【正文】 西安交通大學(xué) 1 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 題 目： 基于 LABVIEW 虛擬示波器的設(shè)計(jì) 系 別： 電 氣 與 信 息 工 程 專(zhuān) 業(yè)： 測(cè) 控 技 術(shù) 與 儀 器 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘要 I 摘 要 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(cè)試領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)。它推動(dòng)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。 本文 采用計(jì)算機(jī)聲卡來(lái)代替工業(yè)用的數(shù)據(jù)采集卡 。 所設(shè)計(jì)出的 虛擬儀器成本低、通用性強(qiáng)，在對(duì)采樣頻率要求不高的情況下，可以用聲卡取代數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采樣 充分利用了價(jià)格低廉的聲卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采 集。 文章闡述了 虛擬儀器的背景、概念、發(fā)展、組成等， 重點(diǎn)介紹了 采用圖形化編程軟件 LABVIEW設(shè)計(jì)虛擬示波器 方法 以及它的波形顯示、 頻譜分析、參數(shù)顯示等功能，最終實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)一個(gè)能夠?qū)β曇粜盘?hào)進(jìn)行顯示的虛擬示波器。 本文所設(shè)計(jì)的虛擬示波器經(jīng)過(guò)測(cè)試可以對(duì)信號(hào)正確的采集和顯示，達(dá)到了本次虛擬示波器的設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵詞 ： 虛擬 儀器 ， LABVIEW，示波器 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II ABSTRACT I ABSTRACT Virtual instrument technology is now the puter system and instrumentation system bining the product of today39。s puteraided testing is an important technology area. It advances towards the traditional digital instrumentation, intelligent, modular, workbased direction. In this paper, puter sound card to replace the industrial data acquisition card. The design of the virtual instrument, low cost, versatility, less demanding in the case of sampling frequency can be used to replace the sound card data acquisition card to sample the full advantage of the cheap sound card for data acquisition. Paper describes the background of virtual instruments, concepts, development, position, focusing on the use of LABVIEW graphical programming software design method and its virtual oscilloscope waveform display, virtual spectrum analysis, parameter display and other functions, ultimately able to develop a sound signal shows a virtual oscilloscope. Designed in this paper tested the virtual oscilloscope can capture and display the correct signal, reaching the second virtual oscilloscope design requirements. KEY WORDS: Virtual instruments, LABVIEW ,Oscilloscope 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 目錄 I 目 錄 1 緒論 .............................................................. 1 虛擬儀器背景 .................................................. 1 虛擬儀器的產(chǎn)生 ............................................ 1 虛擬儀器的概念 ............................................. 1 虛擬儀器的構(gòu)成 ............................................. 2 虛擬儀器的優(yōu)點(diǎn) ............................................. 2 虛擬儀器的現(xiàn)狀 ................................................ 3 國(guó)外虛擬儀器的研究現(xiàn)狀 .................................... 3 國(guó)內(nèi)虛擬儀器的研究現(xiàn)狀 ..................................... 4 虛擬儀器的發(fā)展方向 ......................................... 4 本文的研究?jī)?nèi)容 ................................................ 5 2 虛擬示波器設(shè)計(jì)理論 ................................................ 7 虛擬示波器的基本原理 .......................................... 7 虛擬示波器的功能方框圖 ........................................ 7 虛擬示波器的聲卡采集原理 ...................................... 7 聲卡的作用 ................................................. 9 聲卡的硬件結(jié)構(gòu) ............................................ 10 聲卡的主要技術(shù)參數(shù) ........................................ 10 聲卡用于數(shù)據(jù)采集時(shí)的設(shè)置 .................................. 11 本章小結(jié) ..................................................... 12 3 虛擬示波器軟件設(shè)計(jì) ............................................... 15 LABVIEW 簡(jiǎn)介 ................................................. 15 G 語(yǔ)言簡(jiǎn)介 ................................................ 15 LABVIEW 程序組成 ......................................... 16 LABVIEW 中有關(guān)聲卡函數(shù)介紹 ............................... 16 程序的流程圖 ................................................. 18 程序的結(jié)構(gòu)框圖 ............................................... 19 LABVIEW 虛擬示波器的程序設(shè)計(jì) ................................. 19 前面板的設(shè)計(jì) ............................................. 19 總程序的設(shè)計(jì) ............................................. 20 數(shù)據(jù)采集和處理模塊 ........................................... 20 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 聲音輸入設(shè)置 ............................................. 22 聲音輸入讀取 .............................................. 24 聲音輸入清除 ............................................. 25 測(cè)量模塊 ..................................................... 26 頻譜分析模塊 ................................................. 28 參數(shù)顯示模塊 ................................................. 29 本章小結(jié) ..................................................... 29 4 程序的調(diào)試與測(cè)試 ................................................. 31 虛擬示波器的性能指標(biāo) ......................................... 31 采樣頻率 ................................................. 31 采樣精度 ................................................. 31 程序的調(diào)試結(jié)果 ............................................... 31 波形顯示調(diào)試結(jié)果 ......................................... 31 小 結(jié) ......................................................... 33 5 總結(jié)與展望 ....................................................... 35 結(jié)論 ......................................................... 35 展望 ......................................................... 35 致謝 ............................................................... 37 參考文獻(xiàn) ........................................................... 39 1 緒論 1 1 緒論 虛擬儀器 背景 虛擬儀器的 產(chǎn)生 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(cè)試領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)。它推動(dòng)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(cè) 量?jī)x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(lèi)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(wàn)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(lèi)儀器現(xiàn)在相當(dāng)普遍，這類(lèi)儀器將模擬信號(hào)的測(cè)量值轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，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(cè)量，如數(shù)字萬(wàn)用表、數(shù)字頻率計(jì)等。第三代智能儀器，這類(lèi)儀器內(nèi)置微處理器，可以進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試和數(shù)據(jù)處理功能，可能代替部分腦力老公，習(xí)慣上稱(chēng)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(wú)論是開(kāi)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(cè)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(lèi)的測(cè)試技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展紀(jì)元。 虛擬儀器的概念 虛擬儀器是指通過(guò)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