【正文】 西安:西安電子科技大學(xué)出版社，[8]刀何瑛，宋利， LabVIEW 的數(shù)采卡(DAQ)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)[J].電子測量與儀表， (4): 3537[9] VISA 的研究[M].測控技術(shù)，[10]張健，基于 LabVIEIY 虛擬儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2022, :1225[11] 虛擬儀器技術(shù)緊隨時(shí)代，不斷創(chuàng)新[0L]. [12][0L ].p13 24[13]丁玉美，[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2022[14]徐天成，錢冬寧，[M).哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社，2022[15][0L]. [16]楊樂平，[J].電子技術(shù)與應(yīng)用，2022 (7):2830[17]虛擬示波器[0L].電子開發(fā)網(wǎng)。：//[3]虞惠華，(VI)一計(jì)算機(jī)在儀器領(lǐng)域的中的應(yīng)用[J].半導(dǎo)體技術(shù)，1997, [4]賈功賢， PC 的虛擬儀器的發(fā)展趨勢[J].電子技術(shù)應(yīng)用，1999。在課題研究和撰寫論文過程中，本人遇到了一系列困難，主要有從哪得到 LabVIEW 開發(fā)環(huán)境，誰提供數(shù)據(jù)采集卡或幫助實(shí)測檢驗(yàn)虛擬儀器，如何進(jìn)行流程圖的優(yōu)化，以及很多開發(fā)技術(shù)方面的難題，在老師的指導(dǎo)和同事的幫助下，以上困難都得到了克服，最終完成了課題研究。作者認(rèn)為虛擬儀器引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)必將翻開實(shí)驗(yàn)教學(xué)新的一頁。更重要的是，由于該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，而且 LabVIEW 提供了極其強(qiáng)大的功能函數(shù)庫（Functions Palette） ，學(xué)生在使用本系統(tǒng)，熟悉 LabVIEW 開發(fā)平臺(tái)后，可以充分發(fā)揮發(fā)揮其想象力和創(chuàng)造性，調(diào)用 Functions Palett 中的函數(shù)替代本系統(tǒng)中的部分函數(shù)或模塊開發(fā)出許多新的虛擬儀器。 該虛擬儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了虛擬信號頻譜分析儀、虛擬濾波器、虛擬示波器、虛擬函數(shù)發(fā)生器、虛擬積分器和微分器等實(shí)驗(yàn)教學(xué)用虛擬儀器，并將每一臺(tái)儀器作為 SubVI 集成在虛擬儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)用戶界面下，使用者可以很方便地利用這些儀器進(jìn)行電路基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、信號與系統(tǒng)、自動(dòng)控制理論等專業(yè)基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。電子信息類虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)虛擬信號發(fā)生器虛擬頻譜分析儀虛擬濾波器虛擬示波器虛擬微分積分器 圖 虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng) 20 5 結(jié)論 數(shù)字信號處理技術(shù)和工程測試技術(shù)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(tái)則是程序開發(fā)設(shè)計(jì)過程中有力的工具。圖 虛擬數(shù)字濾波器前面板圖 虛擬數(shù)字濾波器框圖程序 虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 在虛擬信號頻譜分析儀、虛擬數(shù)字濾波器、虛擬示波器、虛擬函數(shù)發(fā)生器、 19 虛擬積分器和微分器等實(shí)驗(yàn)教學(xué)用虛擬儀器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，如果將每一臺(tái)儀器作為 SubVI 集成在虛擬儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)用戶界面下，可以方便地進(jìn)行電子信息類實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。濾波器位于 Functions 模版\Analyze 子模板\SignalProcessing 子模板\Filters 子模板中。與模擬濾波器相比，數(shù)字濾波器具有以下優(yōu)點(diǎn)：可以用軟件編程，穩(wěn)定性高，可預(yù)測，不會(huì)因溫度、濕度的變化而影響測量誤差。 虛擬微分器和積分器 儀器功能 由軟件生成各種典型的輸入信號（如正弦波信號的幅值、頻率、相位） ，并在面板上顯示信號微分和積分前后的波形。這種教學(xué)效果是純理論教學(xué)難以達(dá)到的。在奎耐斯特以下的頻率可以被正常采樣，而高于奎耐斯特的頻率將出現(xiàn)頻率混疊。 16 圖 虛擬函數(shù)發(fā)生器前面板該信號源能夠產(chǎn)生正弦波、方波、三角波和鋸齒波等波形，可方便地對其頻率、幅度、初相位、采樣參數(shù)等進(jìn)行調(diào)節(jié)，生成的波形在圖形顯示控件上形象地顯示出來，對方波可進(jìn)行占空比的調(diào)節(jié)。 虛擬函數(shù)發(fā)生器的功能 LabVIEW 將測量中常用的信號函數(shù)做成了可以生成各種仿真信號波形序列的功能模塊，供編程者方便地調(diào)用，除此之外，還可以利用公式波形節(jié)點(diǎn)，生成指定的任意函數(shù)波形。具有如下特征：（1）能產(chǎn)生常用信號和任意信號波形。 虛擬函數(shù)發(fā)生器 函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生測量所需的信號源，其波形有正弦波、方波、三角波、鋸齒波、正負(fù)脈沖、調(diào)幅調(diào)頻和隨機(jī)信號等不同種類，信號的頻率和幅值等參數(shù)可按需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。 15 4 虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 虛擬電子信息類的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)包含函數(shù)發(fā)生器、信號濾波器和信號調(diào)理電路等虛擬儀器，才能滿足電子信息類實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。 重復(fù) 24，直到采集到了所需的采樣次數(shù)，全部數(shù)據(jù)順序存儲(chǔ)到緩存中。 A/D 轉(zhuǎn)換。一個(gè)多通道波形數(shù)據(jù)采集的過程一般包括以下幾個(gè)步驟： 數(shù)據(jù)采集卡有關(guān)的采樣參數(shù)（頻率、次數(shù)、通道、數(shù)據(jù)緩存的大?。?。提供 16 路單端/8 路差動(dòng)模擬輸入通道、2 路獨(dú)立的 D/A 輸出通道、8 位 24 線的,TTL 型數(shù)字 I/O，2 個(gè) 24 位 20MHz 的定時(shí)計(jì)數(shù)器，4 個(gè)模擬輸入范圍等多種功能。 數(shù)據(jù)采集卡 數(shù)據(jù)采集模塊采用 NI 公司的數(shù)據(jù)采集卡 PCI—6024E，它支持 DMA 方式和雙緩沖區(qū)模式，保證了實(shí)時(shí)信號不間斷采集與存儲(chǔ)。它的性能直接影響數(shù)據(jù)采集的速度和精度。而傳感器和信號調(diào)理電路針對不同的測試對象有不同的選擇和設(shè)計(jì)。被測信號送到信號調(diào)理電路，進(jìn)行隔離、放大、濾波整流后送數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，最后由控制軟件對測試信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成波形顯示，參數(shù)測量、頻譜分析等功能。用虛擬儀器技術(shù)只需配置必要的通用數(shù)據(jù)采集硬件，應(yīng)用圖形化編程語言 LabVIEW 的虛擬編程環(huán)境，采用模塊化設(shè)計(jì)方法，可以實(shí)現(xiàn)虛擬示波器。 13 3 虛擬示波器的設(shè)計(jì) 數(shù)字示波器是科研和實(shí)驗(yàn)室中經(jīng)常使用的一種通用臺(tái)式儀器，用于各類簡單信號、復(fù)雜信號、單次信號和周期信號波形的測量、記錄、存儲(chǔ)、分析。LabVIEW 將傳統(tǒng)儀器上的各種測試功能、信號分析、文件操作、I/O 接口設(shè)備驅(qū)動(dòng)做成可供直接調(diào)用的庫函數(shù)。該模板上的每一個(gè)頂層圖標(biāo)都表示一個(gè)子模板。虛擬儀器的前面板(軟面板)是通過軟件實(shí)現(xiàn)的，也就是 LabVIEW 將傳統(tǒng)儀器的物理面板(硬面板)上的各種旋鈕、開關(guān)、顯示屏等所有可能涉及到的操作部件，都做成外形相似的“控件” ，分類存放在控制面板上，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)虛擬儀器前面板時(shí)，只需根據(jù)需要選擇合適的“控件” ，并放置在前面板的相應(yīng)位置即可。工具模板如圖 所示。這三個(gè)模板是：工具模板（tool palette） ，控制模板（controls palette）和功能模板（function palette） 。使用 LabVIEW 的 VI Server 可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。支持 ActiveX 技術(shù)，可以直接使用 VB，VC 生成的控件，可以在控件和程序之間交換數(shù)據(jù)。 提供動(dòng)態(tài)鏈接庫接口和外部代碼接口節(jié)點(diǎn)，使用戶能在它的平臺(tái)上使用其它軟件平臺(tái)編譯的模塊。 采用編譯方式運(yùn)行 32 位應(yīng)用程序，運(yùn)行速度快。 提供程序調(diào)試功能。LabVIEW 具有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)： 提供大量的儀器面板中的控制對象，如各種開關(guān)、表頭、旋鈕、圖表、刻度桿、指示燈等，而且用戶可以方便地設(shè)計(jì)庫中沒有的儀器。LabVIEW 的強(qiáng)大功能歸因于它的層次化結(jié)構(gòu)，用戶可以把創(chuàng)建的 VI 程序當(dāng)作子程序調(diào)用，以創(chuàng)建更復(fù)雜的程序，而這種調(diào)用的層次是沒有限制的。虛擬儀器模型、圖形界而和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)流程圖編程是 LabVIEW 三大核心技術(shù)。一個(gè) VI 可以由底層的多個(gè) VI 組成，就像真實(shí)儀器由印刷電路板組成，而印刷電路板又由 IC、分立元件組成一樣。VI 有一個(gè)人機(jī)交互界面一前面板（front panel）和類似于源代碼功能的方框圖（diagram） 。一般來說，每一個(gè) VI 都可以作為其它 VI 的調(diào)用對象，其功能類似于文本語言的子程序。在計(jì)算機(jī)顯示屏幕上利用功能庫和開發(fā)工具庫產(chǎn)生一個(gè)前面板（front panel） ；在后臺(tái)則利用圖形化編程語言編制用于控制前面板的程序。 LabVIEW 包含有專門用于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集程序和儀器控制程序的功能庫和開發(fā)工具庫。用 LabVIEW39。作為編寫應(yīng)用程序的語言，除了編程方式不同外，LabVIEW 具備編程語言的所有特征，因此被稱為 G (Graphical)語言。LabVIEW 本身是功能較完整的軟件開發(fā)環(huán)境，它是作為替代常規(guī)的 Basic 或 C 語言而設(shè)計(jì)的。NI 公司開發(fā)的軟件平臺(tái)己經(jīng)成為了虛擬儀器軟件技術(shù)事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。軟件是虛擬儀器的關(guān)鍵，NI 公司提出“軟件就是儀器”的