【正文】 gives the LabVIEWbased virtual signal generator39。 美國國家儀器公司（ National Instruments Corporation， NI）認(rèn)為，虛擬儀器是由計(jì)算機(jī)硬件資源、模塊化儀器硬件和用于數(shù)據(jù)分析、過程通信及圖形用戶界 面的軟件組成的測控系統(tǒng)，是一種計(jì)算機(jī)操縱的模塊化儀器系統(tǒng)。而軟件主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的提取、分析處理、顯示以及對(duì)硬件的控制等功能，這些功能在傳統(tǒng)電子儀器中往往通過硬件來實(shí)現(xiàn) 。例如，為了提高儀器的性能，可加入一個(gè)通用的儀器模塊，或者更換一個(gè)儀器模板，而不必重新購買整個(gè)儀器。 （ 5）虛擬儀器的性價(jià)比較高。 （ 1） PC 總線插卡 型虛擬儀器 這種方式借助插入計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡與專用的軟件構(gòu)成測試系統(tǒng)。 （ 2） GPIB 總線方式的虛擬儀器 GPIB 技術(shù)是 IEEE488 標(biāo) 準(zhǔn)的虛擬儀器早期的發(fā)展階段。 （ 3） VXI 總線方式虛擬儀器 VXI 總線是一種高速計(jì)算機(jī)總線 VME 總線在 VI 領(lǐng)域的擴(kuò)展，它具有穩(wěn)定的電源 ，強(qiáng)有力的冷卻能力和嚴(yán)格的 RFI/EMI 屏蔽。然而，組建 VXI 總線要求有機(jī)箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造價(jià)比較高。 （ 5）并行總線方式虛擬儀器 最新發(fā)展的一系列可連接到計(jì)算機(jī)并行接口的測試裝置，它們把儀器硬件集成在一個(gè)采集盒內(nèi)，完成各種測量功能。由于其價(jià)格低廉、用途廣泛、特別適合于研發(fā)部門和各種教學(xué)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用。 基于 LabVIEW的虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) 4 硬件系統(tǒng) 虛擬儀器的硬件系統(tǒng)主要由傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集設(shè)備（包括各種 I/O 接口設(shè)備、通信適配器、模塊化儀器機(jī)箱等）以及計(jì)算機(jī)組成。為此， 1993 年 VPP(VXI Plugamp。 基于 LabVIEW的虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) 5 第二章 LabVIEW 簡介 LabVIEW（ Laboratory Virtual instrument Engineering）是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受，視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動(dòng)有趣。 它可以增強(qiáng)你構(gòu)建自己的科學(xué)和工程系統(tǒng)的能力，提供了實(shí)現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。 LabVIEW 應(yīng)用程序的構(gòu)成 所有的 LabVIEW 應(yīng)用程序，即虛擬儀器（ VI），它包括前面板（ front panel）、流程圖（ block diagram）以及圖標(biāo) /連結(jié)器 (icon/connector)三部分。顯然，并非簡單地畫兩個(gè)控件就可以運(yùn)行， 在前面板后還基于 LabVIEW的虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) 6 有一個(gè)與之配套的流程圖。圖 22是與圖 21 對(duì)應(yīng)的流程圖。在許多情況下，使用 VI可以仿真標(biāo)準(zhǔn)儀器，不僅在屏幕上出現(xiàn)一個(gè)惟妙惟肖的標(biāo)準(zhǔn)儀器面板，而且其功能也與標(biāo)準(zhǔn)儀器相差無幾。連接器一般情況下隱含不顯示，除非用戶選擇打開觀察它。 工具選板（ Tools Palette） 圖 23工具選板 工具模板用于創(chuàng)建、修改和調(diào)試 VI 程序的工具。 與工具模板不同，控制和功能模板只顯示頂層子模板的圖標(biāo)。 控制選板 用控制選板可以給前面板添加輸入控制和輸出顯示。 該模板上的每一個(gè)頂層圖標(biāo)都表示一個(gè)子模板。 這時(shí)這個(gè)按鈕被稱作錯(cuò)誤列表。這樣，你就可以在根據(jù)數(shù)據(jù)的流動(dòng)狀態(tài)跟蹤程序的執(zhí)行。斷點(diǎn)的顯示對(duì)于節(jié)點(diǎn)或者圖框表示為紅框，對(duì)于連線表示為紅點(diǎn)。 探針 你可以用探針工具來查看當(dāng)框圖程序流經(jīng)某一根連接線時(shí)的數(shù)據(jù)值。在框圖中使用選擇工具或連線工具，在連線上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在連線的彈出式菜單中選擇“探針”命令，同樣可以為該連線加上一個(gè)探針。該信號(hào)發(fā)生器可用于虛擬電壓表、虛擬示波器，作為仿真信號(hào)輸出，與實(shí)際輸入信號(hào)進(jìn)行比較；還可設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)生器，應(yīng)用于邏輯分析儀，作為觸發(fā)信號(hào)或其他數(shù)字系統(tǒng)的測試輸入信號(hào)。最后，還要有開關(guān)控制鍵和存盤鍵，用于控制信號(hào)發(fā)生器的工作狀態(tài)以及是否將 波形數(shù)據(jù)存盤。同理，依次在前面板中放入旋鈕輸入變量并把標(biāo)簽改為“幅度（ V）”、“直流偏移量（ V）”、“ 相位（度）”、和“占空比 (%)”等，量程改為 0~ 100~100、 0~360、 0~100。 （ 3） 選擇 控件》 Express》數(shù)值輸入控件》水平指針滑動(dòng)桿，置于前面板中，將標(biāo)簽改為“循環(huán)時(shí)延（秒）”，量程改為 0~1,用于控制信號(hào)周期產(chǎn)生的速率。同理，在前面板中插入“信號(hào)類型”系統(tǒng)下拉列表，并且進(jìn)行屬性設(shè)置，其 屬性》編輯項(xiàng) 設(shè)置完成后如圖 33 所示。 注：此步驟也可在流程圖中進(jìn)行，把光標(biāo)移動(dòng)到波形生成 VI 的“采樣信息”接口處，單擊右鍵，選擇 創(chuàng)建》輸入控件，這樣系統(tǒng)就能添加符合格式條件的輸入控件，之后修改前面板中的標(biāo)簽即可。 “標(biāo)尺圖例”用來設(shè)置坐標(biāo)刻度的數(shù)據(jù)格式、類型（普通坐標(biāo)或?qū)?shù)坐標(biāo)），坐標(biāo)軸名稱以及刻度柵格的顏色等。 （ 8）添加兩個(gè)布爾開關(guān)，分別控制“存盤”操作和程序運(yùn)行開關(guān)。 基于 LabVIEW的虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) 16 圖 34 波形圖各顯示項(xiàng)標(biāo)示 虛擬函數(shù)信 號(hào)發(fā)生器程序框圖的設(shè)計(jì) 在此設(shè)計(jì)中，儀器的啟動(dòng)和停止運(yùn)行采樣了 While 循環(huán)，對(duì)應(yīng)了傳統(tǒng)函數(shù)發(fā)生器的電源開關(guān)。當(dāng)選擇常用信號(hào)波形時(shí)，其條件框圖內(nèi)會(huì)有第二個(gè)條件結(jié)構(gòu)，用于選擇常用信號(hào)類型。 方波的設(shè)置比其他三種波形的參數(shù)設(shè)置多處一項(xiàng)占空比。然后將“信號(hào)類型”控件與條件結(jié)構(gòu)框圖邊上的問號(hào)相連，此時(shí)，在前面板中，當(dāng)選擇“功能選擇”中的“常用信號(hào)”（值為“ 0”）和“任意波形信號(hào)”（值為“ 1”）時(shí)，程序框圖中的條件結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng) 執(zhí)行子框圖 0 和子框圖 1，這樣就完成了第一層輸入與執(zhí)行的匹配（參考圖 35）。這樣就完成了第二層的條件結(jié)構(gòu)匹配（參考圖 35）。而不像其余參數(shù)輸入控件，必須置于外層條件結(jié)構(gòu)框圖之外，以備不同的子框圖公用。最后將“停止運(yùn)行”連接至循環(huán)框圖右下角的“循環(huán)條件”，進(jìn)行程序運(yùn)行控制。 當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，可隨意變化波形參數(shù)，信號(hào)波形會(huì)及時(shí)變化。 之前只是對(duì)虛擬儀器略有耳聞，完成這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)后，我對(duì)虛擬儀器的概念和發(fā)展前景有了一個(gè)更清晰、更詳細(xì)的了解。我想，這要得益于該軟件友好易用的用戶界面、靈活多變的使用模式，就好比如今智能手機(jī)的操作系統(tǒng)一樣，雖說有同樣的內(nèi)核，但不同手機(jī)廠商生產(chǎn)的手機(jī)的好評(píng)率卻高低不一，這其中一個(gè)關(guān)鍵的因素便是是否有一個(gè)友好的 UI(User Interface),一個(gè)友好的 UI 能夠給用戶帶來絕佳的使用體驗(yàn)，而一個(gè)晦澀難懂的 UI 卻會(huì)讓你丟掉大批的客戶群。 基于 LabVIEW的虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) 22 參考文獻(xiàn) 1 黃松嶺，吳靜，趙偉，侯國屏 . 虛擬儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程 [M]. 北京： 清華大學(xué)出版社， 2020 2 陸綺榮 . 基于虛擬儀器技術(shù)個(gè)人實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建 [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2020 3 王磊，陶梅 . 精通 LabVIEW [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2020 4 百度百科 虛擬儀器 基于 LabVIEW的虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) 23 致謝 在本論文的寫作過程中，得到了張德偉教員的悉心指導(dǎo)，對(duì)此我表示衷心的感謝