【導(dǎo)讀】隨著低成本高性能的計(jì)算機(jī)資源普及運(yùn)用，數(shù)字化儀器平臺(tái)逐漸。取代傳統(tǒng)電子儀器已成為一種趨勢(shì)。不但可以節(jié)約大量?jī)x器設(shè)備的需要，也提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研的效率和質(zhì)量。用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，將廣泛的應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。隨著科技的飛速發(fā)展，課程教學(xué)內(nèi)容不斷更新，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式日益暴露出一些缺陷和不足。一配套是不現(xiàn)實(shí)的。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)模式中，一般會(huì)將學(xué)生分為若干小組，再加上傳統(tǒng)儀器功能固定且單一，儀器使用多年后，精度和靈敏度會(huì)有。費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行檢查。虛擬儀器技術(shù)為解決這一問(wèn)題提供了可能，如果基于虛擬儀器技。在前面板即圖形用戶界面上表現(xiàn)開(kāi)關(guān)、旋鈕、圖形或者其他控制和顯示對(duì)象，件的響應(yīng)和實(shí)現(xiàn)等功能。模塊，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，然后進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的操作。這樣使學(xué)生容易理。解各個(gè)電路的功能以進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練和自主學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生的能力培養(yǎng)。從儀器的發(fā)展史可以看出，儀器領(lǐng)域已經(jīng)經(jīng)歷了兩次技術(shù)革命。

　　

【正文】 信號(hào)發(fā)生器等四大類。信號(hào)發(fā)生器又大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 稱信號(hào)源或振蕩器，在生產(chǎn)實(shí)踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。各種波形曲線 均可以用三角函數(shù)方程式來(lái)表示。能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱為函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。 LabVIEW 程序框圖，如圖 所示 ： 圖 信號(hào)發(fā)生器程序框圖 前面板如圖 所示： 圖 信號(hào)發(fā)生器程序框圖 在此信號(hào)發(fā)生器中可以選擇正弦波、方波、三角波、鋸齒波等波形，并且可大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 改變信號(hào)波形的振幅和頻率，以此可以觀察出波形變化的情況，這樣一目了然，清晰易懂。 七段數(shù)碼管 LED 數(shù)碼管（ LED Segment Displays）是由多個(gè)發(fā)光二極 管封裝在一起組成 “8” 字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。 led 數(shù)碼管常用段數(shù)一般為 7 段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于 3位 “+1” 型。位數(shù)有 8 位， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 8， 10位等等 ....，LED 數(shù)碼管根據(jù) LED 的接法不同分為共陰和共陽(yáng)兩類 。 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。這些段分別由字母 a,b,c,d,e,f,g 來(lái)表示。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。 輸入 輸出 字形 D C B A a b c d e f g 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 3 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 4 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 5 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 6 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 7 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 9 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 A 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 B 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 C 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 D 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 E 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 F 表 七段數(shù)碼管 LabVIEW 程序框圖，如圖 所示 ： 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 七段數(shù)碼管程序框圖 前面板如圖 所示： 圖 七段數(shù)碼管顯示 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 通過(guò)改變 8421 代碼下的開(kāi)關(guān)，來(lái) 對(duì)輸入信號(hào) A、 B、 C、 D進(jìn)行改變，從而控制數(shù)碼管 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g的明暗，顯示相應(yīng)的數(shù)字。 時(shí)鐘及秒表計(jì)時(shí)器 人類的計(jì)時(shí)器已有幾千年歷史 。 如今我們只需瞧一下鐘就能說(shuō)出時(shí)間，我們把這看成是很自然的事。但在長(zhǎng)達(dá)幾千年的時(shí)間里，根本就沒(méi)有任何測(cè)定時(shí)間的精確方法。人們通過(guò)太陽(yáng)在天空中的位置，或者通過(guò)像日晷或沙漏這樣的裝置來(lái)判斷時(shí)間。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 。 秒表計(jì)時(shí)器，能夠記錄多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的秒數(shù)。操作簡(jiǎn)單，易于使用。方便地創(chuàng)建和管理多個(gè)計(jì)時(shí)器（ Timer），同時(shí)提 供鬧鐘和秒表功能，方便您更好的管理時(shí)間！適用多種用途的提醒，例如停車收費(fèi)、烹飪、運(yùn)動(dòng)健身、小睡、甚至按時(shí)吃藥等等。 圖 時(shí)鐘程序框圖 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 秒表計(jì)數(shù)器程序框圖 顯示結(jié)果如圖 所示： 圖 秒表計(jì)數(shù)器顯示 本設(shè)計(jì)通過(guò)虛擬儀器技術(shù)并利用 LabVIEW 平臺(tái)最終實(shí)現(xiàn)了數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的大部分功能，如加數(shù)器、減數(shù)器、秒表計(jì)時(shí)器等。也充分體現(xiàn)了 利用 LabVIEW 完成的時(shí)鐘和秒表計(jì)時(shí)器等實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，簡(jiǎn)潔明了，操作簡(jiǎn)單。 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 總 結(jié) 本文從虛擬儀器的起源、發(fā)展入手，簡(jiǎn)單介紹虛擬 儀器的功能，全面的介紹了虛擬儀器設(shè)計(jì)技術(shù)。虛擬儀器的崛起是測(cè)試儀器技術(shù)的一次“革命”，是儀器領(lǐng)域的一個(gè)新的里程碑 ，它使現(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)更靈活、更緊湊、更經(jīng)濟(jì)、功能更強(qiáng)。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。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)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。 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(kāi)發(fā)平臺(tái)則是程序開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中有力的工具。 通過(guò)基礎(chǔ)性的理論知識(shí)，從而很好地運(yùn)用開(kāi)發(fā)工具，并解決了在開(kāi)發(fā)過(guò)程中所遇到的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出有實(shí)用價(jià)值的虛擬儀器綜合實(shí)驗(yàn)。 本設(shè)計(jì)運(yùn)用虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)用的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，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，使得 實(shí)驗(yàn)過(guò)程操作簡(jiǎn)單，只需點(diǎn)擊相應(yīng)的功能菜單即可，使用者通過(guò)操作得出相應(yīng)菜單功能，可以進(jìn)一步探索創(chuàng)新， 根據(jù)自己的需要更改和重新定義儀器的功能。 本系統(tǒng)是在 LabVIEW編程環(huán)境下開(kāi)發(fā)的，所以開(kāi)發(fā)周期短，成本低，同時(shí)又具有很強(qiáng)的兼容性和擴(kuò)展性，易于升級(jí)和維護(hù)， 容易實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的交互式實(shí)驗(yàn) 和教學(xué) 。 虛擬儀器作為教學(xué)的新手段，肯定會(huì)慢慢地走進(jìn)電子技術(shù)的課堂和實(shí)驗(yàn)室，改變著電子技術(shù)教學(xué)的傳統(tǒng)模式，這是現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的必然。 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 致 謝 。 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]。實(shí)驗(yàn)室研究與探索， 2020(5)： 26— 28． [3] 劉陽(yáng)．虛擬儀器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) [J]．電子技術(shù)應(yīng)用， 1996(4)： 4— 5． [4] 薛 雯，徐洋．胡彬虛擬儀器技術(shù)在汽車測(cè)試中的應(yīng)用 [J]．重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版， 2020(7)： 33— 36． [5] 張兢，余成波．基于虛擬儀器技術(shù)的信號(hào)分析儀的軟件實(shí)現(xiàn) [J]．重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)， 2020(3)： 74— 76． [6] 盧超，任吉林，鄔冠華．測(cè)試技術(shù)與虛擬儀器綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)踐大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 [J]．實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理， 2020(1)： 73— 76． [7] 韓兆福，葛銀茂，陳遵銀，等．虛擬儀器技術(shù) [J]．中國(guó)電化教育， 2020(7)：66— 67． [7]朱超平．基于構(gòu)件的虛擬儀器開(kāi)發(fā)環(huán)境模型 [J]．重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版， 2020(5)： 444— 448．