【正文】 eriment system, will be widely applied in the experimental teaching. Keywords: virtual instru ment technology , digital circuit , experiment System , LabVIEW 目 錄 第一章 緒論 …………………………………………………………… 4 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 一、課題提出的背景和意義 ……………………………………… 4 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù) ……………………………………………… 4 第二章 虛擬儀器概述 …………… …………………………………… 5 第三章 LabVIEW 在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用 ………………………… 10 第四章 數(shù)電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ……………………………………… 14 一、組合邏輯電路實(shí)驗(yàn) …………………………………………… 14 全加器………………………………………………………… 14 全減器………………………………………………………… 15 譯碼器………………………………………………………… 16 數(shù)據(jù)選擇器…………………………………………………… 18 二、時(shí)序邏輯電路實(shí)驗(yàn) …………………………………………… 19 RS 觸發(fā)器……………………………………………………… 19 JK 觸發(fā)器……………………………………………………… 21 計(jì)數(shù)器………………………………………………………… 22 三、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) ………………………………………………… 23 信號(hào)發(fā)生器…………………………………………………… 23 七段數(shù)碼管…………………………………………………… 25 時(shí)鐘及秒表計(jì)時(shí)器……………… …………………………… 27 總 結(jié) …………………………………………………………………… 29 致 謝 …………………………………………………………………… 30 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………… 31 第一章 緒 論 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 一、課題提出的背景和意義 實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié) 。 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)就是在 LabVIEW 虛擬儀器的設(shè)計(jì)環(huán)境下完成數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 虛擬儀器 (VI)是基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字化測(cè)量測(cè)試儀器， 用計(jì)算機(jī)屏幕形象、方便地模擬各種儀器的調(diào)控面板，以各種需要的形式表達(dá)輸出檢測(cè)結(jié)果；用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)大部分信號(hào)的分析和處理，完成各種調(diào)控和測(cè)試功能。后來(lái)世界上又陸續(xù)百家公司如 Tektronix 公司、 Racal 公司也相繼推出了各自的產(chǎn)品。 據(jù) “ 國(guó)際自動(dòng)化儀 表 ” 雜志 1999 年預(yù)測(cè)：到 21世紀(jì)前十年，全世界將有 50%的儀器儀表為虛擬儀器，其生產(chǎn)廠家將超過(guò)千家，產(chǎn)品將達(dá)到數(shù)千種。儀器軟件裝在計(jì)算機(jī)上，通?？梢酝瓿筛鞣N測(cè)量測(cè)試儀器的功能，可以組成數(shù)字存儲(chǔ)示波器、頻譜分析儀、邏緝分析儀、任意波形發(fā)生器、頻率計(jì)、數(shù)字萬(wàn)用表、功率計(jì)、程控穩(wěn)壓電源、數(shù)據(jù)記錄儀、數(shù)據(jù)采集器。 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。 但無(wú)論采用哪種類型的虛擬儀器系統(tǒng)，都是通過(guò)應(yīng)用軟件將硬件 設(shè)備搭載到計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)全數(shù)字化的采集、測(cè)試和分析。 LabVIEW 也有傳統(tǒng) 的程序調(diào)試工具，如設(shè)置斷點(diǎn)、以動(dòng)畫方式顯示數(shù)據(jù)及其子程序（子 VI） 的結(jié)果、單步執(zhí)行等等，便于程序的調(diào)試 及觀察數(shù)據(jù)流。 LabVIEW 的圖形化源代碼在某種程度上類似于流程圖，因此又被稱作程序框圖代碼。 目錄：用戶創(chuàng)建的 VI 保存于該目錄并將出現(xiàn)在 LabVIEW的 Functions palette 上。 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 三、 LabVIEW中的數(shù)字電路技術(shù) LabVIEW 具有典型的圖形化語(yǔ)言風(fēng)格，其程序的編制過(guò)程就是將不同的圖標(biāo)進(jìn)行選擇、組合并連線的過(guò)程。如果用 A、 B 代表兩個(gè)數(shù)中的第 i 位，用Ci 表示來(lái)自低位的進(jìn)位，用 S 表示全加和，用 Co 表示送給高位的進(jìn)位 [6， 7]，那么得出真值表為如表 所示： A B Ci S Co 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 表 全加器 根據(jù)其邏輯關(guān)系用 LabVIEW 編寫程序框圖，如圖 ： 圖 全加器程序框圖 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 前面板如下： 圖 全加器前面板 全減器 全減器是兩個(gè)二進(jìn)制的數(shù)進(jìn)行減法運(yùn)算時(shí)使用的一種運(yùn)算單元。 表 是 4選 1數(shù)據(jù)選擇器，輸入信號(hào)： 4路數(shù)據(jù)，用 D0、 D D D3 表示；兩個(gè)選擇控制信號(hào)，用 A0、 A1 表示。 JK觸發(fā)器的狀態(tài)方程為 Qn+1 ＝ J/Qn＋ /KQn， JK 觸發(fā)器常被用作緩沖存儲(chǔ)器，移位寄存器和計(jì)數(shù)器。按信號(hào)波形可分為正弦信號(hào)、函數(shù)（波形）信號(hào)、脈沖信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器等四大類。 七段 LED 數(shù)碼管實(shí)際上是由七個(gè)發(fā)光管組成 8 字形構(gòu)成的。在沙漏中，是通過(guò)沙子從一個(gè)雙頭玻璃容器中漏落下來(lái)來(lái)指示時(shí)間的 。無(wú)論是測(cè)量、測(cè)試、計(jì)量或是工業(yè)過(guò)程控制和分析處理 ，還是涉及其它更為廣泛的測(cè)控領(lǐng)域，選用虛擬儀器都是理想的解決方案。 參考文獻(xiàn) [1] 王海云，周淑萍．?dāng)?shù)字信號(hào)處理課程與虛擬儀器 [J]．高等理科教育， 2020(3)：112— 114． [2] 劉燦濤，趙偉，侯國(guó)屏．基于虛擬儀器的電工教學(xué)實(shí)驗(yàn) [J]。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)理論知識(shí)的基礎(chǔ)是數(shù)字電子技術(shù)，而虛擬儀器的基本思想和LabVIEW開發(fā)平臺(tái)則是程序開發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中有力的工具。操作簡(jiǎn)單，易于使用。當(dāng)數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會(huì)發(fā)亮 ，已形成我們眼睛看到的字樣。各種波形曲線 均可以用三角函數(shù)方程式來(lái)表示。它的主要特點(diǎn)是： ①一般地說(shuō)，這種計(jì)數(shù)器除了輸入計(jì)數(shù)脈沖 CP 信號(hào)外，很少有另外的輸入信號(hào)，其輸出通常也都是現(xiàn)態(tài)的函數(shù)，是一種 Moore 型的時(shí)序電路，而輸入計(jì)數(shù)脈沖 CP 是當(dāng)作觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)對(duì)待的。 輸入 輸 出 D A1 A0 Y D0 0 0 D0 D1 0 1 D1 D2 1 0 D2 D3 1 1 D3 表 數(shù)據(jù)選擇器 根據(jù)其邏輯關(guān)系用 LabVIEW 編寫程序框圖，如圖 所示 ： 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 數(shù)據(jù)選擇器程序框圖