【正文】 W 的基本概述 ........................................................................................9 什么叫 LabVIEW .................................................................................................9 軟件的特點(diǎn) ........................................................................................10 創(chuàng)建虛擬儀器過程 ............................................................................10 第三章 虛擬示波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ...............................................................................12 系統(tǒng)設(shè)計(jì)介紹 ..................................................................................................12 整體設(shè)計(jì)方案 ..................................................................................................13 設(shè)計(jì)步驟 ..........................................................................................................14 選擇及波形發(fā)生 ......................................................................................14 波形控制和調(diào)節(jié)部分 ..............................................................................15 第四章 虛擬示波器的調(diào)試與結(jié)果分析 .......................................................................19 測試與結(jié)果 .....................................................................................................19 性能分析 .........................................................................................................20 結(jié) 論 .............................................................................................................................21 參 考 文 獻(xiàn) ...................................................................................................................22 致 謝 ...............................................................................................................................23 Ⅰ 亞為科技 1 緒 論 虛擬儀器技術(shù)是現(xiàn)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和儀器系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物，是當(dāng)今計(jì)算機(jī)輔助測試領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)。它推動著傳統(tǒng)儀器朝著數(shù)字化，智能化，模塊化，網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。電子測量儀器發(fā)展至今，大體上可以分為四 代：模擬儀器、數(shù)字化儀器、智能一起和虛擬儀器。第一代模擬儀器，這類儀器在某些實(shí)驗(yàn)室里還能看到，它是以電磁感應(yīng)基本定律為基礎(chǔ)的指針式儀器，如指針式萬用表、晶體管電壓表、指針式電流表等。第二代數(shù)字化儀器，這類儀器現(xiàn)在相當(dāng)普遍，這類儀器將模擬信號的測量值轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并以數(shù)字方式輸出最終結(jié)果，適用于快速響應(yīng)和較高準(zhǔn)確度的測量，如數(shù)字萬用表、數(shù)字頻率計(jì)等。第三代智能儀器，這類儀器內(nèi)置微處理器，可以進(jìn)行自動測試和數(shù)據(jù)處理功能，可能代替部分腦力 勞工 ，習(xí)慣上稱為智能儀器。它的功能模塊全部都是以硬件或固定軟件的形式存在， 無論是開發(fā)還是應(yīng)用，都缺乏靈活性。第四代虛擬儀器，它是現(xiàn)在計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、通信技術(shù)和測試技術(shù)高速發(fā)展孕育出的一項(xiàng)革命性技術(shù)，其導(dǎo)致了傳統(tǒng)儀器的結(jié)構(gòu)、概念和設(shè)計(jì)觀點(diǎn)都發(fā)生了巨大的變革，它的出現(xiàn)使得人類的測試技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展紀(jì)元 。 [1] 亞為科技 2 第一章 虛擬儀器技術(shù) 概述 1． 1 虛擬儀器概述 虛擬儀器概念 虛擬儀器是指通過應(yīng)用程序?qū)⒂?jì)算機(jī)、軟件的功能模塊和儀器硬件結(jié)合起來，用戶可以通過友好的圖形界面（通常叫做虛擬前面板，簡稱前面板）來操作這臺計(jì)算機(jī)就像在操作自己定義、自己設(shè)計(jì)的一 臺個(gè)人儀器一樣，從而完成對被測信號的采集、分析、判斷、顯示、數(shù)字存儲等。虛擬儀器以透明的方式，通過軟件對數(shù)據(jù)的分析處理、表達(dá)以及圖形化用戶接口，把計(jì)算機(jī)資源（如微處理器、顯示器等）和儀器硬件（如 A/D、 D/A、數(shù)字 I/O、 定時(shí)器、信號調(diào)理等）的測試能力和控制能力結(jié)合起來。虛擬一起突破了傳統(tǒng)儀器以硬件為主體的模式，實(shí)際上使用者是在操作具有測試軟件的電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行測量，猶如操作一臺虛設(shè)的電子儀器。 虛擬儀器技術(shù)的實(shí)質(zhì)是充分利用最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的功能。軟件是虛擬儀器的關(guān)鍵，當(dāng)基本硬件確定以后， 就可以通過不同的軟件實(shí)現(xiàn)不同的功能。用戶可以根據(jù)自己的需要，設(shè)計(jì)自己的儀器系統(tǒng)，滿足多種多樣的應(yīng)用要求。利用計(jì)算機(jī)豐富的軟、硬件資源，可以大大突破傳統(tǒng)儀器的數(shù)據(jù)的分析、處理、表達(dá)、傳遞、存儲等方面的限制，達(dá)到傳統(tǒng)儀器無法比擬的效果。它不僅可以用于電子測量、測試、分析、計(jì)量等領(lǐng)域，而且還可以用于進(jìn)行設(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用于電力工程、物礦勘探、醫(yī)療、振動分析、聲學(xué)分析、故障診斷及教學(xué)科研等多個(gè)方面。 [10] 虛擬儀器構(gòu)成 虛擬儀器從構(gòu)成要素上講，由計(jì)算機(jī)、應(yīng)用軟件和儀器硬件 等構(gòu)成；從構(gòu)成分式上講則由以 DAQ 板和信號調(diào)理為儀器硬件而組成的 PCDAQ 測試系統(tǒng)，或已 GPIB，VXI， Serial 和 Fieldbus 等標(biāo)準(zhǔn)總線儀器為硬件組成的 GPIB 系統(tǒng)、 VXI 系統(tǒng)、串口系統(tǒng)和現(xiàn)場總線系統(tǒng)等多種形式 [2]。虛擬儀器的構(gòu)成如圖 11 所示 。 亞為科技 3 圖 11虛擬儀器的結(jié)構(gòu) 虛擬儀器 特 點(diǎn) 一臺性能優(yōu)良的虛擬儀器不僅可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)儀器的大部分功能，而且在許多方面有傳統(tǒng)儀器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，如使用靈活方便、功能豐富、價(jià)格低廉、可一機(jī)多用 、可重復(fù)開發(fā)等。 [4] 與傳統(tǒng)儀器相比虛擬儀器主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： （ 1）融合了計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的硬件資源，突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、存儲等方面的限制，大大增強(qiáng)了傳統(tǒng)儀器的功能。而且高性能處理器、高分辨率顯示器、大容量硬盤等已成為虛擬儀器的標(biāo)準(zhǔn)配置。 （ 2）利用計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源，一方面，實(shí)現(xiàn)了部分儀器硬件的軟件話，節(jié)省了物質(zhì)資源，增加了系統(tǒng)的靈活性；一方面，通過軟件技術(shù)和相應(yīng)的數(shù)值算法、實(shí)時(shí)、直接的對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析和處理；另一方面，通過圖形用戶界面（ GraphUserInterface）技術(shù)，真正 做到界面友好，人機(jī)交互。 （ 3）基于計(jì)算機(jī)總線和模塊化儀器總線，使儀器的硬件實(shí)現(xiàn)了模塊化、系列化，大大縮小了系統(tǒng)的尺寸，可方便的構(gòu)建模塊化儀器（ InstrumentonaCard）。 （ 4）基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和接口技術(shù)，使 VI 系統(tǒng)具有方便、靈活的互聯(lián)能力，廣泛支持諸如 CAN， FieldBus， PROFIBUS 等各種工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)。因此，利用 VI 技術(shù)可方便的構(gòu)建自動測試系統(tǒng)（ ATS， AutomaticTestSystem），實(shí)現(xiàn)測量、控制過程的網(wǎng)絡(luò)化。 （ 5）基于計(jì)算機(jī)的開放式標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)。虛擬儀器的硬、軟件都 具有開放性、模塊化、可重復(fù)使用及互換性等特點(diǎn)。因此，用戶可以根據(jù)自己的需要選擇不同廠家的產(chǎn)品，使儀器系統(tǒng)的開發(fā)更為靈活、效率更高，縮短了系統(tǒng)組建和維修的時(shí)間。 顯示器 信號分析及處理器 入機(jī)接口