【正文】 7 示接口。 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器比較，具有許多優(yōu)點(diǎn)，如 圖 表 所示 : 表 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器比較 通過比較發(fā)現(xiàn)，虛擬儀器在智能化程序、處理能力、 性能價(jià)格比、可操作性等方 面都具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)為 ： (1)智能化程度高，處理能力強(qiáng)。 ② I/O 接口設(shè)備 I/O 接口設(shè)備主要完成被測(cè)輸入信號(hào)的采集、放大、模 /數(shù)轉(zhuǎn)換。 虛擬儀器主要包含兩方面的含義 :虛擬儀器的面板是虛擬的 。 第五章結(jié)論主要回顧了論文的主要工作以及有待解決的問題。 研究意義 目前 , 由于實(shí)驗(yàn)不僅能夠讓學(xué)生在鞏固理論知識(shí)的基礎(chǔ)上聯(lián)系實(shí)際 , 而且能夠培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力與創(chuàng)新思想 , 對(duì)于培養(yǎng)高素質(zhì)的專業(yè)人才和科技人才起到三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 很重要的作用 , 所以在高校尤其是在電子類課程的學(xué)習(xí)中越來越受到重視。 (2)實(shí)驗(yàn)設(shè)備重復(fù)建設(shè)，沉積較多。華中理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院工程測(cè)試實(shí)驗(yàn)室將其虛擬實(shí)驗(yàn)室成果在網(wǎng)上公開展示，供遠(yuǎn)程教育使用 。從20 世紀(jì) 80 年代中期開始，微軟公司 Windows 操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，使得計(jì) 算機(jī)操作系統(tǒng)的圖形支持功能得到很大提高。 interest in learning and achieves the goal of improving the teaching quality .In addition ,the system also can be used in the fundamental scientific research . Keywords:virtual instrumention 。 本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要功能是利用 該軟件進(jìn)行波形的產(chǎn)生、時(shí)域參數(shù)的測(cè)量、頻譜的分析、波形存儲(chǔ)、波形回放等，此軟件用于教學(xué)大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到了提高教學(xué)質(zhì)量的目的。虛擬儀器從二十世紀(jì)八十年代初產(chǎn)生一直到現(xiàn)在，技術(shù)發(fā)展逐步成熟，在工業(yè)自動(dòng)化、儀器制造和實(shí)驗(yàn)室方面應(yīng)用較為廣泛。 LabVIEW 作為虛擬儀器開發(fā)系統(tǒng)的杰出代表，在我國雖然引進(jìn)的時(shí)間不長(zhǎng)，但是現(xiàn)在己經(jīng)被認(rèn)識(shí)和推廣、應(yīng)用，它促進(jìn)了中國測(cè)試領(lǐng)域的技術(shù)革命，在科研及教育領(lǐng)域都得到了迅速推廣。隨著微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，虛擬儀器將會(huì)逐步取代傳統(tǒng)的測(cè) 試儀器而成為測(cè)試儀器的主流。究其原因，不能不說在科技迅猛發(fā)展的今天，以教育有限的投入無法滿足實(shí)驗(yàn)設(shè)備價(jià)格昂貴、更新速度快的要求，是其最根的原因。 第二章詳細(xì)敘述了虛擬儀器的概念、組成與應(yīng)用，同 時(shí)介紹了開發(fā)軟件 LabVIEW 的起源、特點(diǎn)、程序的設(shè)計(jì)流程。 虛擬儀器技術(shù)將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于測(cè)試儀器之中 .利用良好的虛擬儀器軟件平臺(tái) .充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能和豐富的圖形顯示功能 .在屏幕上虛擬出與傳統(tǒng)儀器相似的顯 示面板 .用戶通過鍵盤和鼠標(biāo)操縱面板上的虛擬開關(guān)、旋鈕、按鍵等 .控制儀器的運(yùn)行、了解儀器的狀態(tài)、讀取打印測(cè)試結(jié)果。 (3)虛擬儀器充分利用了計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、傳輸和發(fā)布功能，可以創(chuàng)造出功能強(qiáng)的的儀器，使得組建系統(tǒng)變得更加靈活、簡(jiǎn)單，便于構(gòu)成復(fù)雜的測(cè)試系統(tǒng)。 PXl 系統(tǒng)是以 PXI 標(biāo)準(zhǔn)總線儀器模塊與計(jì)算機(jī)為儀器硬件平臺(tái)組成的虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)。這樣形成的測(cè)試儀器系統(tǒng)功能更靈活、系統(tǒng)費(fèi) 用更低。虛擬儀器解決了實(shí)驗(yàn)室在這 方面的難題。后來隨著 PC 的出現(xiàn)，工程師和科學(xué)家們找到了一種通過性能價(jià)格比高的通用 PC 控制臺(tái)式儀器的方法，由此 NI 公司也應(yīng)運(yùn)而生?？碌滤箘P領(lǐng)導(dǎo)的開發(fā)小組于 1986 年 5 月推出 LabVIEW Beta 測(cè)試版，又經(jīng)過幾個(gè)月的反饋修改，于 1986 年 10 月正式發(fā)布了 LabVIEW1. 0 版。 LabVIEW 創(chuàng)建虛擬儀器過程 創(chuàng)建虛擬儀器的過程分為四步 : (1)創(chuàng)建前面板。根據(jù)需要在功能模板三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 中找到所需的節(jié)點(diǎn)，并將節(jié)點(diǎn)圖標(biāo)放置到框圖程序窗口。 在 LabVIEW 中，用戶可以通過兩種方式來運(yùn)行程序 :運(yùn)行和連續(xù)運(yùn)行。圖 析系統(tǒng) 框 圖。 設(shè)計(jì)程序圖的基本方法 從函數(shù)庫選取所需的函數(shù)圖標(biāo)，并按照數(shù)據(jù)在程序中傳送的順序把它們和控件圖 標(biāo)的位置統(tǒng)一編排好，再用連線工具將圖標(biāo)都連接起來。 三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 本系統(tǒng)具有多個(gè)功能各異的 SubVI：信號(hào)選擇 SubVI 采用 虛擬波形發(fā)生 subVI。通道設(shè)置為信號(hào) 1 和信號(hào) 2，實(shí)現(xiàn)信號(hào) 1 或信號(hào) 2 的單信道顯示以及信號(hào) 1 和信號(hào) 2 的雙信道顯示。 根據(jù)用戶選擇的不同，該子模塊可以在幅值 (Magnitude)和相應(yīng) (Phase)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；可以在不同的縱坐標(biāo)單位之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；還能夠根據(jù)用戶選用的分析功能的不同自動(dòng)顯示適當(dāng)?shù)臋M坐標(biāo)。設(shè)定文件名輸入口作為信號(hào)波動(dòng)數(shù)據(jù)文件名輸入口這文件名輸入口由寫盤功能和讀盤功能共享。在程序集成時(shí)需要注意的問題有： (1)數(shù)據(jù)流向問題 由于 LabVIEW 是數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)式編程語言，因此在將各個(gè)功能模塊集成時(shí)，更應(yīng)注意數(shù)據(jù)流向的問題。點(diǎn)擊它，則 LabVIEW 彈出錯(cuò)誤清單窗口，點(diǎn)擊其中任何一個(gè)所列出的錯(cuò)誤，選用 Find 功能，則出錯(cuò)的對(duì)象 三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 或端口就會(huì)變成高亮。當(dāng) VI 程序運(yùn)行到斷點(diǎn)被設(shè)置處，程序被暫停在將要執(zhí)行的節(jié)點(diǎn)，以閃爍表示。 LabVIEW 雖然為我們提供了功能完善的調(diào)試工具，但 仍然存在著許多隱含在程序 內(nèi)部的錯(cuò)誤無法發(fā)現(xiàn)。將這些虛擬儀器應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去，以取代常規(guī)儀器，實(shí)際教學(xué)中可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，自行設(shè)計(jì)各種軟面板，定義儀器的功能并可以各種形式表達(dá)輸出檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真分析。 (1)本課題將信號(hào)的分析與處理、現(xiàn)代儀器儀表、虛擬儀器與 LabVIEW 的開發(fā)功能 做了有機(jī)的結(jié)合。 同時(shí)，借此機(jī)會(huì)我向所有幫助、關(guān)心、支持過我的老師、同學(xué)表示最衷心的感謝 ! 最后， 我要感謝百忙之中抽出時(shí)間審閱此文的專家們 ！ 三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 參考文獻(xiàn) ，郭會(huì)軍，趙向陽，賈蕙芹 .基于 LabVIEW 的虛擬儀器設(shè)計(jì) [M].北京 :電子工業(yè)出版社， 2021 ，房曉溪，韓薪萃，張健 .LabVIEW 圖形化編程與實(shí)例應(yīng)用 [M].北京 :中國鐵道出版社， 2021 ，李海濤 .虛擬儀器技術(shù)概論 [M].北京 :電子工業(yè)出版社， 2021 ，信號(hào)與線性系統(tǒng) [M].北京 :高等教育出版社 .2021 ,王砷 ,葉齊鑫 . 編程與虛擬儀器設(shè)計(jì) [M].北京 :清華大學(xué)出版社， 2021 ,王磊 . 測(cè)試技術(shù)與儀器應(yīng)用 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 .基于 LabVIEW 的虛擬儀器設(shè)計(jì) [G].北京 :電子工業(yè)出版社， 2021 ，古軍．虛擬儀器基礎(chǔ)教程 [M]．成都：電子科技大學(xué)出版社， 2021． Instruments Corporation. Virtual instrumentation ineducation，1997 Instruments Co， LabVIEW Programmer Reference Manual[Z],1998 三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 21 附 錄 附錄 1 信號(hào)產(chǎn)生分析儀的前面板 三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 附錄 2 信號(hào)產(chǎn)生分析儀的程序框圖 。 (2)虛擬儀器系統(tǒng)具有良好的移植性，進(jìn)一步構(gòu)建基于虛擬儀器系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室，將基于虛擬儀器系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用于遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)是今后的發(fā)展方向。 (3)運(yùn)用虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)虛擬儀器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)性能，打破了以往由教學(xué)儀器限定實(shí)驗(yàn)的模式，使用者能夠根據(jù)自己的需要更改和重新定義儀器的功 能。 結(jié)果顯示模塊 結(jié)果顯示模塊的主要功能是將測(cè)試、采集或者數(shù)據(jù)處理后的數(shù)據(jù)送到示波器上顯示，供使用者分析和研究。也可以點(diǎn)擊暫停按鈕，這樣程序?qū)⑦B續(xù)執(zhí)行直到下一個(gè)斷點(diǎn)。點(diǎn)擊這個(gè)按鈕使該按鈕圖標(biāo)變成高亮形式，再點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕， VI 程序就以較慢的速度運(yùn) 行，沒有被執(zhí)行的代碼灰色顯示，執(zhí)行后的代碼高亮顯示，并顯示數(shù)據(jù)流在線的數(shù)據(jù)值。 (2)數(shù)據(jù)“可見度”問題 數(shù)據(jù)的“可見度”問題與其它模塊化編程語言類似， LabVIEW 同樣存在著數(shù)據(jù) (或 變量 )“可見度”的問題。 write：是向硬盤或軟盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。 窗體 函數(shù) 模塊 本軟件在信號(hào)的截取過程中設(shè)置 5種窗函數(shù)以供選擇，這 5種窗函數(shù)為 Hanning window、 Hamming window、 Triangle、 window、 General cosine window、 blackman window．在 各種分析算法的支持下，通過軟件編程，對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域的各種分析，完成信號(hào)分析儀基本功能。 (2)頻率測(cè)量模塊 頻率和周期是周期性信號(hào)的基本參數(shù)，本文中設(shè)計(jì)的虛擬示波器不僅可以測(cè)量頻率與周期，而且還可以測(cè)量波形的上升時(shí)間、下降時(shí)間、正脈寬、負(fù)脈寬、占空比等參數(shù)。數(shù)據(jù)分析 subV1 支持單通道和多通道的信號(hào)分析。LabVIEW 以其集成的開發(fā)平臺(tái)、交互式編程方法、簡(jiǎn)單直觀的用戶圖形設(shè)計(jì)、功能強(qiáng)大的函數(shù)庫等特點(diǎn)，使用戶能夠很容易地生成各種應(yīng)用程序。 本課題開發(fā)的虛擬示波器，是在數(shù)據(jù)采集硬件的支持下，配備一定功能的軟件，完成波形的存儲(chǔ)、分析、顯示等功能。這