【正文】 時(shí)這個(gè)按鈕被稱作錯(cuò)誤列表。 (3)創(chuàng)建圖標(biāo)。它模仿了實(shí)際儀器的面板。 1992 年 8 月 LabVIEW 2. 5 實(shí)現(xiàn)了從 Macintosh 平臺到 Windows平 臺的移植，從 LabVIEW 版本開始， LabVIEW 作為一個(gè)完整優(yōu)異的圖形化軟件開發(fā)環(huán)境得到了工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的認(rèn)可，并開始迅速占領(lǐng)市場，贏得了廣大用 戶的青睞。該系統(tǒng)主要用于測試美國海軍的聲吶探測器。利用這些虛擬儀器，學(xué)生在計(jì)算機(jī)上可以學(xué)習(xí)、掌握儀 器原理、功能與操作，并通過儀器與儀器，儀器與電路的相互配合，完成實(shí)際測試過 程，達(dá)到 與用實(shí)際儀器教學(xué)相同的效果。 (3)可操作性強(qiáng)。 (2)虛擬儀器的軟件 ①文本式編程語言 :如 Visual C++, Visual Basic, LabWINDOWS/CVI 等 ； ②圖形化編程語言 :如 LabVIEW, HPVEE 等 ； ③實(shí)現(xiàn)虛擬面板功能的軟件程序 ； ④定義測試功能的流程圖軟件程序。 三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 虛擬儀器系統(tǒng)組成 虛擬儀器由通用儀器硬件平臺和應(yīng)用軟件兩大部分構(gòu)成 : (1)虛擬儀器的硬件平臺 ①計(jì)算機(jī) 它一般為一臺 PC 機(jī)或者工作站，是硬件平臺的核心。虛擬儀器技術(shù)是傳統(tǒng)儀器功能和外形的模塊化和軟件化。 第四章主要確定了系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方法，包括系統(tǒng)中的各個(gè)模塊設(shè)計(jì)過程。本文正是在這種背景下進(jìn)行的。 高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀 目前高等工科院校仍然沿用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 : (1)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)設(shè)備依附于理論課程進(jìn)行劃分，各實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沒有形 成一個(gè)有機(jī)的整體，缺乏系統(tǒng)的觀念。例如 :清華大學(xué)汽車系利用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建的汽車發(fā)動機(jī)檢測系統(tǒng)，它用于汽車發(fā)動機(jī)的出廠檢驗(yàn) ，主要檢測發(fā)動機(jī)的功率特性、負(fù)荷特性等 。虛擬儀器概念最早是美國國家儀器公司在 1986 年提出的，但其雛形可以追溯到 1981 年由美國西北儀器系統(tǒng)公司推出 Apple II 為基礎(chǔ)的數(shù)字存儲示波器，但是由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)水平的限制，編寫個(gè)人儀器的驅(qū)動程序和人機(jī)交互接口是一項(xiàng)專門的技術(shù)工作，必須由專業(yè)廠商才能完成，這種狀況使得個(gè)人儀器的推廣和應(yīng)用沒有形成工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 關(guān)鍵詞 ：虛擬儀器； LabVIEW；信號發(fā)生器；頻譜分析；時(shí)域分析三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) II Abstract Along with the development of the microputer ,pare with traditional instruement ,the virtual instruement have the obvious technical advantage in knowledge ware ,processing capability ,the ratio between function and price ,and Maneuver ability .The introduction of the virtual instrument in a system of generation and analysis can not only increase the efficiency and quantity of testing ,but also provide the effective method to reduce the cost of producing the instrument .It has the peculiarity of low cost ,high performance and gradually perfect test means . In the paper ,using the LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) GUI as the developing platform .It uses the design method of module to describe the whole building Process of the typical signal generation module for example:signal creating module，date handling module， data reading and writing module， result demonstrate module. The function of generating signal ,measuring the parameters in the domain,analyzing the signal in frequency domain ,recording data ,returning data ,returning data play back ,ect all have been realized .After used in teaching ,it is proved that the system has greatly enhanced the students39。此外，還可以用于基礎(chǔ)性科研。 虛擬儀器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 虛擬儀器利用個(gè)人計(jì)算機(jī) 強(qiáng)大的圖形環(huán)境和在線幫助功能，建立虛擬儀器面板，完成對儀器的控制，數(shù)據(jù)分析與顯示，使用戶可以根據(jù)自己的需要定義儀器的功能。它在許多企業(yè)、科研單位被用一于產(chǎn)品測試和測控系統(tǒng)，另外，包括一些著名高校在內(nèi)的許多學(xué)校不僅建立了基于虛擬儀器的實(shí)驗(yàn)室，而且還開設(shè)了三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 LabVIEW 編程的課程。虛擬儀器技術(shù)的提出與發(fā)展，標(biāo)志著二十一世紀(jì)自動測試與電子測量儀器領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。這就要求從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的工作者，開發(fā)能夠滿足現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求、物美價(jià)廉的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，培養(yǎng)高素質(zhì)的適應(yīng)時(shí)代要 求的合格人才。 第三章主要確定了系統(tǒng)方案的實(shí)現(xiàn)。虛擬儀器以特定的軟件支持取代相應(yīng)的電子線路 .充分利用計(jì)算機(jī)硬件資源 .完成傳統(tǒng)儀器硬件的部分以至于全部功能。 (4)虛擬儀器硬件和軟件都制定了開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，用戶可以將儀器的設(shè)計(jì)、使用和管理統(tǒng)一到虛擬儀器標(biāo)準(zhǔn)，使得功能更易于擴(kuò)展，生產(chǎn)、維護(hù)和開發(fā)費(fèi)用降低。 三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 串口系統(tǒng)是以 Serial 標(biāo)準(zhǔn)總線儀器與計(jì)算機(jī) 為儀器硬件平臺組成的虛擬儀器測試系統(tǒng)。通過與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接，還可實(shí)現(xiàn)虛擬儀器的分布式共享，更好地發(fā)揮儀器的使用價(jià)值。利用虛擬儀器技術(shù)，可以設(shè)計(jì)出與實(shí)際儀器在原理、功能和操作等方面 完全一樣的全軟件虛擬儀器。 I,abVIEW 的概念雛形來源于 NI 公司的特魯查德和柯德斯凱 20 世紀(jì) 70 年代末期在ARL (Applied Research Laboratory，應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室 )完成的一個(gè)大型測試系統(tǒng)。 1988 年的 LabVIEW2. 0 采用了面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)。前面板是圖形化用戶界面，用于設(shè)置輸入數(shù)值和觀察輸出量。用數(shù)據(jù)連線將這些端口和節(jié)點(diǎn)的圖標(biāo)連接起來，形成一個(gè)完整的框圖程序。如果一個(gè) VI 程 序存在語法錯(cuò)誤，則在面板工具條上的運(yùn)行按鈕將會變成一個(gè)折斷的箭頭，表示程序 不能被執(zhí)行。 圖 信號產(chǎn)生與分析系統(tǒng)框圖 軟件設(shè)計(jì)方案 本課題中所開發(fā)的虛擬示波器是采用基于計(jì)算機(jī)的虛擬技術(shù)，用以模擬通用示波器的 面板操作和處理功能，也就是使用個(gè)人計(jì)算機(jī)及其接口電路來采集現(xiàn)場或?qū)嶒?yàn)室信一號，并通過圖形用戶界面 (GUI)來模仿示波器的操作面板，完成信號采集、調(diào)理、分析處理和顯示輸出等功能。本系統(tǒng)采用的是 LabV1Ew 編程。數(shù)據(jù)虛擬波形發(fā)生 subVI 可以模擬產(chǎn)生正弦信號、方波信號 、三角波信號、白噪聲信號，以及正弦信號、方波信號、三角波信號被白 噪聲干擾的信號， 而且各種波形的頻率、振幅、相位可以進(jìn)行任意的調(diào)控，這是傳統(tǒng)儀器很難做到的，即使可以做到也是價(jià)格昂貴，而本系統(tǒng)只需調(diào)節(jié)面板上的幾個(gè)按鈕就可以實(shí)現(xiàn)。其程序框圖如圖 所示： 圖 信號發(fā)生器波形顯示模塊 三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 電壓和頻率測量模塊 (1)電壓測量模塊 該模塊可 以測量直流和交流兩種電壓信號，對于交流信號主要完成對電壓波形的有效值、最大值、最小值、峰一峰值和平均值、均方值等參數(shù)的測量，并且能夠顯示測量值。其頻譜分析模塊如 圖 所示： 圖 頻域分析模塊程序框圖 三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 信號濾波模塊 濾波器類型有 None 、 Butterworth 、 Chebyshev 3 種 ,這些都可以在前面板上進(jìn)行選擇 ,最低截止頻率可以根據(jù)需要在功率譜圖中用鼠標(biāo)拖動紅豎線來進(jìn)行修改 。在此虛擬示波器中，波動文件存儲一個(gè)二維數(shù)組 (N*2 )。必要時(shí)，應(yīng)使用 Sequence 結(jié)構(gòu)控制數(shù)據(jù)流向，使它按照設(shè)計(jì)者的意愿傳遞數(shù)據(jù)。 ②設(shè)置執(zhí)行程序高亮 在 LabVIEW 的工具條上有一個(gè)畫著燈泡的按鈕，這個(gè)按鈕叫做“高亮執(zhí)行”按鈕。按下單步執(zhí)行按鈕，閃爍的節(jié)點(diǎn)被執(zhí)行，下 一個(gè)將要執(zhí)行的節(jié)點(diǎn)變?yōu)殚W爍，指示它將被執(zhí)行。這就要求設(shè)計(jì)者在開發(fā)程序的過程中一定要仔細(xì)地把好每一關(guān)，在模塊內(nèi)部將錯(cuò)誤清除，才能減輕最終程序調(diào)試的難度。 (2)本文中采用面向?qū)ο蟮膱D形化編程語言 LabVIEW，大大提高了軟件的開發(fā)速度 和效率，縮短了軟件開發(fā)周期，使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)使程序的復(fù)用性達(dá)到最佳。但是由于時(shí)間的關(guān)系， LabVIEW 所具有的強(qiáng)大功能還有許多是本人未曾開發(fā)和加以很好利用的，如 Call Library Function 和 Code Interface Node 等，這需要通過不斷的實(shí)踐和儀器開發(fā)