基于labview的虛擬數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 本設(shè)計(jì)運(yùn)用虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)用的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)性能，打破了以往由教學(xué)儀器限定實(shí)驗(yàn)的模式，使得實(shí)驗(yàn)過(guò)程操作簡(jiǎn)單，只需點(diǎn)擊相應(yīng)的功能菜單即可，使用者通過(guò)操作得出相應(yīng)菜單功能，可以進(jìn)一步探索創(chuàng)新，根據(jù)自己的需要更改和重新定義儀器的功能。參考文獻(xiàn)[1] 王海云，周淑萍．?dāng)?shù)字信號(hào)處理課程與虛擬儀器[J]．高等理科教育，2009(3)：112—114．[2] 劉燦濤，趙偉，侯國(guó)屏．基于虛擬儀器的電工教學(xué)實(shí)驗(yàn)[J]。虛擬儀器作為教學(xué)的新手段，肯定會(huì)慢慢地走進(jìn)電子技術(shù)的課堂和實(shí)驗(yàn)室，改變著電子技術(shù)教學(xué)的傳統(tǒng)模式，這是現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的必然。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)理論知識(shí)的基礎(chǔ)是數(shù)字電子技術(shù)，而虛擬儀器的基本思想和LabVIEW開(kāi)發(fā)平臺(tái)則是程序開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中有力的工具?？?結(jié)本文從虛擬儀器的起源、發(fā)展入手，簡(jiǎn)單介紹虛擬儀器的功能，全面的介紹了虛擬儀器設(shè)計(jì)技術(shù)。操作簡(jiǎn)單，易于使用。但在長(zhǎng)達(dá)幾千年的時(shí)間里，根本就沒(méi)有任何測(cè)定時(shí)間的精確方法。當(dāng)數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會(huì)發(fā)亮，已形成我們眼睛看到的字樣。led數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類(lèi)似于3位“+1”型。各種波形曲線(xiàn)均可以用三角函數(shù)方程式來(lái)表示。 因?yàn)殡p向同步計(jì)數(shù)器是基于JK觸發(fā)器做成的，其中部分電路是JK觸發(fā)器，所以可以利用LabVIEW中子VI的功能將JK觸發(fā)器打包成一個(gè)子程序，作為VI模塊調(diào)用。它的主要特點(diǎn)是：①一般地說(shuō)，這種計(jì)數(shù)器除了輸入計(jì)數(shù)脈沖CP信號(hào)外，很少有另外的輸入信號(hào)，其輸出通常也都是現(xiàn)態(tài)的函數(shù)，是一種Moore型的時(shí)序電路，而輸入計(jì)數(shù)脈沖CP是當(dāng)作觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)對(duì)待的。，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。輸入輸出DA1A0YD000D0D101D1D210D2D311D3 數(shù)據(jù)選擇器根據(jù)其邏輯關(guān)系用LabVIEW編寫(xiě)程序框圖，： 數(shù)據(jù)選擇器程序框圖： 數(shù)據(jù)選擇器二、時(shí)序邏輯電路實(shí)驗(yàn)RS觸發(fā)器把兩個(gè)與非門(mén)GG2的輸入、輸出端交叉連接，即可構(gòu)成基本RS觸發(fā)器，其邏輯電路如圖所示。，輸入是3位二進(jìn)制代碼AAA0，輸出是其狀態(tài)譯碼Y0～Y7。：其中A和B表示二進(jìn)制數(shù)的第i位，S表示本位最終運(yùn)算結(jié)果，即就是低位向本位借位或本位向高位借位之后的最終結(jié)果，Ci表示低位是否向本位借位，Co表示本位是否向高位借位。而且還可以運(yùn)用LabVIEW中程序執(zhí)行過(guò)程的“高亮度單步執(zhí)行”模式充分地觀察到信號(hào)的動(dòng)態(tài)流程和邏輯電路的運(yùn)算過(guò)程。在LabVIEW的函數(shù)選板中，既包含了大量專(zhuān)用的信號(hào)處理、信號(hào)運(yùn)算等圖標(biāo)，也包含了各種數(shù)值運(yùn)算、邏輯運(yùn)算的基本VI圖標(biāo)。 LabVIEW前面板框圖編程：在LabVIEW的框圖編輯窗口內(nèi)，利用工具模板和函數(shù)模板進(jìn)行方框圖編程。Learning目錄：該目錄包含有使用本書(shū)所需的VI庫(kù)。如果改變此名稱(chēng)，就無(wú)法使用眾多的控件和庫(kù)函數(shù)。LabVIEW使用文件和目錄來(lái)存儲(chǔ)創(chuàng)建VI所必須的信息，部分重要的文件和目錄如下： LabVIEW可執(zhí)行程序：用于啟動(dòng)LabVIEW。使用圖標(biāo)和連線(xiàn)，可以通過(guò)編程對(duì)前面板上的對(duì)象進(jìn)行控制。傳統(tǒng)文本編程語(yǔ)言根據(jù)語(yǔ)句和指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，而 LabVIEW 則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定了VI及函數(shù)的執(zhí)行順序。與C和 BASIC 一樣，LabVIEW也是通用的編程系統(tǒng)，有一個(gè)完成任何編程任務(wù)的龐大函數(shù)庫(kù)。但是虛擬儀器也并非十全十美，在與其他設(shè)備連接時(shí)容易受到客觀環(huán)境和條件的限制，另外由于需要進(jìn)行大量的軟件計(jì)算，可能造成較大的時(shí)延，此種情況下需要用傳統(tǒng)的硬件儀器來(lái)代替。PXI的高度可擴(kuò)展性。經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，VXI系統(tǒng)的組建和使用越來(lái)越方便，尤其是組建大、中規(guī)模自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)以及對(duì)速度、精度要求高的場(chǎng)合。GPIB技術(shù)可用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的操作和控制，替代傳統(tǒng)的人工操作方式，可以很多方便地把多臺(tái)儀器組合起來(lái)，形成自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。由于其價(jià)格低廉、用途廣泛，特別適合于研發(fā)部門(mén)和各種教學(xué)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用。另外，ISA總線(xiàn)的虛擬儀器已經(jīng)淘汰，PCI總線(xiàn)的虛擬儀器價(jià)格比較昂貴。三、虛擬儀器的結(jié)構(gòu)和分類(lèi)虛擬儀器可以概括為：采集硬件+顯示面板+算法軟件傳感器調(diào)理器采集器I/O口I/O驅(qū)動(dòng)面板算 法虛擬儀器硬件軟件虛擬儀器本質(zhì)上是一個(gè)開(kāi)放型的結(jié)構(gòu)，由通用計(jì)算機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器或其他CPU來(lái)提供信號(hào)處理、存儲(chǔ)和顯示功能，由數(shù)據(jù)采集板卡、CPB或VXI總線(xiàn)接口板進(jìn)行信號(hào)的獲取與控制，實(shí)現(xiàn)儀器的功能。目前有些研究已取得可喜成績(jī)，如863項(xiàng)目“虛擬儀器關(guān)鍵技術(shù)的研究及其產(chǎn)業(yè)化”，所研制的“一體化虛擬儀器”就是一種不同于歐美虛擬儀器的技術(shù)。但最早和最具影響力的還是NI 公司的圖形化開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW。二、虛擬儀器的發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)外：自20世紀(jì)80年代以來(lái)，NI公司研制和推出了多種總線(xiàn)系統(tǒng)的虛擬儀器，其代表產(chǎn)品是LabVIEW圖形編程系統(tǒng)。因此利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)資源，配以獨(dú)特設(shè)計(jì)的儀器硬件和專(zhuān)用軟件，可以實(shí)現(xiàn)普通儀器的全部功能以及一些在普通儀器上無(wú)法實(shí)現(xiàn)的特殊功能[1]。而現(xiàn)在正在進(jìn)行著第三次儀器革命即虛擬儀器時(shí)代，這和通用計(jì)算機(jī)硬軟件技術(shù)的進(jìn)步密不可分的。然后根據(jù)各個(gè)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)原理用LabVIEW分別進(jìn)行模塊編程，完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用戶(hù)只需在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)總面板上點(diǎn)擊相應(yīng)的功能模塊，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，然后進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的操作。數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)是理工科專(zhuān)業(yè)教學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容，是培養(yǎng)學(xué)生電子技術(shù)應(yīng)用和工程設(shè)計(jì)能力不可缺少的教學(xué)環(huán)節(jié)，所以實(shí)驗(yàn)室水平要不斷改進(jìn)和提高，以適應(yīng)學(xué)科的發(fā)展。如今高校實(shí)驗(yàn)室教學(xué)設(shè)備數(shù)量有限，特別是一些貴重的儀器，要做到學(xué)生與設(shè)備一對(duì)一配套是不現(xiàn)實(shí)的。用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，將廣泛的應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于LabVIEW的虛擬數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘 要當(dāng)今社會(huì)在校學(xué)生人數(shù)急劇增加，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)儀器已不能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)需要，學(xué)生的實(shí)際實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練得不到滿(mǎn)足，尤其是理工科學(xué)生，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，抽象的理論知識(shí)很難理解。數(shù)字電路作為電子信息類(lèi)各專(zhuān)業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課程之一，其實(shí)踐實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)尤為重要。隨著科技的飛速發(fā)展，課程教學(xué)內(nèi)容
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