【正文】 完成后，點(diǎn)擊功能菜單中的 Code 即可看見下拉菜單 Generate,鼠標(biāo)移至 Generate 則出現(xiàn) ALL Code 如圖 43，點(diǎn)擊 ALL Code 就會(huì)出現(xiàn)如圖 44 對(duì)話框選定 QuitButton 點(diǎn)擊 OK 即出現(xiàn)*.c 文件及程序?？丶?11：Ring 控件，Constant Name 為 OutputType,Lable/Value pairs 中 Lable 分別為 Binary、ASCII,其對(duì)應(yīng)的 Value 分別為 0、1。 控件 9：Command Button 控件，用于開始運(yùn)行，Constant Name 為COMMANDBUTTON，Callback Function 為 refe，Label 為”_OK”。 控件 7：Command Button 控件，用于保存文件，Constant Name 為SAVE，Callback Function 為 Save, ，Label 為“_save to file”。 控件 5：Ring Slide 控件，用于選擇波形，Constant Name 為WAVEFORM，Label 為“波形選擇”,Lable/Value pairs 中 Lable 分別為無、正弦波、三角波、鋸齒波、方波，其對(duì)應(yīng)的 Value 分別為 0、4。Left YAxis 中 Axis Name 是 A(w)/V, Minimum 為0，Maximum 為 100. 控件 3：Numeric Dial 控件，用于設(shè)置幅值，Constant Name 為AMPLE，Label 為“幅值”, Default Values 為 0,Range Values 中 Minimum為 0，Maximum 為 1。 控件 1：Graph 控件，用于顯示波形，Constant Name 為 GRAPH1，Label 為“波形顯示”,”Buttom XAxis”中 Axis Name 是”t/s“,Minimum 為，Maximum 為 ；Left YAxis 中 Axis Name 是 A(t)/V,Minimum 為1,Maximum 為 1。 用戶界面共 12 個(gè)控件，其中有兩個(gè) Graph 控件、兩個(gè) Numeric Dial 控件、兩個(gè) Ring Slide 控件、四個(gè) Command Button 控件、兩個(gè) Ring 控件。面板建好后開始創(chuàng)建控件。安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 故本文基于 labwindows/cvi 的頻譜顯示是通過對(duì)一個(gè)時(shí)域信號(hào)一次進(jìn)行濾波、加窗函數(shù)和快速傅里葉變換 FFT 并在波形圖上進(jìn)行顯示生成的。所以一次 FFT 總共需要復(fù)數(shù)乘 12 次，復(fù)數(shù)加 24 次復(fù)數(shù)加，而 DFT 要總共需要復(fù)數(shù)乘 64 次，復(fù)數(shù)加 56 次。而采用 DITFFT 算法（即時(shí)間抽取法）首先對(duì)時(shí)間進(jìn)行奇偶分解，然后對(duì)頻率進(jìn)行前后分解下面為以 N=8 點(diǎn)為例的 FFT 的蝶形運(yùn)算流圖：圖 41 N=8 的快速傅里葉變換蝶形運(yùn)算流圖當(dāng) N=8 時(shí)，流程圖應(yīng)有 3 級(jí)蝶形，每一級(jí)都有 4 個(gè)蝶形運(yùn)算構(gòu)成。但是由于 DFT 的計(jì)算量太大，即使采用計(jì)算機(jī)也很難對(duì)問題進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，而 FFT 出現(xiàn)以后使 DFT 的運(yùn)算大大簡(jiǎn)化，如：設(shè) x（n）為 N 點(diǎn)有限長序列，其 DFT 為 ； knNWxkX???10)()(一般來說 x（n）和 都是復(fù)數(shù)，X（k）也是復(fù)數(shù)，因此每次計(jì)算一個(gè)nX（k）值，需要 N 次復(fù)數(shù)乘法和 N1 次復(fù)數(shù)加法，而 X（k）一共有 N 個(gè)點(diǎn)（k從 0 取到 N1），故完成一次 DFT 運(yùn)算總共需要 N2復(fù)數(shù)乘法及 N（N1）次復(fù)數(shù)加法。對(duì)于連續(xù)信號(hào)可以通過時(shí)域采樣，應(yīng)用 FFT 進(jìn)行近似譜分析。 信號(hào)的頻譜分析所謂信號(hào)的頻譜分析就是指計(jì)算信號(hào)的傅里葉變換。 用功能面板插入相應(yīng)函數(shù)，完成程序編制。其設(shè)計(jì)的方法的基本思路： 設(shè)計(jì)一個(gè)圖形化用戶接口。安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 第四章 虛擬信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) 虛擬信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 虛擬信號(hào)發(fā)生器的工作原理通過在圖形化用戶接口界面上（硬件面板）上鍵入信號(hào)幅值、頻率以及選擇生成的波形和窗函數(shù)。LabWindows/CVI 是以 ANSIC 為核心的交互式虛擬儀器開發(fā)環(huán)境，它將功能強(qiáng)大的 C 語言與測(cè)控技術(shù)有機(jī)結(jié)合，具有靈活的交互式編方法和豐富的庫函數(shù)，為開發(fā)人員建立檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)測(cè)試環(huán)境、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、過程監(jiān)控系統(tǒng)等提供了理想的軟件開發(fā)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)虛擬儀器及網(wǎng)絡(luò)化儀器的快速途徑。本次設(shè)計(jì)中應(yīng)用的 LabWindows/CVI 軟件是美國 NI（National Instrument）公司開發(fā)的 Measurement Studio 軟件組中的一員。計(jì)算機(jī)硬件和軟件的發(fā)展，使得它應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。這些新的變化使得電路的設(shè)計(jì)工作變得日益復(fù)雜和繁重。隨著科技的不斷進(jìn)步和電子化產(chǎn)品的日益普及，電子產(chǎn)品的規(guī)模和體積有了巨大的變化。使其具有很多顯著的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，因此在各個(gè)領(lǐng)域中都得到了很迅猛的發(fā)展。一塊單片機(jī)芯片就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。單片機(jī)構(gòu)成的儀器具有高可靠性、高性能價(jià)格比，在智能儀表系統(tǒng)和辦公自動(dòng)化等諸多領(lǐng)域得以極為廣泛的應(yīng)用，并走入家庭，從洗衣機(jī)、微波爐到音響汽車，處處可見其應(yīng)用。當(dāng)今是科學(xué)技術(shù)及儀器設(shè)備高度智能化飛速發(fā)展的信息社會(huì)，電子技術(shù)的進(jìn)步，給人們帶來了根本性的轉(zhuǎn)變。而由硬件電路構(gòu)成的低頻信號(hào)其性能難以令人滿意，而且由于低頻信號(hào)源所需的 RC 很大:大電阻，大電容在制作上有困難，參數(shù)精度亦難以保證，體積大，漏電，耗損顯著更是致命的弱點(diǎn)。s 信號(hào)發(fā)生器作為一種常見的應(yīng)用電子儀器設(shè)備，傳統(tǒng)的可以完全由硬件電路搭接而成，如采用 555 振蕩電路發(fā)生正弦波、三角波和方波的電路便是可取的路徑之一，不用依靠單片機(jī)。s30s 寬帶：8181。 在這里介紹 1 款經(jīng)典使用的安捷倫 ESGD 系列信號(hào)發(fā)生器 E4421B 詳細(xì)內(nèi)容以作參考： E4421B 信號(hào)發(fā)生器主要技術(shù)指標(biāo)： 頻率：250KHz—3GHz 分辨率： 轉(zhuǎn)換速度 調(diào)制接通：＜安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 調(diào)制斷開：＜ 精度：穩(wěn)定度fc 時(shí)基 掃描方式 工作方式：步進(jìn)：頻率和功率以及任意列表 停留時(shí)間：1ms60s 頻率點(diǎn)數(shù)：2401 內(nèi)部基本準(zhǔn)震蕩器 時(shí)基參考輸出： 頻率：10MHz 幅度：＞,50Ω 負(fù)載 外參考輸入：頻率：1，2，5，10MHz177。噪聲信號(hào)發(fā)生器主要用途為：在待測(cè)系統(tǒng)中引入一個(gè)隨機(jī)信號(hào)，以模擬實(shí)際工作條件中的噪聲而測(cè)定系統(tǒng)性能；外加一個(gè)已知噪聲信號(hào)與系統(tǒng)內(nèi)部噪聲比較以測(cè)定噪聲系數(shù)；以隨機(jī)信號(hào)代替正弦或脈沖信號(hào)，以測(cè)定系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性等。④隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器。③脈沖信號(hào)發(fā)生器。能產(chǎn)生某些特定的周期性時(shí)間函數(shù)波形（正弦波、方波、三角波、鋸齒波和脈沖波等）信號(hào)，頻率范圍可從幾個(gè)微赫到幾千兆赫。按其不同性能和用途還可細(xì)分為低頻（20 赫至 10 兆赫）信號(hào)發(fā)生器、高頻（100 兆赫至 300 兆赫）信號(hào)發(fā)生器、微波信號(hào)發(fā)生器、掃頻和程控信號(hào)發(fā)生器、頻率合成式信號(hào)發(fā)生器等。按其信號(hào)波形分為四大類：①正弦信號(hào)發(fā)生器。但成本較高。在鎖相環(huán)、壓控振蕩器、頻率合成器、脈寬調(diào)制器等電路的設(shè)計(jì)上，MAX038 都是優(yōu)選的器件。：能產(chǎn)生多種波形，達(dá)到較高的頻率，且易于調(diào)試鑒于此，美國美信公司開發(fā)了新一代函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 ICMAX038，它安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 克服了“2”中芯片的缺點(diǎn)，可以達(dá)到更高的技術(shù)指標(biāo)，是上述芯片望塵莫及的。、運(yùn)放 IC 等通用器件制作，更多的則是用專門的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 IC 產(chǎn)生。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)，如高頻感應(yīng)加熱、熔煉、淬火、超聲診斷、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、頻率或高或低的振蕩器。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器在電路實(shí)驗(yàn)和設(shè)備檢測(cè)中具有十分廣泛的用途。各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來表示。它的出現(xiàn)使得人類的測(cè)試技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展紀(jì)元。第四代：虛擬儀器。智能儀器內(nèi)置微處理器，既能進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，又具有一定的數(shù)據(jù)處理，可取代部分腦力勞動(dòng)，習(xí)慣上稱為智能儀器。這類儀器將模擬信號(hào)的測(cè)量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)測(cè)量，并以數(shù)字方式輸出最終結(jié)果，適用于快速響應(yīng)和較高準(zhǔn)確度的測(cè)量。第二代：數(shù)字化儀器。第一代：模擬儀器。實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)將由硬件、界面友好的應(yīng)用軟件、虛擬原型模型一起組成的試驗(yàn)系統(tǒng)，這種思想對(duì)從根本上改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，降低實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理成本，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)具有重要的參考價(jià)值。3. 實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用虛擬儀器是用戶自定義儀器，供應(yīng)商提供軟件平臺(tái)。而采用虛擬儀器技術(shù)，將過去儀器中許多靠硬件實(shí)現(xiàn)的功能用軟件實(shí)現(xiàn)，利用商品化的數(shù)據(jù)采集和 PC 技術(shù)，完全可以開發(fā)出各行各業(yè)急需的各種測(cè)量?jī)x器。2. 儀器產(chǎn)業(yè)的改造安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 儀器制造業(yè)代表著一個(gè)國家科技和工業(yè)發(fā)展的水平。虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用方式多種多樣，主要有如下幾個(gè)方面：1. 工業(yè)自動(dòng)化 虛擬儀器設(shè)計(jì)所采用的圖形化編程語言，十分適合工程師應(yīng)用，有利于提高企業(yè)自主開發(fā)和管理項(xiàng)目的能力，降低工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)改造成本。 虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用 虛擬儀器技術(shù)作為計(jì)算機(jī)與儀器結(jié)合的產(chǎn)物，應(yīng)用前景十分廣泛。（3）智能化程度高虛擬儀器是基于計(jì)算機(jī)的儀器，其軟件具有強(qiáng)大的分析、計(jì)算、邏輯判斷等功能，可以在計(jì)算機(jī)上建立一個(gè)普通的智能儀器到智能專家系統(tǒng)。其和傳統(tǒng)儀器相比，有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）性價(jià)比高規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益使通用個(gè)人計(jì)算機(jī)具有很高的性價(jià)比，而且基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的虛擬儀器和儀器系統(tǒng)可共享計(jì)算機(jī)硬件資源，從而大大增加了儀器的功能，降低了儀器的成本。為設(shè)計(jì)完成上述 4 個(gè)文件，LabWindows/CVI 開發(fā)環(huán)境提供了 4 個(gè)主要的界面窗口：工程文件編輯窗口（Project Window）、用戶界面編輯窗口（User interface Editor Window）、源代碼文件編輯窗口（Source Window）和函數(shù)面板編輯窗口（Function Panel Window）。同時(shí)控件還有事件，當(dāng)有鼠標(biāo)單擊控件或用鍵盤改變控件時(shí)，將調(diào)用相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)，完成相應(yīng)的功能，如完成數(shù)據(jù)處理、存盤、顯示、打印等功能。3．*.uir 文件：用戶界面文件，該文件為虛擬儀器的面板文件，類似 VB或 VC 中的窗體文件。 2．*.c 文件：源程序文件，此文件為標(biāo)準(zhǔn)的 C 語言程序文件。計(jì)算機(jī) 數(shù)據(jù)采集卡 濾波及放大電路 信號(hào)輸出安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 LabWindows/CVI 的運(yùn)行環(huán)境在 LabWindows/CVI 軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)完成的虛擬儀器軟件由四個(gè)文件組成，如圖 12 所示。結(jié)果顯示充分利用了計(jì)算機(jī)資源，其測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)的表達(dá)與輸出方式有多種方式。數(shù)據(jù)分析處理充分利用了計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)和運(yùn)算功能，并通過軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)數(shù)據(jù)的分析處理。 虛擬儀器的內(nèi)部功能虛擬儀器的內(nèi)被功能可以化分為：輸入信號(hào)的測(cè)量、數(shù)據(jù)分析處理和結(jié)果顯示三大部分。2. 定義測(cè)試功能的流程圖軟件程序。本文中的硬件由工控機(jī)及其接口，數(shù)據(jù)采集卡和放大及濾波電路構(gòu)成，其原理框圖如圖 22 所示： 圖 22 原理框圖 虛擬儀器應(yīng)用軟件虛擬儀器軟件由應(yīng)用程序和 I/O 接口儀器驅(qū)動(dòng)程序兩大部分構(gòu)成。I/O 接口設(shè)備主要負(fù)責(zé)被測(cè)輸入信號(hào)的采集、放大和 A/D 轉(zhuǎn)換。 儀器硬件平臺(tái) 虛擬儀器的硬件平臺(tái)主要是解決信號(hào)的輸入輸出，由計(jì)算機(jī)和 I/O 接口設(shè)備兩部分完成。LabWindows/CVI 中的交互式開發(fā)工具和函數(shù)庫可以輕松實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室研發(fā)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)視項(xiàng)目、驗(yàn)證測(cè)試和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2. 集成式的開發(fā)環(huán)境LabWindows/CVI 是集成式的開發(fā)環(huán)境，可用于創(chuàng)建基于DAQ、GPIB、PXI、VXI、串口和以太網(wǎng)的虛擬儀器系統(tǒng)。還可以將軟件中的儀器驅(qū)動(dòng)程序庫與其他標(biāo)準(zhǔn)的 C 編譯器結(jié)合使用，無需更改開發(fā)工具。LabWindows/CVI 可以自動(dòng)生成代碼、編譯和連接，省去了手工編寫，更有利于系統(tǒng)的開發(fā)。靈活的程序調(diào)試手段 LabWindows/CVI 提供了單步執(zhí)行、斷點(diǎn)執(zhí)行、過程跟蹤、參數(shù)檢查、運(yùn)行時(shí)內(nèi)存檢查等多種調(diào)試手段。 (2)功能強(qiáng)大的函數(shù)庫 如接口函數(shù)、信號(hào)處理函數(shù)庫、Windows SDK(Software Development Kit)、儀器驅(qū)動(dòng)函數(shù)庫等，利用這些函數(shù)庫可以輕松實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集和儀器控制系統(tǒng)的開發(fā)。 。其有以下特點(diǎn)：。他的集成化開發(fā)平臺(tái)，交互式編程方法，豐富的控件和庫函數(shù)大大增強(qiáng)了 C 語言的功能，為熟悉 C 語言的開發(fā)人員建立檢測(cè)系統(tǒng)，自動(dòng)測(cè)量環(huán)境，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，過程監(jiān)控系統(tǒng)等提供了一個(gè)理想的軟件開發(fā)環(huán)境。安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第二章 LabWindows/CVI 簡(jiǎn)介 1986 年，美國 Natio