【正文】 如下圖所示 （ 2）一個(gè)輸出顯示型圖形控件。 信號(hào)發(fā)生器的 前面板設(shè)計(jì) 方波信號(hào)發(fā)生器的 前面板設(shè)計(jì) 過(guò)程和正弦信號(hào)發(fā)生器的前面板設(shè)計(jì)大體相同 。 ～ 180176。 設(shè)置 頻率 信號(hào)： 采樣頻率： 8Hz 采樣點(diǎn)數(shù)： 100 信號(hào)幅值： 3V 初始相位 ： 0176。 （ 4）在流程圖中執(zhí)行 FunctionsTime DialogWait操作，調(diào)入時(shí)鐘圖標(biāo)。如下圖： 圖 （ 正弦波發(fā)生器前面板 包括 五個(gè)輸入型數(shù)子控件 ： 正弦波的 信號(hào) 頻率 、初始相位、 信號(hào) 幅值、總采樣點(diǎn)數(shù) N 與采樣頻率 ， 及 STOP 控件，復(fù)位控件和 正弦波發(fā)生器 ） 2． 正弦波發(fā)生器流程圖的設(shè)計(jì) （ 1）在流程圖中執(zhí)行 FunctionsStructuresWhile Loop操作，調(diào)入 While 在這一部分，系統(tǒng)完成了對(duì)信號(hào)的生成和預(yù)覽，但是要將信號(hào)送出去就必須將信號(hào)發(fā)送的 循 環(huán)結(jié)構(gòu)。應(yīng)考慮到生成信號(hào)頻率跨度大，在 Hz～ 10K Hz范圍內(nèi)，其周期跨度也大，在 10s～ 范圍內(nèi)；行成信號(hào)幅值 的范圍應(yīng)充滿整個(gè)顯示畫面，故選用 “ Graph” 顯示器。 （ 2）一個(gè)輸出顯示型圖形控件。 生成波形的總點(diǎn)數(shù) : N =8～ 512 , 可選。 初始相位 :0176。為了提高頻率的輸出控制精度，在本次的設(shè)計(jì)當(dāng)中，通過(guò)使用頻率單位變化控制模塊，使輸出控制精度可達(dá)到 。在本次設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)每一正 11 弦波周期由 1000點(diǎn)組成，利用類似 C語(yǔ)言中的 For循環(huán)為 x 賦值，這樣執(zhí)行一次 For循環(huán)，便可以產(chǎn)生生成一個(gè)周期正弦波所需的數(shù)據(jù)，然后利用 While 循環(huán)，使程序反復(fù)執(zhí)行，就可以連續(xù)輸出正弦波 .方波、鋸齒波、三角波的產(chǎn)生原理與正弦波產(chǎn)生原理相近 ,都是通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)代表波形的數(shù)字序列。 FGEN模塊為數(shù)字波形產(chǎn)生模塊。輸出波 形頻率的變化的具體實(shí)現(xiàn)是將波形數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)采集卡的緩沖區(qū)當(dāng)中，通過(guò)設(shè)置緩沖區(qū)的更新頻率（改變內(nèi)部的時(shí)鐘頻率）來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)頻率的變化。提供 16路單端 /8路差動(dòng)模擬輸入通道、 2路獨(dú)立的 DA輸出通道、 24線的 TTL型數(shù)字 I/O、 3個(gè) 16位的定時(shí)計(jì)數(shù)器等多種功能。E num → Text ring ,修改名稱為 wave select (波形選擇 ) . 然后右鍵點(diǎn)擊 properties 選擇 Edit Items 項(xiàng) ,在表格中添加和編輯 sine wave 、 t triangle 、 square wave 等 ,并設(shè)置其先后順序 . 波形顯示控件 這個(gè)控件用來(lái)顯示所產(chǎn)生的波形 .執(zhí)行 Cont rols Graph Waveform Chart 操作 ,調(diào)入所選圖標(biāo) . 其橫軸為時(shí)間軸 ,縱軸為電壓軸 .注意 :控件參數(shù)設(shè)置應(yīng)考慮到采樣頻率 fs , 信號(hào)頻率 f 一個(gè)周期采樣點(diǎn) n 與總點(diǎn)數(shù) N = Samples 的關(guān)系 : fs = nfx ,所以 fs 的最大值應(yīng)該是被測(cè)信號(hào)頻率 f s 的最大值 n ,且 N ≥n. 開(kāi)關(guān)控件 此開(kāi)關(guān)用于結(jié)束運(yùn)行 .執(zhí)行 All controls Boolean StopButton操作 ,調(diào)入開(kāi)關(guān)按鈕 ,標(biāo)記為“ STOP” . 。端子的先后次序不影響數(shù)據(jù) 8 流動(dòng)的方向。數(shù)據(jù)是單向流動(dòng)的，從源端口向一個(gè)或多個(gè)目的端口流動(dòng)。如循環(huán)控制、條件分支控制和順序控制等，編程人員可以使用它們控制 VI程序的執(zhí)行方式?？刂茖?duì)象對(duì)應(yīng)的端子在框圖中是用粗框框住的。 Labview有三類端子 前面板對(duì)象端子、全局與局部變量端子和常量端子。 Labview有二種節(jié)點(diǎn)類型 函數(shù)節(jié)點(diǎn)和子 VI節(jié)點(diǎn)。 信號(hào)處理子模板：包括信號(hào)發(fā)生、時(shí)域及頻域分析功能模塊。 7 群子模板：包括群的處理函數(shù)，以及群常數(shù)等。 ) 功能模板如右圖所示。 功能模板 (Functions Palette) 功能模板是創(chuàng)建框圖程序的工具。 數(shù)組和群子模板：復(fù)合型數(shù)據(jù)類型的控制和顯示。如果控制模板不顯示，可以用 Windows菜單的 6 Show Controls Palette功能打開(kāi)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。通過(guò)這些控制或功能子模板可以找到創(chuàng)建程序所需的面板對(duì)象和框圖對(duì)象。 顏色工具：用來(lái)給對(duì)象定義顏色。 斷點(diǎn)工具：使用該工具在 VI 的框圖對(duì)象上設(shè)置斷點(diǎn)。當(dāng)創(chuàng)建自由標(biāo)簽時(shí)它會(huì)變成相應(yīng)形狀。使用它向數(shù)字或字符串控制中鍵入值時(shí)，工具會(huì)變成標(biāo)簽工具的形狀。如果該模板沒(méi)有出現(xiàn)，則可以在 Windows 菜單下選擇 Show 5 Tools Palette 命令以顯示該模板。 Labview中的操作模板 Labview具有多個(gè)圖形化的操作模板，用于 創(chuàng)建和運(yùn)行程序。上述信號(hào)發(fā)生器的框圖程序如下面的的圖 22： 圖標(biāo) /連接器 圖標(biāo) /連接器是子 VI被其它 VI調(diào)用的接口。 框圖程序 每一個(gè)程序前面板都對(duì)應(yīng)著一段框圖程序。在設(shè)計(jì)集成系統(tǒng)中，特別是做硬件數(shù)據(jù)采集，儀器控制等，有其一套快速開(kāi)發(fā)組件，從而大大縮短了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期，著是其他開(kāi)發(fā)平臺(tái)所沒(méi)法比較的。Labview不同于基于文本的的編程語(yǔ)言（如 Fortran和 C），他是一種圖形編程語(yǔ)言 通常稱為 G語(yǔ)言，其編程過(guò)程就是同過(guò)圖形符號(hào)描述程序的運(yùn)行。以下是傳統(tǒng)測(cè)試儀器和虛擬儀器的一個(gè)比較： 3 表 11： 傳統(tǒng)儀 器 與虛擬儀 器 對(duì) 照表 傳統(tǒng) 儀器 虛擬儀器 開(kāi)發(fā)和維護(hù)費(fèi)用高 基于軟件體系的結(jié)構(gòu)，大大節(jié)省開(kāi)發(fā)和維護(hù)的費(fèi)用 功能由儀器廠商定義 功能由用戶自己定義 與其他儀器設(shè)備的連接十分有限 面向應(yīng)用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以方便地與外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)或其他應(yīng)用連接 數(shù)據(jù)無(wú)法編輯數(shù) 數(shù)據(jù)可編輯、存儲(chǔ)、打印 硬件是關(guān)鍵部分 軟件是關(guān)鍵部分 價(jià)格昂貴 價(jià)格低廉（是傳統(tǒng)價(jià)格的五至十分之一） 技術(shù)更新慢（ 510 年） 技術(shù)更新快（一般 12年） 系統(tǒng)封閉、功能固定、擴(kuò)展性低 基于計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)放的功能模塊可構(gòu)成多種儀器 正是因?yàn)橐庾R(shí)到了虛擬儀器的諸多優(yōu)點(diǎn)及傳統(tǒng)儀器的一些弊端，所以，我們計(jì)劃開(kāi)發(fā)了這樣一臺(tái)基于 Labview(美國(guó) NI 公司 )的多功能虛擬數(shù)字發(fā)生器。如另配置一套儀器 ，不斷 效率不高 ，而 且價(jià)格高。 傳統(tǒng)的電子儀器是自封閉的系統(tǒng) ， 它具有信號(hào)輸入、輸出的能力 ， 并有固定的用戶界面 ， 比如 ： 輸入 、 輸出信號(hào)接插件、旋鈕、按鈕、顯示儀表、顯示面板等。 現(xiàn)在流行的 DAQ(數(shù)據(jù)采集 )卡、 GPIB(通用接口總線 )卡、 VXI(系統(tǒng)控制接口卡 )等可以插入計(jì)算機(jī)的槽口 。 VI的另一用途是 方案論證 ， 用于在設(shè)計(jì)方案的論證過(guò)程中。 虛擬儀器技術(shù)是測(cè)量技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)綜合集成的 產(chǎn)物，代表了現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)和儀器技術(shù)發(fā)展。 Labview 是一 2 種圖形化的編程語(yǔ)言 ,主要用來(lái)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)采集，儀器控制及數(shù)據(jù)處理分析等軟件 ,功能強(qiáng)大。由用戶定義儀器功能 。虛擬儀器是指 :利用現(xiàn)有的 PC 機(jī)，加上特殊設(shè)計(jì)的儀器硬件和專用軟件 ,形成既有普通儀器的基本功能 ,又有一般儀器所沒(méi)有的特殊功能的新型儀器。 在設(shè)計(jì)信號(hào)發(fā)生器的過(guò)程中經(jīng)過(guò)深入的思考，結(jié)合Labview 的具體功能作了一定創(chuàng)新。 本論文 首先 簡(jiǎn)介 了 虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的 開(kāi)發(fā)平臺(tái) ， 及 虛擬 信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)思路，并且 給出了基于 labview 的虛擬信號(hào)發(fā)生器的 前面板 和程序設(shè)計(jì)流程圖，講述 了 功能模塊的設(shè)計(jì)步驟，提供了虛擬發(fā)生器的面板。s front panel and the programming flow chart describes the design of these functional modules provides a virtual panel generator. Signal generator in the design process, after careful thought, bined with the specific function of Labview a certain innovation. The instrument system is simple, flexible design, has a strong adaptability. [Keyword] ： Virtual function Labview signal generator 1 .引 言 自 從 1986 年美國(guó) NI(National Instrument)公司提出虛擬儀器的概念以來(lái) ,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和測(cè)量技術(shù)的發(fā)展 ,虛擬儀器技術(shù)也得到很快的發(fā)展。系統(tǒng)組建時(shí)間短 。虛擬儀器以軟件為核心 ,其軟件又以美國(guó) NI 公司的 Labview 虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)最為常用。下面結(jié)合一個(gè)虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)具體介紹基于圖形化編程語(yǔ)言 Labview 的虛擬儀器編程方法與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。 自從引進(jìn)了VI的技術(shù) ,這就使用戶可以隨心所欲地根據(jù)自己的意愿 ， 設(shè)計(jì)自己的儀器系統(tǒng) ,就像溫度測(cè)量計(jì)、電壓表、圖表記錄器、數(shù)字儀和信號(hào)分析計(jì)等 ， 都可在同一基本硬件上配置不同的軟件而實(shí)現(xiàn)。如今 ， 計(jì)算機(jī)是開(kāi)放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu) ， 可以提供處理、存儲(chǔ)和顯示的能力 ， 所以可將計(jì)算機(jī)用作電子儀器的助動(dòng)器 ， 使用戶自定義各種儀器功能成為現(xiàn)實(shí)。它配上該公司的 Labview軟件包 (包含有 DAQ的驅(qū)動(dòng)程序 )使用戶方便迅速組建自己的應(yīng)用系統(tǒng)。然而 ， 有時(shí)為了構(gòu)成具有一定功 能的系統(tǒng) ， 配置了一套儀器 ，但對(duì)其中的某些儀器 ， 只用到了其中一部分功能 ， 而將它作其他功能使用時(shí) ， 卻不具備或達(dá)不到所需指標(biāo)。虛擬儀器概念的提出是儀器發(fā)展史上的一場(chǎng)革命，代表著儀器發(fā)展的最新方向和潮流。 Labview 開(kāi)發(fā)平臺(tái) Labview是 Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench (實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集 成開(kāi)發(fā)環(huán)境 )的簡(jiǎn)稱，是有美國(guó)國(guó)家儀器公司 (National instruments, IN)創(chuàng)立的一個(gè)功能強(qiáng)大而又靈活的儀器和分析應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具。 Labview就有開(kāi)放的環(huán)境，能和第三放軟件輕松連接，通過(guò) Labview，用戶可以把現(xiàn)有的應(yīng)用程序和 .NET組件、 ActiveX、 DLL 4 以及廣泛的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相連，同樣用戶可以在 Labview中創(chuàng)建能在其軟件環(huán)境中調(diào)用的獨(dú)立執(zhí)行程序或動(dòng)態(tài)連接庫(kù)。控制和顯示是以各種圖標(biāo)形式出現(xiàn)在前面板上，如旋鈕、開(kāi)關(guān)、按鈕、圖表、圖形等，這使這得前面板直觀易懂。其中端口被用來(lái)同程序前面板的控制和顯示傳遞數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)被用來(lái)實(shí)現(xiàn)函數(shù)和功能調(diào)用，圖框被 用來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化程序控制命令，而連線代表程序執(zhí)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)流，定義了框圖內(nèi)的數(shù)據(jù)流動(dòng)方向。連接器一般情況下隱含不顯示，除非用戶選擇打開(kāi)觀察