【正文】 硬件部分主要是普通PC機(jī)和數(shù)據(jù)采集卡；軟件部分則包括了前面板，采集卡驅(qū)動程序及相關(guān)的應(yīng)用軟件（主要有頻譜分析，數(shù)字濾波，數(shù)據(jù)存儲和讀取，波形顯示等）本論文主要分為以下幾個(gè)部分：第1章 緒論第2章 軟件開發(fā)平臺Labview的有關(guān)介紹第3章 系統(tǒng)硬件部分第4章 系統(tǒng)軟件部分第5章 系統(tǒng)調(diào)試第6章 結(jié)論和展望第2章 系統(tǒng)軟件的開發(fā)平臺Labview簡介 labview的基本概述 Labview是美國國家儀器公司開發(fā)的，基于G語言（Graphics Language）的虛擬儀器開發(fā)工具。其特點(diǎn)是用圖形化的符號來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的文本語言，從而達(dá)到直觀，簡潔，易懂的目的。，從 ，LabVIEW作為一個(gè)完整優(yōu)異的圖形化軟件開發(fā)環(huán)境得到了工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的認(rèn)可，并開始迅速占領(lǐng)市場，贏得了廣大用戶的青睞。它的基本特點(diǎn)是 (1)具有良好的用戶接口其用戶接口類似于傳統(tǒng)儀器的面板，包括按鈕、旋鈕、圖形顯示組件、控制組件等。通過鼠標(biāo)和鍵盤向程序輸入數(shù)據(jù)，操作結(jié)果由軟件在計(jì)算機(jī)屏幕上生成。 (2)編程方式簡單、直觀采用圖形語一言(G語言)、圖標(biāo)和聯(lián)機(jī)代替文本形式編寫程序，是對具體編程問題的圖形化解決方案。 (3)具有層次結(jié)構(gòu)和模塊化的特點(diǎn)每一個(gè)VI可以作為頂層程序，也可以作為其它程序的子程序。 (4)提供程序調(diào)試功能程序調(diào)試工具包括在源代碼中可以設(shè)置斷點(diǎn)，可以單步執(zhí)行，也可以啟動。 LabVIEW創(chuàng)建虛擬儀器過程 創(chuàng)建虛擬儀器的過程分為四步: (1)創(chuàng)建前面板。前面板是圖形化用戶界面，用于設(shè)置輸入數(shù)值和觀察輸出量。它模仿了實(shí)際儀器的面板。前面板包含了旋鈕、按鈕、圖形和其他控制與顯示對象。通過鼠標(biāo)和鍵盤輸入數(shù)據(jù)、控制按鈕，也可在計(jì)算機(jī)顯示器上直接觀看結(jié)果。若想要在數(shù)字控制中輸入或修改數(shù)值，只需要用操作工具(見工具模板)點(diǎn)擊控制部件和增減按鈕，或者用操作工具或標(biāo)簽工具雙擊數(shù)值欄進(jìn)行輸入數(shù)值修改。 (2)創(chuàng)建框圖程序。在前面板窗口的主菜單windows中選擇 ShowDiagram將前面板窗口切換到框圖程序窗口，此時(shí)會看到與前面板對象對應(yīng)的端口。根據(jù)需要在功能模板中找到所需的節(jié)點(diǎn)，并將節(jié)點(diǎn)圖標(biāo)放置到框圖程序窗口。用數(shù)據(jù)連線將這些端口和節(jié)點(diǎn)的圖標(biāo)連接起來，形成一個(gè)完整的框圖程序。 (3)創(chuàng)建圖標(biāo)。一個(gè)虛擬儀器的圖標(biāo)/連接端口就像一個(gè)圖形(表示某一虛擬儀器)的參數(shù)列表。這樣，其它的虛擬儀器才能將數(shù)據(jù)傳輸給子儀器。圖標(biāo)和連接允許將此儀器作為最高級的程序，也可以作為其它程序或子程序的子程序。運(yùn)行和調(diào)試程序。運(yùn)行和調(diào)試程序是任何一門編程語言編程的最重要的一步。在LabVIEW中，用戶可以通過兩種方式來運(yùn)行程序:運(yùn)行和連續(xù)運(yùn)行。如果一個(gè)VI程序存在語法錯(cuò)誤，則在面板工具條上的運(yùn)行按鈕將會變成一個(gè)折斷的箭頭，表示程序不能被執(zhí)行。這時(shí)這個(gè)按鈕被稱作錯(cuò)誤列表。點(diǎn)擊它，則LabVIEW彈出錯(cuò)誤清單窗口，點(diǎn)擊其中任何一個(gè)所列出的錯(cuò)誤，選用Find功能，則出錯(cuò)的對象或端口就會變成高亮。調(diào)試程序時(shí)可以利用單步執(zhí)行、設(shè)置斷點(diǎn)、設(shè)置探針來顯示數(shù)據(jù)流動方向。圖21 Labview前面板圖22 Labview程序框圖 labview的模板分析labVIEW是一種圖形化設(shè)計(jì)語言，在一個(gè)虛擬儀器VI的開發(fā)過程中，主要利用模板創(chuàng)建和運(yùn)行程序。這些操作模板可以隨意在屏幕上移動，并可以放置在屏幕的任意位置。操縱模板共有三類:工具(Too1s)選板、控制(Controls)選板和功能 (Functions)選板或稱函數(shù)選板。圖23 工具選版工具選板為編程者提供了各種用于創(chuàng)建、修改和調(diào)試VI程序的工具(如圖所示)。該模板可以在windows菜單下選擇 ShowToolsPalette命令以顯示該模板。當(dāng)從模板內(nèi)選擇了任一種工具后，鼠標(biāo)箭頭就會變成該工具相應(yīng)的形狀，它包括了以下工具包。 操作工具:使用該工具來操作前面板的控制和顯示。使用它向數(shù)字或字符串控制中鍵入值時(shí)，工具會變成標(biāo)簽工具的形狀。 選擇工具，用于選擇、移動或改變對象的大小當(dāng)它用于改變對象的連框大小時(shí)，會變成相應(yīng)形狀。 標(biāo)簽工具:用于輸入標(biāo)簽文本或者創(chuàng)建自由標(biāo)簽。當(dāng)創(chuàng)建自由標(biāo)簽時(shí)它會變成相應(yīng)形狀。 連線工具:用于在框圖程序上連接對象。如果聯(lián)機(jī)幫助的窗口被打開時(shí)，把該工具放在任一條連線上，就會顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)類型。 對象彈出菜單工具:用左鼠標(biāo)鍵可以彈出對象的彈出式菜單。 漫游工具:使用該工具就可以不需要使用滾動條而在窗口中漫游 斷點(diǎn)工具:使用該工具在VI的框圖對象上設(shè)置斷點(diǎn)。 探針工具:可以在框圖程序內(nèi)的數(shù)據(jù)流線上設(shè)置探針。程序調(diào)試員可以通過控針窗口來觀察該數(shù)據(jù)流線上的數(shù)據(jù)變化狀況。 顏色提取工具:使用該工具來提取顏色用于編輯其他的對象。顏色工具:用來給對象定義顏色。它也顯示出對象的前景色和背景色。 自動選擇工具 控件選板圖24 控件選版控件選板擬儀器的面板是通過軟件實(shí)現(xiàn)的。就是LabVIEW將傳統(tǒng)儀器上的各種旋紐、開關(guān).、顯示屏等所有可能涉及到的操作部件，都做成外形相似的“控件”分類存于控制模板上。設(shè)計(jì)儀器模板時(shí)，只需根據(jù)需要選擇合適的“控件”放在面板相應(yīng)的位置上即可。每個(gè)圖標(biāo)代表一個(gè)子模板(如圖所示)?？刂颇０蹇梢杂肳ind。，s菜單的 ShowControlsPalette功能打開它，也可以在前面板的空白處,點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，以彈出控制模板。它只有當(dāng)打開前面板窗口時(shí)才能調(diào)用 圖25 函數(shù)選板圖26 函數(shù)選板子選板函數(shù)選板編程子選板功能模板就是LabVIEW將傳統(tǒng)儀器上的各種測試功能、信號分析文件操作以及輸入/輸出(1/0)接口設(shè)備的驅(qū)動做成可供直接調(diào)用的庫函數(shù)。使用時(shí)只需根據(jù)預(yù)完成的功能與操作，從子模板上選擇相應(yīng)的“圖標(biāo)”放在流程圖編輯窗口中相應(yīng)的位置上即可。該模板上的每一個(gè)頂層圖標(biāo)都表示一個(gè)子模板(如圖所示)。它可以用Windows菜單下的Show Funetionspalette功能打開它，也可以在框圖程序窗口的空白處點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵以彈出功能模板。而且它只有打開了框圖程序窗口后才能出現(xiàn)。它包括結(jié)構(gòu)子模板、數(shù)值運(yùn)算子模板、布爾邏輯子模板、字符串運(yùn)算子模板、數(shù)組子模板、類子模板、比較子模板、時(shí)間和對話框子模板、文件輸入/輸出子模板、儀器控制子模板、儀器驅(qū)動程序庫、數(shù)據(jù)采集子模板、信號處理子模板、數(shù)學(xué)模型子模塊、圖形與聲音子模塊、通訊子模板、應(yīng)用程序控制子模塊、底層接口子模塊、文檔生成子模板、示教課程子模板、用戶自定義的子Vl模板和選擇…VI子程序等子模板。編制軟件時(shí)通過對控制和功能模塊中子模塊的靈活調(diào)用，選取相應(yīng)的功能子模塊，分別置于前后面板內(nèi)，使用連線工具即可完成虛擬儀器設(shè)計(jì)。本章介紹了當(dāng)今在測控領(lǐng)域內(nèi)的虛擬儀器開發(fā)軟件LabVIEw語言，它滿足了實(shí)現(xiàn)虛擬測試儀器的條件，是虛擬儀器開發(fā)環(huán)境中圖形化語言的杰出代表之一。LabvIEW語言是一種面向工程技術(shù)人員的圖形化編程語言，是一種面向?qū)ο蟮哪K化編程語言，使面向?qū)ο蠹夹g(shù)程序的復(fù)用性達(dá)到最佳，被譽(yù)為工程師和科學(xué)家的語言。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)對計(jì)算機(jī)進(jìn)行總線擴(kuò)展以便將其用于實(shí)驗(yàn)室研究、工業(yè)控制、測試和測量、這些都要用到基于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)。一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本任務(wù)是測量和產(chǎn)生現(xiàn)實(shí)世界的物理信號。傳感器把物理信號轉(zhuǎn)化成電信號(電壓或電流)，例如熱電偶(溫度/電壓)、RTDs(溫度/電阻)、應(yīng)變片(拉或壓/溫度)。信號調(diào)理附件能夠?qū)ξ⑷跣盘栠M(jìn)行放大、光電隔離、濾波等處理，以便更精確和安全地測量。同時(shí)它能夠激發(fā)和線性化某些傳感器及其信號。當(dāng)輸入信號被適當(dāng)調(diào)理后，即可輸給插入式數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行數(shù)字化，同時(shí)它也能產(chǎn)生控制信號。數(shù)據(jù)采集板程序設(shè)計(jì)依靠驅(qū)動軟件進(jìn)行了簡化，因而用戶能夠調(diào)用傳統(tǒng)的語言和應(yīng)用軟件包來設(shè)計(jì)高級程序。當(dāng)然，計(jì)算機(jī)的性能決定了整個(gè)過程的速度。在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，需要高速的處理器，在對數(shù)據(jù)采集功能模塊