【導(dǎo)讀】隨著微型計算機和軟件技術(shù)的發(fā)展,虛擬儀器在智能化程序、處理能力、性能價格?；?、可操作性等方面與傳統(tǒng)儀器相比都具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，將虛擬儀器引入用于信號。產(chǎn)生與分析上不但可以提高測試效率，而且為降低生產(chǎn)儀器成本提供了有效的途徑和方。本文選用LabVIEW圖形化編程語言為開發(fā)軟件，在實際開發(fā)設(shè)計過程中，本文主要。對模塊化設(shè)計方法進行了介紹，詳細描述了信號產(chǎn)生、數(shù)據(jù)分析處理、數(shù)據(jù)讀取和存儲、顯示模塊等軟件開發(fā)的全過程，分析、解決了設(shè)計及實現(xiàn)過程中出現(xiàn)的問題。分析、波形存儲、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，達到了提。高教學(xué)質(zhì)量的目的。此外，還可以用于基礎(chǔ)性科研。三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)

　　

【正文】 擬儀器”，只是一個“信號處理內(nèi)存”。 在這個模塊中，基本模塊是讀、寫盤模塊，寫盤模塊主要實現(xiàn)將波形資料寫入到文件中；讀盤模塊則是讀取文件中的數(shù)據(jù)。設(shè)定文件名輸入口作為信號波動數(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。在此虛擬示波器中，波動文件存儲一個二維數(shù)組 (N*2 )。 write：是向硬盤或軟盤存儲數(shù)據(jù)。將 Mechanical Action 設(shè)定為 Latch When Released，當(dāng)按下“ write”鍵，放開后，鍵自動復(fù)位，同時向后發(fā)出一個驅(qū)動信號，執(zhí)行寫盤功能，在下一次循環(huán)中，寫盤功能又處于等待狀態(tài)。 read：是從硬盤或軟盤上讀取存儲數(shù)據(jù)。在同一循環(huán)中，讀盤功能處于工作狀態(tài)。讀盤后，對讀入的數(shù)據(jù)自動進行波形顯示和參數(shù)測量，也可以進行頻譜分析。 “ read”鍵按下之后，都會自動執(zhí)行測量功能，并顯示測量結(jié)果；顯示雙信道測量三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 16 結(jié)果； 數(shù)據(jù)波形存儲與回放 的程序框圖分別 如 圖 (a)、 (b)所示： (a) (b) 圖 數(shù)據(jù)波形存儲與回放 的程序框圖 程序的集成與調(diào)試與 結(jié)果顯示模塊 程序的集成與調(diào)試 在組建好各個功能模塊的基礎(chǔ)上，就可以集成到一起，形成功能完善的虛擬示波器。在程序集成時需要注意的問題有： (1)數(shù)據(jù)流向問題 由于 LabVIEW 是數(shù)據(jù)流驅(qū)動式編程語言，因此在將各個功能模塊集成時，更應(yīng)注意數(shù)據(jù)流向的問題。必要時，應(yīng)使用 Sequence 結(jié)構(gòu)控制數(shù)據(jù)流向，使它按照設(shè)計者的意愿傳遞數(shù)據(jù)。 (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。即參數(shù)為“內(nèi)部可用”的，以加強程序的可維護性。在使用循環(huán)結(jié)構(gòu)時，更應(yīng)注意變量的“可見度”問題，即在何種情況下循環(huán)內(nèi)部的變量才可以被外部引用。有時，為了交換參數(shù)的方便，使用“ Local Variable，這樣使用的結(jié)果雖然簡化了程序的開發(fā)，卻給程序的維護和可讀性帶來了負面的影響。 在程序調(diào)試中根據(jù)出現(xiàn) 的問題，找到以下幾種解決方法： ①找出語法錯誤 如果一個 VI 程序存在語法錯誤，則在面板工具條上的運行按鈕將會變成一個折斷的箭頭，表示程序不能被執(zhí)行。這時這個按鈕被稱作錯誤列表。點擊它，則 LabVIEW 彈出錯誤清單窗口，點擊其中任何一個所列出的錯誤，選用 Find 功能，則出錯的對象 三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 17 或端口就會變成高亮。 ②設(shè)置執(zhí)行程序高亮 在 LabVIEW 的工具條上有一個畫著燈泡的按鈕，這個按鈕叫做“高亮執(zhí)行”按鈕。點擊這個按鈕使該按鈕圖標變成高亮形式，再點擊運行按鈕， VI 程序就以較慢的速度運 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。這樣，你就可以在根據(jù)數(shù)據(jù)的流動狀態(tài)跟蹤程序的執(zhí)行。 ③斷點與單步執(zhí)行 為了查找程序中的邏輯錯誤，希望框圖程序一個節(jié)點一個節(jié)點地執(zhí)行。使用斷點 工具可以在程序的某一地點中止程序執(zhí)行，用探針或者單步方式查看數(shù)據(jù)。使用斷點工具時，點擊設(shè)置或者清除斷點的地方。斷點的顯示對于節(jié)點或者圖框表示為紅框，對于聯(lián)機表示為紅點。當(dāng) VI 程序運行到斷點被設(shè)置處，程序被暫停在將要執(zhí)行的節(jié)點，以閃爍表示。按下單步執(zhí)行按鈕，閃爍的節(jié)點被執(zhí)行，下 一個將要執(zhí)行的節(jié)點變?yōu)殚W爍，指示它將被執(zhí)行。也可以點擊暫停按鈕，這樣程序?qū)⑦B續(xù)執(zhí)行直到下一個斷點。 ④探針 可以用探針工具來查看當(dāng)框圖程序流經(jīng)某一根連接線時的數(shù)據(jù)值。從 Tools 工具模板選擇探針工具，再用鼠標左鍵點擊探針的連接線。這時顯示器上會出現(xiàn)一個探針顯示窗口。該窗口總是被顯示在前面板窗口或框圖窗口的上面。在框圖中使用選擇工具或聯(lián)機工具，在聯(lián)機上點擊鼠標右鍵，在聯(lián)機的彈出式菜單中選擇“探針”命令，同樣可以為該聯(lián)機加上一個探針。 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)部的錯誤無法發(fā)現(xiàn)。這就要求設(shè)計者在開發(fā)程序的過程中一定要仔細地把好每一關(guān)，在模塊內(nèi)部將錯誤清除，才能減輕最終程序調(diào)試的難度。 結(jié)果顯示模塊 結(jié)果顯示模塊的主要功能是將測試、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。實質(zhì)上顯示模塊還包括許多附屬的顯示項，如 :坐標單位顯示、最大值及其相應(yīng)位置顯示等許多內(nèi)容。實際上它并不是完整意義上的模塊，它是分散于各個模塊之間的，很難分析它的組成結(jié)構(gòu)，在本文中之所以提及主要是它起著舉足輕重的作用。 附錄 1 與附錄 2 分別是 信號產(chǎn)生分析儀的前面板與程序框圖 三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 18 第五章 結(jié)束語 數(shù)字信號處理技術(shù)和教學(xué)儀器技術(shù)的發(fā)展是本文理論知識的基礎(chǔ)，而虛擬儀器的基本思想和 LabVIEW 開發(fā)平臺則是程序開發(fā)設(shè)計過程中有力的工具。通過基礎(chǔ)性的理論知識，從而很好地運用開發(fā)工具，并解決了在開發(fā)過程中所遇到的問題，開發(fā)出具有實用價值的虛擬儀器綜合實驗 :通過功能強大的開發(fā)平臺，將理論知識轉(zhuǎn)化為有效的、實用的教學(xué)工具。 通過對課題的研究與開發(fā)，可以得出以下結(jié)論 : (1)本文中開發(fā)的虛擬實驗儀器對數(shù)據(jù)進行分析處理、并生動直觀地顯示出運行數(shù)據(jù)、同時可進行波形回放、存儲結(jié)果。將這些虛擬儀器應(yīng)用到實驗教學(xué)中去，以取代常規(guī)儀器，實際教學(xué)中可根據(jù)實驗要求，自行設(shè)計各種軟面板，定義儀器的功能并可以各種形式表達輸出檢測結(jié)果，進行實時仿真分析。 (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)用性達到最佳。 (3)運用虛擬儀器技術(shù)設(shè)計虛擬儀器系統(tǒng)實驗，能充分發(fā)揮計算機性能，打破了以往由教學(xué)儀器限定實驗的模式，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。 (4)本系統(tǒng)雖然是在 LabVIEW 平臺上開發(fā)的教學(xué)虛擬實驗儀器，但由于采用模塊化設(shè)計思想和面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法，使該系統(tǒng)具有良好的移植性 。在此基礎(chǔ)上，進一步構(gòu)建基于虛擬儀器系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室。所以可以很容易地將該系統(tǒng)移植到網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室系統(tǒng)中。 由于利用 LabVIEW 軟件開發(fā)與研究虛擬儀器所涉及的內(nèi)容比較廣泛，目前，本課 題所完成的工作還不是十分完整。本人認為，以下問題還有待進這一步研究和發(fā)展。 (1)本課題將信號的分析與處理、現(xiàn)代儀器儀表、虛擬儀器與 LabVIEW 的開發(fā)功能 做了有機的結(jié)合。但是由于時間的關(guān)系， LabVIEW 所具有的強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踐和儀器開發(fā)來熟悉。 (2)虛擬儀器系統(tǒng)具有良好的移植性，進一步構(gòu)建基于虛擬儀器系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室，將基于虛擬儀器系統(tǒng)實際應(yīng)用于遠程實驗教學(xué)是今后的發(fā)展方向。 三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 19 致 謝 本文的研究工作是在康廣荃老師的精心指導(dǎo)下完成的，從論文選題、方案制定、工作實施到論文撰寫無不滲透著導(dǎo)師的心血和汗水， 凝結(jié)著導(dǎo)師對學(xué)生無微不至的關(guān)懷。康廣荃老師對于我在理論上、技術(shù)上的難點給予耐心細致的解答，提出了很多寶貴的建議，并多次審閱論文。她認真嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識、勤奮求實的工作作風(fēng)和不懈的學(xué)術(shù)追求是我學(xué)習(xí)的榜樣。 特別感謝我的父母和親人，父母給予了我生命，他們用最簡樸的生活為我創(chuàng)造了最好的條件。父母不僅在經(jīng)濟上極大的支持我，還在精神上一直鼓勵著我，正是他們多年來無微不至的關(guān)懷和支持，才使我順利完成學(xué)業(yè)。 同時，借此機會我向所有幫助、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間審閱此文的專家們 ！ 三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 20 參考文獻 ，郭會軍，趙向陽，賈蕙芹 .基于 LabVIEW 的虛擬儀器設(shè)計 [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 [M].北京 :清華大學(xué)出版社， 2021 ,王磊 . 測試技術(shù)與儀器應(yīng)用 [M].北京 :機械工業(yè)出版社， 2021 .基于 LabVIEW 的虛擬儀器設(shè)計 [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 (論文 ) 21 附 錄 附錄 1 信號產(chǎn)生分析儀的前面板 三江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 22 附錄 2 信號產(chǎn)生分析儀的程序框圖