【正文】 際上，VI類似于傳統(tǒng)編程語言的函數(shù)或子程序。圖標(biāo)代碼是對(duì)具體編程問題的圖形化解決方案。LabVIEW有一個(gè)圖形編輯器來產(chǎn)生最優(yōu)化編輯代碼，虛擬儀器執(zhí)行他們相當(dāng)編譯C的速度。 本章小結(jié)本章首先對(duì)本文采用的編程軟件La合實(shí)例對(duì)LabVIEW中具體的編程方式、設(shè)計(jì)模式以及bVIEW的特征進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，這也是本文選用該軟件作為主要軟件開發(fā)環(huán)境的原因。波形數(shù)據(jù)以簇的形式給出,包括起始時(shí)間t0、采樣時(shí)間間隔dt和一個(gè)由采樣數(shù)據(jù)構(gòu)成的數(shù)組。該模塊后面板框圖程序如圖3所示。為了能夠產(chǎn)生一些非周期信號(hào)或其它測(cè)試領(lǐng)域的特殊信號(hào)在本設(shè)計(jì)中應(yīng)用波形產(chǎn)生子?！≡肼曅盘?hào)產(chǎn)生模塊框圖程序 高斯白噪聲信號(hào)產(chǎn)生模塊前面板　均勻白噪聲信號(hào)產(chǎn)生模塊前面板 正弦波仿真信號(hào)發(fā)生器模塊該正弦波仿真信號(hào)發(fā)生器，可產(chǎn)生正弦信號(hào)。(2)依次在前面板上放置5個(gè)輸入控制件“信號(hào)頻率(Hz)”、“采樣頻率(Hz)”、“采樣點(diǎn)數(shù)”、“幅度(v)”和“相位(度)”。(3)在進(jìn)行控件參數(shù)設(shè)置時(shí)，應(yīng)注意顯示器可顯示的數(shù)據(jù)總點(diǎn)數(shù)是2N1個(gè)?？捎^察正弦波經(jīng)過FFT后的幅值譜。(3)按照路徑在“Numeric” ﹨“Complex”子選項(xiàng)板中選擇“Complex To Polar”函數(shù)，用于輸出幅度幅值。(2)依次在前面板上放置5個(gè)輸入控制件:“信號(hào)頻率(Hz)”、“采樣頻率(Hz)”、“采樣點(diǎn)數(shù)”、“幅值(v)”和“占空比”(%)。將兩個(gè)Case結(jié)構(gòu)置于While循環(huán)中，便組成了虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的總體設(shè)計(jì)流程圖。在使用中直接通過鼠標(biāo)和鍵盤設(shè)定信號(hào)的相關(guān)參數(shù)。席燕輝老師平日里雖然工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段都給予了我悉心的指導(dǎo)。在我即將走出校園之際，我保證今后會(huì)用我的努力報(bào)答父母，報(bào)答母校，報(bào)答一切幫助我的人們?？蓴U(kuò)展性強(qiáng)。使用LabVIEW能讓您享受到強(qiáng)大的圖形化編程語言所帶來的靈活性，從而無需再忍受傳統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的復(fù)雜編程工作：它直觀的圖形化環(huán)境使開發(fā)更有效率，能集成上千種儀器和驅(qū)動(dòng)，通過編譯使系統(tǒng)性能達(dá)到最優(yōu)化，并可與其他應(yīng)用程序方便地連接。虛擬儀器的圖形化數(shù)據(jù)流語言和程序框圖能自然地顯示您的數(shù)據(jù)流，同時(shí)地圖化的用戶界面直觀地顯示數(shù)據(jù)，使我們能夠輕松地查看、修改數(shù)據(jù)或控制輸入?！?4)、無縫集成　虛擬儀器技術(shù)從本質(zhì)上說是一個(gè)集成的軟硬件概念。它支持單極和雙極性模擬信號(hào)輸入，信號(hào)輸入范圍分別為5～+5V和0～10V。該過程主要運(yùn)用了Labview中的數(shù)據(jù)采集子模塊中的AO START 功能模塊。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,都是通過數(shù)學(xué)運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)代表波形的數(shù)字序列。在程序運(yùn)行時(shí)，該模塊作為一個(gè)子模塊被主程序調(diào)用。LabVIEW 提供了測(cè)控儀器圖形化編程環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中提供了一種像數(shù)據(jù)流一樣的編程模式，用戶只需連接各個(gè)邏輯框即可構(gòu)成程序。LabVIEW （Laboratory Virtual Instrument EngineeringWorkbench，實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境）是一種圖形化的編程語言，簡(jiǎn)稱G 語言，它是由美國NI 公司推出的虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)。其設(shè)計(jì)思路為：通過判斷代表1000 倍乘的按鈕是否按下，如按下，則其狀態(tài)為“真”，即布爾值“1”，否則為“0”，通過判斷條件查詢所返回的值就可控制一個(gè)用于顯示頻率單位的顯示型控件。正弦波的產(chǎn)生原理是通過調(diào)用sin(x)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器主要由軟件完成輸出波形信號(hào)的產(chǎn)生和輸出信號(hào)頻率的顯示。難點(diǎn)掌握虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生電路的全設(shè)計(jì)過程，并在此基礎(chǔ)上對(duì)所產(chǎn)生的信號(hào)做自相關(guān)分析、積分、微分分析及相應(yīng)的頻譜分析途徑(1)、虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的硬件構(gòu)成本虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸入輸出的硬件部分為一數(shù)據(jù)采集卡和具有一定配置要求的PC機(jī)，數(shù)據(jù)的輸入輸出靠對(duì)數(shù)據(jù)采集卡輸出輸入口的定義來實(shí)現(xiàn)?！?3)、開發(fā)時(shí)間少　在驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用兩個(gè)層面上，NI高效的軟件構(gòu)架能與計(jì)算機(jī)、儀器儀表和通訊方面的最新技術(shù)結(jié)合在一起。本軟件設(shè)計(jì)中，充分發(fā)揮了LabVIEW的特長(zhǎng)，建立了友好的人機(jī)操作界面。下面結(jié)合一個(gè)虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)開發(fā)具體介紹基于圖形化編程語言Labview的虛擬儀器編程方法與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。系統(tǒng)組建時(shí)間短。我的同學(xué)們?cè)谶@次畢業(yè)論文的完成中也起了至關(guān)重要的作用，一個(gè)人的力量是有限的，但一個(gè)團(tuán)體的力量是無窮的，每當(dāng)我遇到什么難題或者有些資料找不到時(shí)，總是可以在同學(xué)那里得到幫助和鼓勵(lì)，可以說沒有他們就沒有這篇文章的順利完成。本文采用模塊化設(shè)計(jì)方法，詳細(xì)描述了軟件開發(fā)的全過程，分析并解決了設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)過程中出現(xiàn)的問題，并給出了已實(shí)現(xiàn)的虛擬正弦波仿真信號(hào)發(fā)生器、自相關(guān)函數(shù)演示儀、虛擬正弦波頻譜分析儀、虛擬積分器和微分器的虛擬儀器程序的原理、前面板圖和程序流程圖。前面板是用戶接口,即交互式界面,用于用戶向程序中輸入各種控制參數(shù)和觀察輸出量,在前面板中,使用了各種仿真圖標(biāo),如開關(guān)、旋鈕等,并以數(shù)字或?qū)崟r(shí)趨勢(shì)圖等各種形式的輸出測(cè)試結(jié)果來模擬真實(shí)儀器的面板。在第一個(gè)Case結(jié)構(gòu)當(dāng)中放置了正弦波、方波、三角波、鋸齒波、白噪聲以及多頻波，任意公式輸入波形模塊作為該Case結(jié)構(gòu)的各個(gè)分支，來實(shí)現(xiàn)波形的產(chǎn)生?？梢杂^察正弦波、方波或三角波在微分前后的波形。2)流程圖設(shè)計(jì)流程圖的設(shè)計(jì)步驟如下:(1)按照路徑在“Analyze” ﹨“Signal Processing” ﹨“Signal Generation”子選項(xiàng)板中選擇“Sine ”函數(shù)放置于循環(huán)結(jié)構(gòu)中，產(chǎn)生一個(gè)正弦波信號(hào)。自相關(guān)函數(shù)位于時(shí)間軸的正半周，自相關(guān)函數(shù)輸出的第N1個(gè)數(shù)據(jù)就對(duì)應(yīng)t=0的自相關(guān)函數(shù)。(1)輸出顯示型數(shù)字控件：顯示計(jì)算結(jié)果A178。 虛擬正弦波仿真信號(hào)的生成與顯示流程圖 虛擬正弦波仿真信號(hào)的生成與顯示前面板該自相關(guān)函數(shù)演示儀可觀察：幅度值： ～該模塊的Case結(jié)構(gòu)有2個(gè)分支，一個(gè)Case結(jié)構(gòu)分支產(chǎn)生常用的高斯白噪聲波形，另外一個(gè)Case結(jié)構(gòu)產(chǎn)生常用的均勻白噪聲波形。這個(gè)程序作為主程序Case結(jié)構(gòu)的一個(gè)分支[20]。θi是第i個(gè)正弦波的初相角。這一模塊是應(yīng)用波形產(chǎn)生子模板中的Basic Function (基本函數(shù)發(fā)生器)節(jié)點(diǎn)來產(chǎn)生正弦波、三角波、方波、鋸齒波等四種信號(hào)。LabVIEW應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)也可以利用這些設(shè)計(jì)模式的優(yōu)勢(shì)[18]。VI代碼內(nèi)含的VI叫子程序subVI。軟件前面板其實(shí)是自動(dòng)化的拓展，它保持了傳統(tǒng)直觀的視覺和感覺效果，同時(shí)軟件前面板創(chuàng)建了一個(gè)真正的接口，無論用戶使用什么類型的硬件，軟件前面板只包含了對(duì)于一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合很重要的參數(shù)，用戶很容易地從一個(gè)單一的前面板控制多臺(tái)儀器，并把整個(gè)系統(tǒng)作為一臺(tái)虛擬儀器看待[16]。 LabVIEW中的編程方式一個(gè)完整的LabVIEW開發(fā)環(huán)境包括基本模塊和擴(kuò)展模塊兩部分，引擎部分是整個(gè)圖形化開發(fā)環(huán)境的核心，它包括編輯模塊、運(yùn)行模塊和調(diào)試模塊。(3)LabVIEW完整地集成了與GPIB,VXI,RS232,RS485和內(nèi)插式數(shù)據(jù)采集卡等硬件的通訊，而且，LabVIEW使得它們的驅(qū)動(dòng)程序具有模塊化，可以重復(fù)使用，最大限度地減少軟件開發(fā)的工作量。LabVIEW語言具有豐富的擴(kuò)展函數(shù)庫，集成了大量的生成圖形界面的模板，如各種表頭、旋鈕、開關(guān)、LED指示燈、圖表等，界面直觀、形象，相對(duì)于傳統(tǒng)的編程方式而言，它簡(jiǎn)單易學(xué)而且執(zhí)行效率高。而限于時(shí)間和工作量的關(guān)系，選用一門使用簡(jiǎn)單方便，效率高的虛擬儀器實(shí)現(xiàn)軟件，是一個(gè)比較明智的選擇。在傳統(tǒng)的測(cè)試儀器設(shè)備中，測(cè)試人員以手工的方式現(xiàn)場(chǎng)記錄測(cè)試數(shù)據(jù)，在測(cè)試數(shù)據(jù)量比較大的情況下，這種數(shù)據(jù)記錄方式不能很好的按時(shí)完成記錄任務(wù)，測(cè)試過程也就變的復(fù)雜、緩慢，而且很容易引起測(cè)試誤差。典型的重用部分包括函數(shù)庫、過程程序包、宏、類、庫等，它們通過各自的接口被組裝在一起，每一部分完成特定的功能[6]。 虛擬儀器的軟件開發(fā)平臺(tái)應(yīng)用軟件開發(fā)平臺(tái)是設(shè)計(jì)虛擬儀器所必須的軟件工具?；赩XI總線的組建方案功能最為強(qiáng)大、組建的系統(tǒng)最為穩(wěn)定。在示波功能上，除了對(duì)波形的精確顯示外，還的波形參數(shù)進(jìn)行了顯示和對(duì)其時(shí)域信號(hào)、頻域信號(hào)進(jìn)行了分析。通過這些電路來轉(zhuǎn)換、測(cè)量、分析實(shí)際信號(hào)，并將結(jié)果以各種方式顯示。除繼承傳統(tǒng)儀器的已有功能外，還增加了許多傳統(tǒng)儀器所不能及的先進(jìn)功能。第一個(gè)部分分為八個(gè)模塊，分別介紹了基本函數(shù)波形產(chǎn)生模塊多頻信號(hào)產(chǎn)生模塊、任意公式波形產(chǎn)生模塊、噪聲信號(hào)產(chǎn)生模塊、正弦波仿真信號(hào)發(fā)生器模塊、自相關(guān)函數(shù)演示模塊、虛擬正弦波頻譜分析儀模塊、虛擬積分器與微分器模塊。它在相對(duì)帶寬、頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間、相位連續(xù)、正交輸出、高分辨率以及集成化等一系列性能指標(biāo)方面，己遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)頻率合成技術(shù)所能達(dá)到的水平，完成了頻率合成技術(shù)的又一次飛躍。例如，它能模擬編碼雷達(dá)信號(hào)、潛水艇特征信號(hào)、磁盤數(shù)據(jù)信號(hào)、機(jī)械振動(dòng)瞬變過程、電視信號(hào)以及神經(jīng)脈沖之類的波形，也能重演由數(shù)位示波器捕獲的波形。FR鑒相器(PD)低通濾波器（LPF）壓控振蕩器（VCO）FO 鎖相環(huán)原理框圖該頻率合成技術(shù)是利用一個(gè)或幾個(gè)參考頻率源，通過諧波發(fā)生器和分頻器等產(chǎn)生大量諧波或組合頻率，然后用PLL把壓控振蕩器的頻率鎖定在某一諧波或組合頻率上。該技術(shù)原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。虛擬儀器賴以生存的計(jì)算機(jī)近幾年正以迅猛的勢(shì)頭席卷全國，這為虛擬儀器的發(fā)展莫定了基礎(chǔ)。國內(nèi)專家預(yù)測(cè)未來的幾年內(nèi)，我國將有的儀器為虛擬儀器。學(xué)生送交全部文件日期 　學(xué)生（簽名） 指導(dǎo)教師驗(yàn)收（簽名） 基于LABVIEW的虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與研究摘 要隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件的發(fā)展，計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)通信越來越頻繁，也越來越便利，虛擬儀器應(yīng)運(yùn)而生。2. “組織紀(jì)律”一檔應(yīng)按《長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)生學(xué)籍管理實(shí)施辦法》精神，根據(jù)學(xué)生具體執(zhí)行情況，如實(shí)填寫。加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力以及主動(dòng)發(fā)現(xiàn)分析及解決問題的能力。如不夠填寫，可另加頁。四、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）裝袋要求：1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）按以下排列順序印刷與裝訂成一本（撰寫規(guī)范見教務(wù)處網(wǎng)頁）。本文就是在這個(gè)通用信號(hào)處理硬件平臺(tái)，進(jìn)行了基于LABVIEW的虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)基于LabWIEW軟件的虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器（能夠產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)室常用的正弦波、三角波、方波、鋸齒波信號(hào)及白噪聲和多頻波，任意公式波），并在以設(shè)計(jì)好的虛擬信號(hào)發(fā)生器的基礎(chǔ)上對(duì)所產(chǎn)生的信號(hào)做自相關(guān)分析，積分，微分分析及相應(yīng)的頻譜分析。虛擬儀器技術(shù)的提出與發(fā)展，標(biāo)志著二十一世紀(jì)自動(dòng)測(cè)試與電子測(cè)量?jī)x器領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。發(fā)達(dá)國家雖然在此領(lǐng)域比我國起步較早，但差距并不是很大，我們應(yīng)當(dāng)充分把握時(shí)機(jī)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，學(xué)習(xí)國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，將我國的虛擬儀器產(chǎn)業(yè)水平逐漸向先進(jìn)國家靠攏。非相關(guān)合成方法使用多個(gè)晶體參考頻率源，所需的各種頻率分別由這些參考源提供。采用這種技術(shù)的波形發(fā)生器電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、準(zhǔn)確度較差，而且僅能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波等幾種簡(jiǎn)單波形，難以產(chǎn)生較為復(fù)雜的波形信號(hào)。頻率切換時(shí)相位連續(xù)。、研究意義以及本文的主要研究工作。在對(duì)比各方案特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際情況，確定本文校準(zhǔn)系統(tǒng)的硬件構(gòu)成方案以及使用的軟件開發(fā)平臺(tái)的選擇。一個(gè)儀器通常由數(shù)據(jù)采集與控制、數(shù)據(jù)分析和處理、結(jié)果顯示三部分組成。要是能將原有的儀器稍加改動(dòng),就可以擴(kuò)大其使用范圍。(1)GPIB儀器控制的虛擬儀器系統(tǒng)組建方案GPIB即通用接口總線，是一種國際通用的可編程儀器的數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn)。目前在構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，基于GPIB總線的最多并逐步采用VXI技術(shù)。應(yīng)用軟件開發(fā)平臺(tái)的選擇，可因開發(fā)人員的喜好不同而不同，但最終都必須提供給用戶一個(gè)界面友好，功能強(qiáng)大的應(yīng)用程序。(2)Data Translation,HP VEE with DT VP,DTxEZTM用于Windows操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和產(chǎn)品開發(fā)的可視化編程語言；靈活，便于應(yīng)用編程，以及和用戶程序接口；ActiveX控件系列，VB和VC++下，可以設(shè)計(jì)和配置Data Translation數(shù)據(jù)采集板；可以和其他ActiveX控件組合創(chuàng)建應(yīng)用程序。 (2)在某些情況下，需要根據(jù)工程的實(shí)際需要實(shí)時(shí)、直接地對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析與處理，如進(jìn)行PID控制、模糊邏輯控制、FFT、DFT運(yùn)算、數(shù)字信號(hào)處理，數(shù)學(xué)分析和數(shù)據(jù)庫聯(lián)接、統(tǒng)計(jì)分析參數(shù)調(diào)整、單位轉(zhuǎn)換等工作，這在傳統(tǒng)儀器中很難做到。第3章 LabVIEW圖形化開發(fā)環(huán)境 LabVIEW簡(jiǎn)介L(zhǎng)abVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成開發(fā)平臺(tái)的簡(jiǎn)稱，它是目前國際上應(yīng)用最廣泛的虛擬儀器開發(fā)環(huán)境之一，它是主要用于開發(fā)數(shù)據(jù)檢測(cè)、數(shù)據(jù)測(cè)量采集系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)合數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等領(lǐng)域的專用軟件開發(fā)平臺(tái)[9]。這種技術(shù)是一種開放的技術(shù)，與人們已習(xí)慣采用的TCP/IP編程接口、DDE等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)據(jù)共享技術(shù)比較，使用起來更方便，開發(fā)效率更高，而且不需要大量的編程工作量。(6)使用LabVIEW開發(fā)環(huán)境，用戶可以創(chuàng)建32位的編譯速度，從而為常規(guī)的數(shù)據(jù)采集、測(cè)試等任務(wù)提供了更快的執(zhí)行速度。程序VI由一個(gè)前面板(即用戶界面)、程序流程圖(圖標(biāo)代碼)和一個(gè)接口板組成。圖標(biāo)代碼即VI的源代碼。利用應(yīng)用程序生成器，用戶能夠產(chǎn)生虛擬儀器，就像獨(dú)立的可執(zhí)行程序一樣[17]。然后結(jié)多線程技術(shù)、同步控制等在我們開發(fā)實(shí)際中運(yùn)用到的技術(shù)做一一的研究和介紹。示波器顯示波形的周期數(shù)目=時(shí)間長(zhǎng)度/信號(hào)周期。通過調(diào)用Multitone (多頻發(fā)生器)節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)若干不同頻率的正弦波集合,在本設(shè)計(jì)中,可以實(shí)現(xiàn)四種不同頻率的正弦波的合成。模版中的Formula Waveform (公式波形)VI節(jié)點(diǎn)來產(chǎn)生任意波形。指標(biāo)如下：(3)放置一個(gè)“停止”按鈕開關(guān)用來結(jié)束程序的運(yùn)行。正弦波仿真信號(hào)的頻率范圍介于0～10kHz,～