【正文】 板，用于創(chuàng)建和運(yùn)行程序。 該示波器的主要控制結(jié)構(gòu)有：自動 /手動設(shè)置掃描率的控制結(jié)構(gòu)，寫盤 /讀盤控制結(jié)構(gòu)，采集控制結(jié)構(gòu)，測量控制結(jié)構(gòu)，打印控制結(jié)構(gòu)，通道選擇控制結(jié)構(gòu)，以及頻譜分析控制結(jié)構(gòu)。在使用 DAQ卡之前必須對 DAQ卡的硬件進(jìn)行配置，這些控制程序用到了相應(yīng)的底層 DAQ驅(qū)動程序。 [5] 武漢 紡織大學(xué) 外經(jīng)貿(mào)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 傳 感 器 信號 檢測 電路 DAQ 數(shù)據(jù) 采集 板卡 軟件開發(fā)平臺 本虛擬數(shù)字存儲示波器是在對傳統(tǒng) 示波器進(jìn)行分析后，基于多功能 DAQ采集卡和 LabVIEW開發(fā)平臺來設(shè)計(jì)的具有數(shù)字存儲示波器、數(shù)字萬用表、數(shù)字頻率計(jì)三者功能與一體的一個功能強(qiáng)大的電子測試儀器，主要由數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)處理部分、波形顯示部分、波形存儲和回放以及頻譜分析等部分組成，可以完成對信號的輸入及獲取、信號電壓參數(shù)及時間頻率參數(shù)的自動測量、信號的波形顯示及存儲回放和信號的頻譜分析等功能。從提高精度的角度出發(fā)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的位數(shù)與采樣頻率之間是相互制約的。 LabVIEW中數(shù)據(jù)采集庫包含了許多有關(guān)采樣和生成數(shù)據(jù)的函數(shù)，它們與 NI的插卡式或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品協(xié)同工作。 對于虛擬儀器應(yīng)用軟件的編寫，我們采取了圖形化的編程語言 LabVlEW。在幾種主要國外虛擬儀器系統(tǒng)開發(fā)平臺中 (LabV|EW,VEE， IPG)，以美國國家儀器公司的 LabVIEW (laboratory virtual instrument engineering workbench)影響最大。與傳統(tǒng)程序語言不同，這類軟件一般采用強(qiáng)大的圖形化語言編程，面向測試工程師而非專業(yè)程序員，編程非常方便；人機(jī)交互界面友好；具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)可視化分析和儀器控制能力等特點(diǎn)。( 3) 多種顯示方式 , 便于數(shù)據(jù)處理 , 可用字符示測量結(jié)果 。 該示波器的主要控制結(jié)構(gòu)有：自動 /手動設(shè)置掃描率的控制結(jié)構(gòu)，寫盤 /讀盤控制結(jié)構(gòu)，采集控制結(jié)構(gòu)，測量控制結(jié)構(gòu)，打印控制結(jié)構(gòu)，通道選擇控制結(jié)構(gòu)，以及頻譜分析控制結(jié)構(gòu)。 什么是虛擬數(shù)字示波器 虛擬 數(shù)字示波器是把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式 ( 一串二進(jìn)制數(shù) ) , 進(jìn)行顯示或進(jìn)行存儲的存儲式示波器 .由它的波形是用數(shù)字方式存儲的。 [4] 武漢 紡織大學(xué) 外經(jīng)貿(mào)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 第二章 虛擬示波器的軟硬件介紹 虛擬儀器由儀器硬件和功能模塊軟件兩部分組成。虛擬儀器可以取代測量技術(shù)傳統(tǒng)領(lǐng)域的各類儀器，“沒有測量就沒有鑒別，科學(xué)技術(shù)就不能前進(jìn)”。它的出現(xiàn)使得人類的測試技術(shù)進(jìn)入一個新的發(fā)展紀(jì)元。這類儀器內(nèi)置微處理器，既能進(jìn)行自動測試，又具有一定的數(shù)據(jù)處理能力，可取代部分腦力勞動，習(xí)慣上稱其為智能儀器。這類儀器目前相當(dāng)普及，數(shù)字電壓表、數(shù)字頻率計(jì)等。 第二代 —— 分立元件式儀器。 虛擬儀器的發(fā)展及特點(diǎn) 電子測量儀器發(fā)展至盡，大體可分為四代：模擬儀器、分立元件式儀器、數(shù)字化儀器、智能儀器和虛擬化儀器。 LabWindows／ CVI是為熟悉 c語言的開發(fā)人員準(zhǔn)備的、在 Windows環(huán)境下的標(biāo)準(zhǔn) ANSIC開發(fā)環(huán)境。虛擬儀器將成為本世紀(jì)儀器發(fā)展的方向，而且有逐步取代傳統(tǒng)硬件化電子儀器的趨勢。在美國，虛擬儀器系統(tǒng)及其圖形編程語言，已作為各大學(xué)理工科學(xué)生的一門必修課程。[3] 虛擬儀器的發(fā)展現(xiàn)狀和方向 虛擬儀器的現(xiàn)狀 測控對象 信號調(diào)理 GPIB 接口儀器 串行口儀器 /PLC VXI 儀器 現(xiàn)場總線 數(shù)據(jù)采集卡 GPIB 接口卡 LabVIEW 武漢 紡織大學(xué) 外經(jīng)貿(mào)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 虛擬儀器的概念，是美國國家儀器公司 (National Instruments Corp，簡稱NI)于 1986年提出的。 (3)儀器的功能是用戶根據(jù)需要由軟件來定義的，而不是事先由廠家定義好的。虛擬儀器與之不同，它可以通過在幾個分面板上的操作來實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的功能。將來進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)時代 ,虛擬儀器將更加顯示出其優(yōu)越性。實(shí)際設(shè)備的更新只是軟件的更新而已 。軟件就是儀器 ,一個機(jī)房就可以是一個多功能實(shí)驗(yàn)室 。 [2] 電子測量儀器發(fā)展至今，大體可以分為四代：即模擬儀器、數(shù)字化儀器、智能儀器和虛擬儀器。 本文利用 LabVIEW2021圖形編程語言，借助計(jì)算機(jī)強(qiáng)大功能，設(shè)計(jì)了一種方便、實(shí)用的虛擬示波器，并在實(shí)際運(yùn)用中取得較好的效果。 本設(shè)計(jì)所采用的軟件是美國 NI公司推出的 LabVIEW。 本設(shè)計(jì)采用模塊化的軟件設(shè)計(jì)思想編寫，每個功能的實(shí)現(xiàn)由一個模塊完成。虛擬數(shù)字存儲示波器系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和結(jié)果輸出顯示三個主要功能部分組成。目前研制一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、生產(chǎn)技術(shù)要求不高、費(fèi)用低的數(shù)字示波器是非常必要的。與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器具有性價比高、開放性好、智能化程度高、界面友好、使用方便、模塊化和網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)點(diǎn)，在很多領(lǐng)域大有取代傳統(tǒng)儀器的趨勢。虛擬儀器利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的處理能力，使得它成為了一種很好的工具，其應(yīng)用范圍也越來越廣泛。由于上述原因，并且隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展以及價格不斷下降，改變了傳統(tǒng)的電子技術(shù)設(shè)計(jì)觀念，使原來部由硬件完成的功能，現(xiàn)在能由軟件實(shí)現(xiàn)。 Profile demonstration pattern: Channel A or B, A+B and AB and so on. Been tested. This virtual oscilloscope Can be achieved Data acquisition， And can be Computing for Signal acquisition Key word: Virtual instrument； Oscilloscope； LabVIEW； Waveform display；Dualchannel signal input 目 錄 第一章 虛 擬儀器基 本介紹 …………………………… 1 虛擬儀器介紹 …………………………………………… 1 虛 擬儀器 的基本 概述 ………………… ……… ……… .3 虛 擬儀器 的構(gòu)成 ……………… ……… ……… ……… .3 虛 擬儀器 的優(yōu) 點(diǎn) ……………… ……… ……… ……… .4 虛 擬 儀 器 的 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 和 方 向 ?????????? 4 虛 擬儀器 的現(xiàn)狀 ……………… ……… ……… ……… .4 虛 擬儀器 的發(fā)展 及特點(diǎn) ……………… ……… ……… .5 虛 擬儀器 的展望 ……………… ……… ……… ……… .6 第二章 虛擬示波器的 介紹 ???????? ?????? 8 什么是虛擬示波器 …………………………………… ………… .8 虛擬示波器的軟件和硬件介紹 ……………………… ………… 8 軟件開發(fā)平臺 ????????????????? 10 labview的操作模板… ………………………………… …… … 11 創(chuàng)建一個 VI…………………………………………… ……… 12 程序的調(diào)試技術(shù) ………… …………………………………… 13 虛擬儀器的基本設(shè)計(jì)步驟 ……… …………………………… 15 數(shù)據(jù)采集卡 ????????????????? ??? 16 數(shù)據(jù)采集卡主要組成 …… ………………………………… 17 數(shù)據(jù)采集卡參數(shù)設(shè)置 ………………………………… 18 第三章 雙通道虛擬示波器的設(shè)計(jì) ………………… … 19 設(shè)計(jì)目標(biāo)及要求 …………………………………………… 19 主要功能模塊 …………………………………………… 19 主要控制模塊 …………………………………………… 20 虛擬示波器的設(shè)計(jì)步驟 …………………………………… 20 數(shù)據(jù)采集模塊 …………………………………………… 21 波形顯示模塊 …………………………………………… 22 參數(shù)測量模塊 …………………………………………… 23 頻譜分析模塊 …………………………………………… 24 數(shù)據(jù)寫盤模塊 …………………………………………… 25 數(shù)據(jù)讀盤模塊 …………………………………………… 26 波形打印模塊 …………………………………………… 27 自動手動切換模塊 ……………………………………… 28 自動掃描模塊 …………………………………………… 28 主要控制結(jié)構(gòu) …………………………………………… 29 前面板與程序框圖 ………………………………………… 30 總 結(jié) ………………………………………………………… 32 參考文獻(xiàn) ????????????????????? 34 致 謝 ………………………………………………………… 35 武漢 紡織大學(xué) 外經(jīng)貿(mào)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 第一章 虛擬儀器基本介紹 虛擬儀器介紹 由于電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展及其在電子測量技術(shù)和儀器領(lǐng)域中的應(yīng)用，新的測試?yán)碚?、新的測試方法、新的測試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)。本虛擬示波器的數(shù)據(jù)采集的功能與普通示波器一樣；波形顯示模式：通道 A 或 B 、 A+B 及 AB 等 。摘 要 虛擬儀器是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)飛速發(fā)展的產(chǎn)物，它正逐步取代傳統(tǒng)的電子儀器，是現(xiàn)代電工電子測量儀器的發(fā)展方向。該儀器是用基于圖形化編程語言 labview 而編寫的 , 本虛擬示波器涉及主要功能包括：雙通道信號輸入、觸發(fā)控制、通道控制、時基控制、波形顯示、參數(shù)自測量等。s hypothesized instrument development environment LabVIEW, the introduction hypothesized oscilloscope realization process. This instrument is with, this hypothesized oscilloscope which piles based on presente in figures and diagrams programming language LabVIEW8i involves the main function to include: Double channel signal input, triggering control, channel control, time base control, profile demonstration, parameter from survey and so on. This hypothesized oscilloscope data acquisition function and the ordinary oscilloscope are same。這是電子行業(yè)本身給測試設(shè)備提出的要求，傳 統(tǒng)的測試儀器在此方面受到很大的限制。在市場的需求和相關(guān)技術(shù)支持下，促使了基于個人計(jì)算機(jī)的測控儀器 —— 虛擬儀器的發(fā)展。虛擬儀器的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)儀器由廠家定義，用戶無法改變的工作模式，使得用戶可以根據(jù)自己的需求，設(shè)計(jì)自己的儀器系統(tǒng)，給用戶提供了一個充分發(fā)揮自己才能和想象 力的空間，實(shí)質(zhì)上代表了一種創(chuàng)新的儀器設(shè)計(jì)思想。 [1] 示波器是在科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用的一種通用儀器。該虛擬儀器基于計(jì)算機(jī)平臺，將虛擬儀器硬件和軟件緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)儀器更強(qiáng)大的功能。 本文設(shè)計(jì)的虛擬數(shù)字存儲示波器的系統(tǒng)工作原理是，對模擬信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集后，根據(jù)使用者的不同要求由軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析、處理，并在屏幕上顯示處理結(jié)果。它具有傳統(tǒng)儀器所 沒有的許多優(yōu)點(diǎn)，如波形可以存儲為數(shù)據(jù)文件，可以長久保存并隨時調(diào)用，波形顯示可以進(jìn)行單、雙通道的切換、成本低廉，可以根據(jù)需要進(jìn)行功能拓展。是目前應(yīng)用最廣泛的虛擬儀器開發(fā)平臺軟件之一 。充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的功能和軟件設(shè)計(jì)的靈活性。首先 ,虛擬儀器使用軟件實(shí)現(xiàn)。在教學(xué)中 ,調(diào)試和校準(zhǔn)往往比較費(fèi)時 ,而虛擬儀器恰好可以避免這一點(diǎn) ,參數(shù)輸入簡便 ,結(jié)果顯示明確 ,且儀器不會有任何損壞。在實(shí)驗(yàn)過程中 ,通過聲、光、動畫等手段的結(jié)合 ,教學(xué)將會更加生動形象 ,實(shí)驗(yàn)結(jié)果將會更加精確。虛擬儀器的構(gòu)成方式如圖 ： 武漢 紡織大學(xué) 外經(jīng)貿(mào)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 圖 虛擬儀器結(jié)構(gòu)示意圖 虛