虚拟示波器设计报告

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1、内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计 题 目：简单虚拟示波器学生姓名：王雪利学 号：0967112230专 业：测控技术与仪器班 级：测控09-2班指导教师：肖俊生前言随着计算机技术、大规模集成电路技术和通信技术的飞速发展，仪器技术领域发生了巨大变化。出现了一种全新的仪器概念虚拟仪器（Virtual Instrumentation,VI）。虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。一、设计题目: 信号发生器与双通道虚拟示波器 二、设计目的: 了解、熟悉并掌握虚拟仪器的相关知识；完成所要求的实验内容三、设计要求（1）信号发生器可以输出任意一种以下的信号：正弦波信号、方波信号、锯齿波信号或三角

2、波信号. （2）信号频率、幅值、占空比、相位和偏移量可调。制作双通道示波器，通过制作掌握LabVIEW的设计使用。（3）通过数据采集卡进行波形的输入输出，以此来了解并掌握数据采集卡的使用方法（4）所作示波器具有存储回放功能。四、设计思想:采用“基本函数信号发生器”中的锯齿波、正弦波、方波、三角波信号做信号源，用相应的数值输入控件控制以上信号的参数，编辑相应程序将其用波形图显示，同时用输入DAQ输出给数据板卡，用导线将数据板卡上相应的输入输出接口连接好，可通过配备DAQ采集卡，输出并显示采集信号。采用DAQ板卡外接信号作为信号源，当程序运行起来后，先进行通道选择，然后用“旋钮”对信号波形进行设定

3、，在这一过程中要调节信号的“扫描时间”、“幅值”两个量值，并选择通道，以接受所需的信号。整个过程需通过波形图控件来显示产生的波形，以作参考，接着通过配备DAQ采集卡，采集信号并且输出,存储并回放。五、设计实现过程：启动LabVIEW8.5或8.2,进入程序运行界面，进入程序框图，击右键进行选（一）、信号发生器的设计1、设计过程（1）条件结构及while循环从“程序框图”面板中点击右键，然后按照“编程”“结构”“条件框图”的顺序，拖到面板中如图示： 按上述顺序在“条件结构”并列位置找到“while循环”，如图示：（2）基本参数设置 在前面板中，点击右键，从“Express”中的“数值输入控件”中

4、选择，将其拖入前面板中，总共需要个数值输入控件，并分别命名为 “幅值”、“频率”、“占空比”、“相位”“偏移量”、“信号类型”。如图示：考虑到各参数的物理特性和对图形显示的影响，将其属性分别设置，例如对最大值和最小值的设置。（3）条件结构中各层设计创建基本信号发生器，在“程序框图”中点击右键，按“信号处理”“波形生成”的顺序，找到“基本函数发生器”并将其托入“条件结构”框中。其图标如图示：然后，将已经设置好的“数值输入控件”对应在“程序框图”面板中的即“基本函数信号发生器”的参数控制器件与其上对应的接点连结。 创建虚拟通道，可以根据输出的波形的类型来设置物理通道的性质，并可以设置波形的一些基本

5、参数。图是输出PWM波的通道。设置基本波形的采样时钟。本设计中的PWM波是基于计数器产生的，采样时钟则是设置成计数器（sample cloke）。时钟采样方式均设置为连续采样。图是PWM波的时钟。基本信号发生器需要先设置模拟信号的通道数及采样数，然后运行，PWM波则是则是在设置好波形参数和时钟后可以直接运行。运行后，需要不断循环该程序，则在两个程序后都添加循环程序，并可以根据用户的需求随时按下停止按钮。在程序停止后，添上任务清除控件，若有错误产生，则在最后加上可以提示错误的错误对话框。具体程序如图所示。（4）程序框图、前面板整个程序框图完成后，将其整理好，使其合理整洁，整个如图示：将前面板上的

6、所有图标合理摆放，使其合理匀称，并做些修饰，其如图示：2、硬件连接调试连接数据采集卡到电脑上，在系统提示可以使用后，打开LABVIEW程序，按照实验要求选择合适的物理通道和合适的波形参数，开始运行，并用示波器采集信号，观察是否有信号被采集到。信号发生器实现正弦波，三角波，方波，锯齿波等波形，在软件里运行，当频率为10，副值为1，相位为0，占空比为50时各个波形图如下：（1） 正弦波：（2）方波：（3）三角波(4) 锯齿波（二）、虚拟示波器设计1、虚拟示波器程序设计部分主要有数据采集、数据处理、结果显示三大模块 在控件选板中进行选择各种元件：2、程序中主要包含条件结构和while循环3、基本参数

7、设置 在前面板中，击右键，从Express中的数值输入控件中，选择旋钮输入控件（如图2），在前面板生成一个相应的控件，左键点住这个控件，同时按住Ctrl键不放，一次拖动复制两个旋钮，并分别命名为“幅值1”、“幅值2”、用同样的方法生成两个转盘并命名为“扫描频率” 、“上下移动”，找到如图3示的“select channel”三向开关控件放在前面板中，它对应的标签值有三个，即自上而下分别是双通道，通道2，通道1。如图示： 4、参考模拟信号生成及输出在函数，编程，结构中选择循环结构，通过一个条件结构进行连接，添加分支得到三个条件分支，可以相应的输出通道一、二和双通道。，如图4所示。在这个外侧加上w

8、hile语句，确保生成连续信号。最后进行显示，步骤是进入前面板右击选择控件中的图形显示控件下的波行图项，连接到条件语句后面。在这个过程中由于双通道是一个捆绑数据，导致通道一、二必须要进行数据转换。如图所示：5、数据存储和回放本部分是对硬件采集到的数据做简单的处理后，进行保存，其程序图如图4.3所示，此处还调用了两个子程序：读取和保存子程序。6、程序框图的调整、检错、整理程序框图设计完成之后，单击运行，观察运行结果，如果发现错误及时进行修改。在确认准确无误之后对程序框图中的各个器件的连线进行整理，整理之后如（下图）所示：7、数据的统计在后面板中，击右键，从Express中的信号分析控件中，选择旋

9、分析控件，在后面板面板生成一个相应的控件， 双击这个控件得到配置统计界面，选择相应的选项。如图所示：8、前面板的调整、检错、美化进行前面板的设计。先进行合适的布局，然后主要用到控件中的新式中的修饰进行前面板的设计，可以添加一些框和盒之类的东西进行美化界面。然后再添加一些必要的说明文字，再对其进行布置，修饰。这样整个简单虚拟示波器就完成了。实验的前面板如下：9、硬件连接调试在运行过程中，可以通过单击选项卡顶端的选项进行切换。功能按钮的实现在程序设计中已经涉及。坐标控制部分在前面板中主要是两个旋钮控件，其功能的实现还要通过其在程序框图中的相应程序来实现当点击按钮之后，系统开始运行，通过操纵量旋钮可以选择通道形式。调节幅值频率，待上面的显示波形稳定后，按下存储键，一段时间后 按下回放键 ，右面的波形图回放波形，起到存储回放功能。即显示下面的图形：六、总结和学习体会： 通过这次设计，一学期的labview学习得到实践性学习，实验以课本上的知识为基础，又是对书本知识的一次综合实践。“实践是检验真理的唯一标准”，这话说的很对，只有亲身实践，才能更深刻的体会课本上的知识。通过这次课程设计，我觉得这是门实用性很强的课程，这个学期过后我们还要更加努力学习，思考，实践这门课程，为今后的工作做准备。