基于labview的虛擬數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(參考版)
2025-06-21 15:46本頁面
【正文】 參考文獻(xiàn)[1] 王海云，周淑萍．?dāng)?shù)字信號處理課程與虛擬儀器[J]．高等理科教育，2009(3)：112—114．[2] 劉燦濤，趙偉，侯國屏．基于虛擬儀器的電工教學(xué)實(shí)驗(yàn)[J]。虛擬儀器作為教學(xué)的新手段，肯定會慢慢地走進(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。 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)過程操作簡單，只需點(diǎn)擊相應(yīng)的功能菜單即可，使用者通過操作得出相應(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。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)理論知識的基礎(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)平臺則是程序開發(fā)設(shè)計(jì)過程中有力的工具。無論是測量、測試、計(jì)量或是工業(yè)過程控制和分析處理 ，還是涉及其它更為廣泛的測控領(lǐng)域，選用虛擬儀器都是理想的解決方案?？?結(jié)本文從虛擬儀器的起源、發(fā)展入手，簡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)。 時鐘程序框圖 秒表計(jì)數(shù)器程序框圖： 秒表計(jì)數(shù)器顯示本設(shè)計(jì)通過虛擬儀器技術(shù)并利用LabVIEW平臺最終實(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)時器等。操作簡單，易于使用。在沙漏中，是通過沙子從一個雙頭玻璃容器中漏落下來來指示時間的。但在長達(dá)幾千年的時間里，根本就沒有任何測定時間的精確方法。時鐘及秒表計(jì)時器人類的計(jì)時器已有幾千年歷史。當(dāng)數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會發(fā)亮，已形成我們眼睛看到的字樣。七段LED數(shù)碼管實(shí)際上是由七個發(fā)光管組成8字形構(gòu)成的。led數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于3位“+1”型。LabVIEW程序框圖，： 信號發(fā)生器程序框圖： 信號發(fā)生器程序框圖在此信號發(fā)生器中可以選擇正弦波、方波、三角波、鋸齒波等波形，并且可改變信號波形的振幅和頻率，以此可以觀察出波形變化的情況，這樣一目了然，清晰易懂。各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來表示。按信號波形可分為正弦信號、函數(shù)（波形）信號、脈沖信號和隨機(jī)信號發(fā)生器等四大類。 因?yàn)殡p向同步計(jì)數(shù)器是基于JK觸發(fā)器做成的，其中部分電路是JK觸發(fā)器，所以可以利用LabVIEW中子VI的功能將JK觸發(fā)器打包成一個子程序，作為VI模塊調(diào)用。 ，通過控制UP/DOWN鍵，當(dāng)UP/DOWN鍵為1時，隨著計(jì)數(shù)脈沖的不斷輸入而作遞增計(jì)數(shù)；當(dāng)UP/DOWN鍵為0時，隨著計(jì)數(shù)脈沖的不斷輸入而作遞減計(jì)數(shù)。它的主要特點(diǎn)是：①一般地說，這種計(jì)數(shù)器除了輸入計(jì)數(shù)脈沖CP信號外，很少有另外的輸入信號，其輸出通常也都是現(xiàn)態(tài)的函數(shù)，是一種Moore型的時序電路，而輸入計(jì)數(shù)脈沖CP是當(dāng)作觸發(fā)器的時鐘信號對待的。 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器，移位寄存器和計(jì)數(shù)器。，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。 RS觸發(fā)器邏輯電路(1)，S端有效時(0)，則Q=1,Q非=0,觸發(fā)器置1。輸入輸出DA1A0YD000D0D101D1D210D2D311D3 數(shù)據(jù)選擇器根據(jù)其邏輯關(guān)系用LabVIEW編寫程序框圖，： 數(shù)據(jù)選擇器程序框圖： 數(shù)據(jù)選擇器二、時序邏輯電路實(shí)驗(yàn)RS觸發(fā)器把兩個與非門GG2的輸入、輸出端交叉連接，即可構(gòu)成基本RS觸發(fā)器，其邏輯電路如圖所示。 ，輸入信號：4路數(shù)據(jù)，用D0、DDD3表示；兩個選擇控制信號，用A0、A1表示。，輸入是3位二進(jìn)制代碼AAA0，輸出是其狀態(tài)譯碼Y0～Y7。根據(jù)需要，輸出信號可以是脈沖，也可以是高電平或者低電平。：其中A和B表示二進(jìn)制數(shù)的第i位，S表示本位最終運(yùn)算結(jié)果，即就是低位向本位借位或本位向高位借位之后的最終結(jié)果，Ci表示低位是否向本位借位，Co表示本位是否向高位借位。如果用A、B代表兩個數(shù)中的第i位，用Ci表示來自低位的進(jìn)位，用S表示全加和，用Co表示送給高位的進(jìn)位[6，7]，：ABCiSCo0000000110010100110110010101011100111111 全加器根據(jù)其邏輯關(guān)系用LabVIEW編寫程序框圖，： 全加器程序框圖前面板如下： 全加器前面板全減器 全減器是兩個二進(jìn)制的數(shù)進(jìn)行減法運(yùn)算時使用的一種運(yùn)算單元。而且還可以運(yùn)用LabVIEW中程序執(zhí)行過程的“高亮度單步執(zhí)行”模式充分地觀察到信號的動態(tài)流程和邏輯電路的運(yùn)算過程。就信號的輸入/輸出來說，LabVIEW亦提供了豐富的輸入控件和輸出控件，如各種形式的開關(guān)、按鈕、指示燈、波形顯示器等等，這些“器件”可直接用簡單的拖動方式拖放到相應(yīng)位置即可使用[6]。在LabVIEW的函數(shù)選板中，既包含了大量專用的信號處理、信號運(yùn)算等圖標(biāo)，也包含了各種數(shù)值運(yùn)算、邏輯運(yùn)算的基本VI圖標(biāo)。三、LabVIEW中的數(shù)字電路技術(shù)LabVIEW具有典型的圖形化語言風(fēng)格，其程序的編制過程就是將不同的圖標(biāo)進(jìn)行選擇、組合并連線的過程。 LabVIEW前面板框圖編程：在LabVIEW的框圖編輯窗口內(nèi)，利用工具模板和函數(shù)模板進(jìn)行方框圖編程?？傮w設(shè)計(jì)：根據(jù)用戶需求，進(jìn)行VI總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定面板布局與程序流程，并保證所使用的虛擬儀器硬件在LabVIEW函數(shù)庫中有相應(yīng)的驅(qū)動程序。Learning目錄：該目錄包含有使用本書所需的VI庫。：用戶創(chuàng)建的VI保存于該目錄并將出現(xiàn)在LabVIEW的Functions palette上。如果改變此名稱，就無法使用眾多的控件和庫函數(shù)。它必須與LabVIEW可執(zhí)行程序在同一目錄下。LabVIEW使用文件和目錄來存儲創(chuàng)建VI所必須的信息，部分重要的文件和目錄如下： LabVIEW可執(zhí)行程序：用于啟動LabVIEW。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。使用圖標(biāo)和連線，可以通過編程對前面板上的對象進(jìn)行控制。同
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