【正文】 圖 348 設(shè)定幅值為 1V 時(shí)的圖像 幅值為 5V 時(shí)， 運(yùn)行程序點(diǎn)擊開始，如下圖 349 所示。 圖 332 While 循 環(huán) 寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 32 在測(cè)量 I/O 中選擇讀取測(cè)量文件，彈出對(duì)話框選擇 YCL1 文件讀取，并且在數(shù)據(jù)段大小中選擇指定數(shù)據(jù)段大小采樣點(diǎn)為 101 個(gè)，如圖 333 所示。 寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 28 圖 325 讀取文件名為 YCL1 在數(shù)據(jù)段大小中 選擇采樣點(diǎn)設(shè)定為 1，如下圖 326 所示。 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)輸出控制部分和數(shù)據(jù)采集部分的設(shè)計(jì) 用 ，編程過(guò)程 如下： 首先新建一個(gè)界面，右鍵程序框圖，將出現(xiàn)一個(gè)界面，點(diǎn)擊信號(hào)處理波形生成中的正弦波形，單擊，如下圖 318 所示。 圖 39 輸入數(shù)據(jù)類型的選擇 選擇四個(gè)通道 Line0～ 3， 如下圖 310 所示： 寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 20 圖 310 輸入端口的選擇 在布爾中選擇布爾 數(shù)組至數(shù)值轉(zhuǎn)換，并與采集數(shù)值顯示相連接，如圖 311 所示。 圖 33 DAQ Assistant 將彈出以下對(duì)話框。 即使傳感器直接輸出數(shù)字信號(hào)，有時(shí)也有進(jìn)行調(diào)理的必要。 濾波的目的是從所測(cè)量的信號(hào)中除去不需要的成分。 信號(hào)調(diào)理 從傳感器得到的信號(hào)大多要經(jīng)過(guò)調(diào)理才能進(jìn)入數(shù)據(jù)采集設(shè)備，信號(hào)調(diào)理功能包括放大、隔離、濾波、激勵(lì)、線性化等。 本設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)采集卡根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用 National Instruments 多功能 I/O采集卡 NI PCI6221。硬件觸發(fā)讓板卡 上的電路管理觸發(fā)器，控制了采集事件的時(shí)間分配，有很高的精確度。 下列情況需要使用 Buffer I/O： ① 需要采集或產(chǎn)生許多樣本，其速率超過(guò)了實(shí)際顯 示、存儲(chǔ)到硬件，或?qū)崟r(shí)分析的速度。門 限信號(hào)實(shí)際上是觸發(fā)信號(hào) —— 使計(jì)數(shù)器工作或不工作；計(jì)數(shù)信號(hào)也即信號(hào)源，它提供了計(jì)數(shù)器操作的時(shí)間基準(zhǔn)；輸出是在輸出線上產(chǎn)生脈沖或方波。如果輸出去驅(qū)動(dòng)電機(jī)、燈、寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 10 開關(guān)型加熱器等用電器，就不必用較高 的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換率。 A/D的性能和參數(shù)直接影響著模擬輸入的質(zhì)量，要根據(jù)實(shí)際需要的精度來(lái)選擇合適的A/D。 第二章 總體方案設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)所研究與設(shè)計(jì)是基于 LabVIEW的 D/A芯片測(cè)試系統(tǒng)， 針對(duì) 工業(yè)環(huán)境中各種干擾與沖擊的影響，在 D/A芯片的設(shè)計(jì)投入使用前，需要對(duì)其進(jìn)行模擬 干擾環(huán)境下的測(cè)試 這一問題，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng) 。程序相當(dāng)于源代碼 ,只有在創(chuàng)建了框圖程序以后該程序才能真正運(yùn)行。課題的研究主要內(nèi)容是基于 LabVIEW 的 D/A 芯片的測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中主要寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 7 包括靜態(tài)電壓參數(shù)的設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)電壓參數(shù)的設(shè)計(jì)、基于 LabVIEW 的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。而軟件無(wú)線電技術(shù) (SDR)能更加靈活、有效地 利用頻譜，并能方便地升級(jí)和跟蹤新技術(shù)，大大地推動(dòng)了無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)展。數(shù)字芯片測(cè)試系統(tǒng)是整個(gè)測(cè)試儀中一個(gè)非常重要的組成模塊，本 論文介紹了系統(tǒng)測(cè)試儀中芯片測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，包括數(shù)模轉(zhuǎn)換原理，數(shù)據(jù)采集卡的使用 ， LabVIEW 編 程語(yǔ)言的 運(yùn)用等 。測(cè)試技術(shù)過(guò)程如圖 11 圖所寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 5 示： 圖 11 測(cè)試技術(shù)過(guò)程 測(cè)試的目的是為了檢驗(yàn)制造后的產(chǎn)品是否有故障。最典型的由于設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)的故障而引 起的災(zāi)難有： 1986 年 4 月，前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站放射性泄漏事故，損失達(dá)到 30 億美元，核污染波及周邊各國(guó)。 40 致 謝 13 數(shù)據(jù)采集過(guò)程 2 研究意義 系統(tǒng)選擇美國(guó) NI公司的數(shù)據(jù)采集卡 （ NIDAQ） PCI6221對(duì)待測(cè)參數(shù)進(jìn)行采集，應(yīng)用 LabVIEW編程語(yǔ)言對(duì)該測(cè)試系統(tǒng)的控制部分以及結(jié)果比對(duì)部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)了一個(gè)閉環(huán)的測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并給出測(cè)試結(jié)果，主要用D/A芯片來(lái)實(shí) 現(xiàn)設(shè)計(jì)。 與傳統(tǒng)的測(cè)試方法相比，設(shè)計(jì)更 開放與靈活， 便于修改，成功的實(shí)現(xiàn)了數(shù)字端口的控制，模擬量的采集以及結(jié)果的比對(duì)與顯示。 16 靜態(tài)參數(shù)輸出控制部分的設(shè)計(jì) 16 靜態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)采集部分的設(shè)計(jì) 21 靜態(tài)數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)調(diào)試 26 動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試功能 2021 年 2 月載有 7 名宇航員的美國(guó)哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)，在結(jié)束了為期 16 天的太空任務(wù)之后，返回地球時(shí)，在著陸前發(fā)生意外故障，航天飛機(jī)全部解體墜毀，不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且使人類探索太空的航天遭到重大影響。要測(cè)試電路，首先需要建立故障模型。 隨著深亞微米技術(shù)的應(yīng)用，芯片規(guī)模不斷增加，使得測(cè)試成為 VLSI 設(shè)計(jì)費(fèi)用中最高，難度最大的一個(gè)環(huán)節(jié)。在高精度測(cè)量領(lǐng)域，高級(jí)儀表的分辨率在不斷提高，電流到達(dá) μA 量級(jí)，電壓到達(dá) mV 甚至更低 。 在 LabVIEW 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的過(guò)程中包括三個(gè)部分 :前面板、框圖程序和硬件電路，因此一個(gè) VI 程序的設(shè)計(jì)主要包括前面板的設(shè)計(jì)、框圖程序的設(shè)計(jì)以及 DAQ卡的連接和調(diào)試。所以在設(shè)計(jì)好前面板以后 ,就要根據(jù)各個(gè)框圖之間的關(guān)系以及對(duì)數(shù)據(jù)的處理方法等設(shè)計(jì)框圖程序。課題的研究?jī)?nèi)容 主要包括靜態(tài)參數(shù)的設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)參數(shù)的設(shè)計(jì)、基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 數(shù)字輸出通常是為 采集 系統(tǒng)提供激勵(lì)。路數(shù)要能同控制對(duì)象配合，而且需要的電流要小于采集卡所能提供的驅(qū)動(dòng)電流。計(jì)數(shù)器最重要的參數(shù)是分辨率和時(shí)鐘頻率，高分辨率意味著計(jì)數(shù)器可以計(jì)更多的數(shù)，時(shí)鐘頻率決定了計(jì)數(shù)的快慢，頻率越高，計(jì)數(shù)速度就越快。 ② 需要連續(xù)采集或產(chǎn)生 AC 數(shù)據(jù)（ 10 樣本／秒），并且要同時(shí)分析或顯示某些數(shù)據(jù)。硬件觸發(fā)可進(jìn)一步分為外部觸發(fā)和內(nèi)部觸發(fā)。 如下圖 26： 其性能指標(biāo)如下： － 16路單端模擬輸入 － 16bit分辨率 － 200kS/s采樣率 － 200kS/s磁盤寫入速度 寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 12 － 177。由于不同傳感器有不同的特性，因此，除了這些 通用功能，還要根據(jù)具體傳感器的特性和要求來(lái)設(shè)計(jì)特殊的信號(hào)調(diào)理功能。大多數(shù)信號(hào)調(diào)理模塊有低通濾波器，用來(lái)濾除噪聲。其作用是將傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行必要的整形或電平調(diào)整。由于模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字端 口輸出，那么 DAQ寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 17 的接收端應(yīng)該是數(shù)字輸出，所以我們將選擇 Line Output，如下圖 34所示。 圖 311布爾控件 將采集的模擬量和之前的模擬量做差取絕對(duì)值，之后與 DA 精度 10121 ??n 16?n 相對(duì)比如果誤差是在精度范圍之內(nèi)，那么將得出正確結(jié)果，如圖 312 所示。 圖 318 正弦波形 按照提示幫助將幅值控件和頻率常量與正弦波形對(duì)應(yīng)的接點(diǎn)相連接，如下圖319所示。 圖 326 設(shè)定采樣點(diǎn) 將讀取的模擬數(shù)通過(guò)十進(jìn)制與二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換控件轉(zhuǎn)換成 4 位二進(jìn)制數(shù)，選取 4個(gè)布爾燈分表示為 8421 碼，再在測(cè)量 I/O 中選擇 DAQ Assistant，在產(chǎn)生信號(hào)的數(shù)字輸出中選擇 Line Output，選擇通道 Line0～ 3，如下圖 327 所示。 圖 333 YCL1 文件讀取 創(chuàng)建一個(gè) Express表格，將讀取測(cè)量文件與 Express表格相連接，如下圖 334所示。 圖 349 設(shè)定幅值為 5V 時(shí)的圖像 寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 37 第四章 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析 作為現(xiàn)代儀器儀表發(fā)展的方向，虛擬儀器已迅速發(fā)展成為一種新的產(chǎn)業(yè)。在 LabVIEW 平臺(tái)上 ,進(jìn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)可節(jié)省大量的程序開發(fā)時(shí)間 [18,19]。了解虛 擬儀器的概念，掌握 D/A 芯片測(cè)試系統(tǒng)的基本概念和方法。歷經(jīng)了幾個(gè)月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于落下了帷幕。 在此論文結(jié)束之際，首先，向所有給與我?guī)椭椭更c(diǎn)的老師們表達(dá)我的感謝 ! 其次 ,向我的導(dǎo)師林順英致以崇高的敬意！林老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、活躍的