻特性和相頻特性。估計信號中含有的交流成分和直流成分。在過去，這些計算任務(wù)需求經(jīng)過特定的實驗任務(wù)臺來進展，而用于丈量的虛擬儀器可以使這些丈量任務(wù)經(jīng)過LabVIEW程序文語在臺式機上進展。這些用于丈量的虛擬儀器是

38、建立在數(shù)據(jù)采集和數(shù)字信號處置的根底之上，有如下的特性：輸入的時域信號被假定為實數(shù)值。輸出數(shù)據(jù)中包含大小、相位，并且用適宜的單位進展了刻度，可用來直接進展圖形的繪制。計算出來的頻譜是單邊的single_sided，范圍從直流分量到Nyquist頻率(二分之一取樣頻率)。即沒有負頻率出現(xiàn)需求時可以運用窗函數(shù)，窗是經(jīng)過刻度地，因此每個窗提供一樣的頻譜幅度峰值，可以準確地限制信號的幅值。普通情況下，可以將數(shù)據(jù)采集VI的輸出直接銜接到丈量VI的輸入端。丈量VI的輸出又可以銜接到繪圖VI以得到可視的顯示。有些丈量VI用來進展時域到頻域的轉(zhuǎn)換，例如計算幅頻特性和相頻特性、功率譜、網(wǎng)路的傳送函數(shù)等等。另一些丈

39、量VI可以刻度時域窗和對功率和頻率進展估算。 本章將引見丈量VI中常用的一些數(shù)字信號處置函數(shù)。LabVIEW的流程圖編程方法和分析VI庫的擴展工具箱使得分析軟件的開發(fā)變得更加簡單。LabVIEW 分析VI經(jīng)過一些可以相互銜接的VI，提供了最先進的數(shù)據(jù)分析技術(shù)。他不用像在普通編程言語中那樣關(guān)懷分析步驟的詳細細節(jié)，而可以集中留意力處理信號處置與分析方面的問題。LabVIEW i版本中，有兩個子模板涉及信號處置和數(shù)學，分別是Analyze子模板和Methematics子模板。這里主要涉及前者。進入Functions模板Analyze Signal Processing子模板。圖其中共有個分析VI庫。

40、其中包括：Signal Generation信號發(fā)生：用于產(chǎn)生數(shù)字特性曲線和波形。Time Domain時域分析：用于進展頻域轉(zhuǎn)換、頻域分析等。Frequency Domain頻域分析：Measurement丈量函數(shù)：用于執(zhí)行各種丈量功能，例如單邊FFT、頻譜、比例加窗以及走漏頻譜、能量的估算。Digital Filters數(shù)字濾波器：用于執(zhí)行IIR、FIR 和非線性濾波功能。Windowing窗函數(shù)：用于對數(shù)據(jù)加窗。在后面幾節(jié)中，他將學習如何運用分析庫中的VI創(chuàng)建函數(shù)發(fā)生器和簡單適用的頻譜分析儀，如何運用數(shù)字濾波器，窗函數(shù)的作用以及不同類型窗函數(shù)的優(yōu)點，怎樣執(zhí)行簡單的曲線擬合功能，以及其他一

41、些內(nèi)容?？梢栽趌abviewexamplesanalysis 目錄中找到一些演示程序。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成圖數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)造上圖表示了數(shù)據(jù)采集的構(gòu)造。在數(shù)據(jù)采集之前，程序?qū)Σ杉蹇ǔ跏蓟?，板卡上和?nèi)存中的Buffer是數(shù)據(jù)采集存儲的中間環(huán)節(jié)。需求留意的兩個問題是：能否運用Buffer？能否運用外觸發(fā)啟動、停頓或同步一個操作。緩沖Buffers這里的緩沖指的是PC內(nèi)存的一個區(qū)域不是數(shù)據(jù)采集卡上的FIFO緩沖，它用降暫時存放數(shù)據(jù)。例如，他需求采集每秒采集幾千個數(shù)據(jù)，在一秒內(nèi)顯示或圖形化一切數(shù)據(jù)是困難的。但是將采集卡的數(shù)據(jù)先送到Buffer，他就可以先將它們快速存儲起來，稍后再重新找回它們顯示或分析

42、。需求留意的是Buffer與采集操作的速度及容量有關(guān)。假設(shè)他的卡有DMA性能，模擬輸入操作就有一個通向計算機內(nèi)存的高速硬件通道，這就意味著所采集的數(shù)據(jù)可以直接送到計算機的內(nèi)存。不運用Buffer意味著對所采集的每一個數(shù)據(jù)他都必需及時處置圖形化、分析等，由于這里沒有一個場所可以堅持他著手處置的數(shù)據(jù)之前的假設(shè)干數(shù)據(jù)點。以下情況需求運用Buffer I/O：需求采集或產(chǎn)生許多樣本，其速率超越了實踐顯示、存儲到硬件，或?qū)崟r分析的速度。需求延續(xù)采集或產(chǎn)生AC數(shù)據(jù)樣本秒，并且要同時分析或顯示某些數(shù)據(jù)。采樣周期必需準確、均勻地經(jīng)過數(shù)據(jù)樣本。以下情況可以不運用Buffer I/O：數(shù)據(jù)組短小，例如每秒只從兩個

43、通道之一采集一個數(shù)據(jù)點。需求縮減存儲器的開支。第章 虛擬信號發(fā)生器的設(shè)計.虛擬信號發(fā)生器創(chuàng)建過程.軟件設(shè)計方案信號產(chǎn)生的運用主要有：當無法獲得實踐信號時，例如沒有DAQ板卡來獲得實踐信號或者受限制無法訪問實踐信號，信號發(fā)生功能可以產(chǎn)生模擬信號測試程序。產(chǎn)生用于D/A轉(zhuǎn)換的信號在LabVIEW 中提供了波形函數(shù)，為制造函數(shù)發(fā)生器提供了方便。以WaveformWaveform Generation中的根本函數(shù)發(fā)生器Basic Function Generator.vi為例，其圖標如下：圖其功能是建立一個輸出波形，該波形類型有：正弦波、三角波、鋸齒波和方波。這個VI會記住產(chǎn)生的前一波形的時間標志并且

44、由此點開場使時間標志延續(xù)增長。它的輸入?yún)?shù)有波形類型、樣本數(shù)、起始相位、波形頻率單位：Hz參數(shù)闡明：offset：波形的直流偏移量，缺省值為.。數(shù)據(jù)類型DBLreset signal：將波形相位重置為相位控制值且將時間標志置為。缺省值為FALSE.signal type：產(chǎn)生的波形的類型，缺省值為正弦波。frequency ：波形頻率單位 Hz，缺省值為。amplitude ：波形幅值，也稱為峰值電壓，缺省值為.。phase ：波形的初始相位單位 度缺省值為.error in ：在該VI運轉(zhuǎn)之前描畫錯誤環(huán)境。缺省值為 no error. 假設(shè)一個錯誤曾經(jīng)發(fā)生，該VI在error out端前往錯

45、誤代碼。該VI僅在無錯誤時正常運轉(zhuǎn)。 錯誤簇包含如下參數(shù)。 status ：缺省值為FALSE，發(fā)生錯誤時變?yōu)門RUE。code ：錯誤代碼，缺省值為。source ：在大多數(shù)情況下是產(chǎn)生錯誤的VI或函數(shù)的稱號，缺省值為一個空串。sampling info ：一個包括采樣信息的簇。共有Fs和#s 兩個參數(shù)。Fs ：采樣率，單位是樣本數(shù)/秒，缺省值為。#s ：波形的樣本數(shù)，缺省值為。duty cycle (%)：占空比，對方波信號是反映一個周期內(nèi)高低電平所占的比例，缺省值為%。signal out：信號輸出端phase out ：波形的相位，單位：度。error out ：錯誤信息。假設(shè) err

46、or in 指示一個錯誤，error out 包含同樣的錯誤信息。否那么，它描畫該VI 引起的錯誤形狀。運用該VI制造的函數(shù)發(fā)生器如下，由框圖可以看出，其中沒有附加任何其他部件。圖圖 規(guī)范頻率在模擬形狀下，信號頻率用Hz或者每秒周期數(shù)為單位。但是在數(shù)字系統(tǒng)中，通常運用數(shù)字頻率，它是模擬頻率和采樣頻率的比值，表達式如下：數(shù)字頻率模擬頻率/采樣頻率這種數(shù)字頻率被稱為規(guī)范頻率，單位是周期數(shù)/采樣點。有些信號發(fā)生VI運用輸入頻率控制量f，它的單位和規(guī)范頻率的單位一樣：周期數(shù)/每個采樣點，范圍從到，對應實踐頻率中的到采樣頻率fs的全部頻率。它還以.為周期，從而令規(guī)范頻率中的.與.相等。例如某個信號的采樣

47、頻率是奈奎斯特頻率fs/，就表示每半個周期采樣一次也就是每個周期采樣兩次。與之對應的規(guī)范頻率是/ 周期數(shù)/采樣點，也就是. 周期數(shù)/采樣點。規(guī)范頻率的倒數(shù)/f表示一個周期內(nèi)采樣的次數(shù)。假設(shè)他所運用的VI需求以規(guī)范頻率作為輸入，就必需把頻率單位轉(zhuǎn)換為規(guī)范單位：周期數(shù)/采樣點。數(shù)字信號處置信號的時域顯示采樣點的幅值可以經(jīng)過離散傅立葉變換DFT的方法轉(zhuǎn)換為頻域顯示。為了快速計算DFT，通常采用一種快速傅立葉變換(FFT)的方法。當信號的采樣點數(shù)是的冪時，就可以采用這種方法。FFT的輸出都是雙邊的，它同時顯示了正負頻率的信息。經(jīng)過只運用一半FFT輸出采樣點轉(zhuǎn)換成單邊FFT。FFT的采樣點之間的頻率間隔

48、是fs/N，這里fs是采樣頻率。Analyze庫中有兩個可以進展FFT的VI，分別是 Real FFT VI 和 Complex FFT VI。這兩個VI之間的區(qū)別在于，前者用于計算實數(shù)信號的FFT，而后者用于計算復數(shù)信號的FFT。它們的輸出都是復數(shù)。大多數(shù)實踐采集的信號都是實數(shù)，因此對于多數(shù)運用都運用Real FFT VI 。當然也可以經(jīng)過設(shè)置信號的虛部為，運用Complex FFT VI 。運用Complex FFT VI 的一個實例是信號含有實部和虛部。這種信號通常出如今數(shù)據(jù)通訊中，由于這時需求用復指數(shù)調(diào)制波形。計算每個FFT顯示的頻率分量的能量的方法是對頻率分量的幅值平方。高級分析庫中

49、Power Spectrum VI可以自動計算能量頻譜。Power Spectrum VI的輸出單位是Vrms 。但是能量頻譜不能提供任何相位信息。FFT和能量頻譜可以用于丈量靜止或者動態(tài)信號的頻率信息。FFT提供了信號在整個采樣期間的平均頻率信息。因此，F(xiàn)FT主要用于固定信號的分析即信號在采樣期間的頻率變化不大或者只需求求取每個頻率分量的平均能量。圖流程圖中的Array Size 函數(shù)用來根據(jù)樣本數(shù)轉(zhuǎn)換FFT的輸出，得到頻率分量的正確幅值。把該VI保管為LabVIEWActivity目錄中的FFT_sided.vi。選擇頻率Hz=，采樣率= ，樣本數(shù)= 。執(zhí)行該VI。留意這時的時域圖和頻譜圖

50、。由于采樣率=樣本數(shù)= ，所以時域圖中的正弦波的周期數(shù)與選擇的頻率相等，即可以顯示個周期。假設(shè)把頻率改成，那么就會顯示個周期圖檢查頻譜圖可以看到有兩個波峰，一個位于Hz,另一個位于Hz，Hz處的波峰實踐上是Hz處的波峰的負值。由于圖形同時顯示了正負頻率，所以被稱為雙邊FFT。先后令頻率=、Hz，執(zhí)行該VI。留意每種情況下頻譜圖中波峰位置的挪動。察看頻率等于和時的時域波形。留意哪種情況下的波形顯示更好，并解釋緣由。由于fs = Hz，一切只能采樣頻率低于Hz的信號奈奎斯特頻率fs/。把頻率修正為Hz，可以看到頻譜圖的波峰位于 Hz。把頻率改為HZ，察看這時產(chǎn)生的圖形與第步產(chǎn)生的圖形的區(qū)別。由于大

51、于奈奎斯特頻率，所以混頻偏向等于| | = Hz。把頻率改成和Hz，執(zhí)行該VI。察看這兩種情況以下圖形能否一樣，并解釋緣由。.按照以下圖修正流程圖。上面曾經(jīng)知道由于FFT含有正負頻率的信息，所以可以FFT具有反復信息。如今這樣修正之后只顯示一半的FFT采樣點正頻率部分。這樣的方法叫做單邊FFT。單邊FFT只顯示正頻部分。留意要把正頻分量的幅值乘以才干得到正確的幅值。但是，直流分量堅持不變。假設(shè)程序中思索含直流分量的情況，該當添加一個分支或case構(gòu)造。圖設(shè)置頻率Hz = ，采樣率= ，樣本數(shù)= ， 運轉(zhuǎn)該VI。保管該VI為LabVIEWActivity目錄下的FFT_sided.vi。把頻率改

52、為Hz，執(zhí)行該VI，察看這時產(chǎn)生的圖形與第步產(chǎn)生的圖形的區(qū)別。.軟面板的設(shè)計. 儀器面板和參數(shù)設(shè)置前面板是用戶接口，即交互式界面，用于用戶輸入各種控制參數(shù)、察看輸出量和顯示輸出信號波形。在前面板中，運用了各種仿真圖標，旋鈕、開關(guān)等，并以數(shù)字顯示或?qū)崟r波形圖等控件模擬真實儀器的面板，在運用中直接經(jīng)過鼠標和鍵盤設(shè)定信號的相關(guān)參數(shù)。虛擬函數(shù)信號發(fā)生器的前面板，主要由以下幾個部分組成：()電源部分：包含電源開關(guān)和電源指示兩個布爾控件；()信號類型選擇部分：包含一個公式波形輸入控件和一個菜單下拉列表控件；()頻率調(diào)理部分：包含一個頻率調(diào)理數(shù)值旋鈕控件，一個頻率顯示的數(shù)值顯示控件，一個頻率檔位選擇的枚舉控

53、件和兩個頻率單位指示的布爾控件；()幅度、初相位、偏移量和占空比調(diào)理部分：分別包含一個幅度、初相位、偏移量和占空比的調(diào)理數(shù)值旋鈕控件和數(shù)值顯示控件；()采樣信息調(diào)理部分：包含了采樣頻率和采樣點數(shù)的數(shù)值輸入控件以及兩個數(shù)值顯示控件：()波形顯示部分：包含一個輸出波形的波形圖控件和一個輸出修飾控件。數(shù)據(jù)采集模塊式虛擬信號發(fā)生器軟件的中心，主要完成數(shù)據(jù)采集的控制，數(shù)據(jù)的讀取及數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)采集卡經(jīng)過多路開關(guān)、A/D 轉(zhuǎn)換新片和數(shù)據(jù)緩存的幾個部件將多通道的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并儲存在其緩存中，而計算機經(jīng)過LabVIEW中的數(shù)據(jù)采集VI對數(shù)據(jù)采集卡中的幾個部件的運作進展控制，數(shù)據(jù)采集卡和計算機之間經(jīng)

54、過計算機總線含通訊，交換數(shù)據(jù)和控制信息。 SelcetDevicePop.Vi用戶選擇數(shù)據(jù)采集卡，DeviceOpen.Vi加載設(shè)備驅(qū)動程序到內(nèi)存，并確定設(shè)備的類型，完成對設(shè)備的類型，完成對設(shè)備的初始化，使設(shè)備做好I/O預備任務(wù)。假設(shè)設(shè)備驅(qū)動勝利前往一個非的設(shè)備句柄，假設(shè)失敗那么前往。利用MAIConfig.Vi配置多經(jīng)過模擬輸入所需的參數(shù)。 利用一個While循環(huán)以及MAIVohageIn.Vi將采集到的數(shù)據(jù)不停地從設(shè)備的緩存中讀出。 完成數(shù)據(jù)采集后，利用DeviceClose.Vi封鎖翻開的設(shè)備，假設(shè)程序出錯，提示信息顯示在Errmsg指示中。 波形實時顯示設(shè)計經(jīng)過LabView的Wave

55、form Chant控件實現(xiàn)波形的實時顯示；旋轉(zhuǎn)位置旋鈕時可以調(diào)整波形的位置，旋轉(zhuǎn)VOLTS/DIV旋鈕時可以調(diào)整波形的幅值比例；調(diào)整SEC/DIV旋鈕時可調(diào)整波形的時間分度值一個多通道波形數(shù)據(jù)采集的過程普通包括以下幾個步驟：()數(shù)據(jù)采集卡有關(guān)的采樣參數(shù)采集頻率、采集次數(shù)、采集通道、數(shù)據(jù)緩存的大小()采樣開場，多路開關(guān)對采樣通道進展一次掃描，每個通道采樣一個點。()A/D 轉(zhuǎn)換。()數(shù)字信號存到數(shù)據(jù)緩存。()反復，直到采集到了所需的采樣次數(shù)，全部數(shù)據(jù)順序存儲到緩存中。()從數(shù)據(jù)采集卡的緩存中讀取數(shù)據(jù)到計算機的內(nèi)存中。.波形的產(chǎn)生與調(diào)理利用Open/Creat/Replace.Vi建立存放數(shù)據(jù)文

56、件的途徑、格式、稱號，Write File控件把采集的數(shù)據(jù)寫入事先建好的數(shù)據(jù)文件內(nèi)；Get Date/Time String控件是用來獲取每個時辰存儲數(shù)據(jù)的時間；Array To Spreadsheet String控件是把采集卡采集的數(shù)據(jù)進展格式整理，輸出到Concatenate Strings控件內(nèi)，在此控件內(nèi)把采集的數(shù)據(jù)再次整理，構(gòu)成可回放顯示的字符串，為回放丈量模塊做預備。 在程序運轉(zhuǎn)開場時先設(shè)定好存儲途徑，在需求存儲時，按下存儲按鈕，便立刻對所采集的數(shù)據(jù)進展保管；當按下停頓按鈕停頓存儲數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲的及時存取。本儀器功能主要包括四類函數(shù)信號正弦波、方波、三角波、鋸齒波的輸出，頻

57、率的倍乘與微調(diào)相結(jié)合，以及實現(xiàn)輸出波形的直流偏置、電壓幅度的控制等功能。詳細目的如如表所示：輸出波形四種波形：方波、正弦三角波、鋸齒波恣意選擇輸出頻率范圍.KHz直流偏置-V方波占空比%輸出波形幅度V表 虛擬函數(shù)信號發(fā)生器性能目的虛擬函數(shù)信號發(fā)生器的軟件設(shè)計與實現(xiàn)軟件部分采用專業(yè)的LabVIEWi圖形化虛擬儀器開發(fā)工具。虛擬函數(shù)信號發(fā)生器主要由軟件完成輸出波形信號的產(chǎn)生和輸出信號頻率的顯示。輸出波形頻率的變化的詳細實現(xiàn)是將波形數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)采集卡的緩沖區(qū)當中，經(jīng)過設(shè)置緩沖區(qū)的更新頻率改動內(nèi)部的時鐘頻率來實現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)頻率的變化。該過程主要運用了Labview中的數(shù)據(jù)采集子模塊中的AO START 功能模塊。從實現(xiàn)功能的角度來說，本次設(shè)計的虛擬函數(shù)信號發(fā)生器的功能構(gòu)造主要包括兩大功能模塊：波形產(chǎn)生模塊FG模塊和頻率單位變化控制DISPLAY模塊。波形