【正文】 創(chuàng)建 的程序結(jié)構(gòu)模塊化易于調(diào)試?yán)斫夂途S護(hù) 方法 虛擬發(fā)生器在 LabVIEW 語言中程序設(shè)計的過程包括 3 個部分前面板框圖程序 和圖標(biāo)連接器因此一個 VI 程序的設(shè)計主要包括 前面板的設(shè)計框圖程序的設(shè)計以 及程序的調(diào)試 1 前面板 虛擬儀器的面板設(shè)計都在這個窗口中完成并且在前面板中執(zhí)行對儀 器的操作應(yīng)根據(jù)實(shí)際中的儀器面板以及該虛擬儀器所要實(shí)現(xiàn)的功能來設(shè)計前面板 前面板中主要由輸入控制器和輸出指示器組成利用工具模板來添加輸入控制器和輸 出指示器控制器使用戶可以輸入數(shù)據(jù)到程序而指示器則用來顯示程序產(chǎn)生的數(shù)值 2 流程圖 實(shí)現(xiàn)虛擬發(fā)生器的所有程序都在這個窗口中完成程序相當(dāng)于源代碼 只有在創(chuàng)建了框圖程序以后該程序才能真正運(yùn)行所以在設(shè)計好前面板以后就要 根 據(jù)各個框圖之間的關(guān)系以及對數(shù)據(jù)的處理方法等設(shè)計框圖程序?qū)驁D程序的設(shè)計主 3 基于 LABVIEW 的虛擬調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計 要是對節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)端口和連線的設(shè)計 3 程序的調(diào)試 當(dāng)前面板和程序框圖設(shè)計好以后虛擬發(fā)生器的程序的執(zhí)行過程 中可能會遇到很多方面的錯誤因此要對程序進(jìn)行調(diào)試首先查找錯誤如果一個程序 不能執(zhí)行運(yùn)行按鈕會出現(xiàn)一個折斷的箭頭點(diǎn)擊斷箭的 運(yùn)行按鈕則會列出錯誤清單 雙擊列表中的錯誤清單則出錯的對象或端口就會高亮顯示 14 章節(jié)介紹 在虛擬調(diào)制解調(diào)器的研究中涉及到的知識將在后面的章節(jié)中加以介紹 在第二章中將主要介紹圖形化編程語言 LabVIEW 其特點(diǎn)以及開發(fā)環(huán)境等虛擬 調(diào)制解調(diào)器的原理以及幅度調(diào)制的基本知識等將在第三章中介紹由于對虛擬調(diào)制 解調(diào)器進(jìn)行了數(shù)字濾波所以第四章介紹了有關(guān)濾波器的基礎(chǔ)知識以及模擬濾波器 的設(shè)計 主要關(guān)于巴特沃斯濾波器和切比雪夫濾波器而在 LabVIEW 程序設(shè)計中巴特 沃斯濾波器和切比雪夫濾波器都是數(shù)字的由于本課題主要是對信號進(jìn)行頻譜－幅 頻進(jìn)行分析驗證所以在第六章中將不對濾波器進(jìn)行驗證分析第五章為總體課題 設(shè)計由于在虛擬調(diào)制解調(diào)器設(shè)計中將會使用到一系列的工具所以在這個章節(jié)中 會介紹這些工具在前面板和流程圖中的用法主要包括有 Signal Processing 子模板 Signal Generation 子模板重點(diǎn)以正弦波發(fā)生器為例 Filter 子模板重點(diǎn)以巴 特沃斯低通濾波器為說明然后講述整個設(shè)計的具體步驟和成果 第六章將主要對 虛擬調(diào)制解調(diào)器 的成果進(jìn)行總結(jié)和展望 4 基于 LABVIEW 的虛擬調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計 第二章 圖形化編程語言 LabVIEW 21 LabVIEW 簡介 LabVIEWLaboratory Virtual Instrument Engineering Workbench 實(shí)驗室虛 擬儀器工程平臺是美國 NI 公司 National Instrument Company 簡稱 NI 公司 推出的一種基于 G 語言 Graphics Language 圖形化編程語言的虛擬儀器軟件開 發(fā)工具 用 LabVIEW 設(shè)計的虛擬儀器可脫離 LabVIEW 開發(fā)環(huán)境用戶最終看見的是和實(shí)際 硬件儀器相似的操作面板 LabVIEW 為虛擬儀器設(shè)計者提供了一個便捷輕松的設(shè)計環(huán)境設(shè)計者利用它可 以像搭積木一樣輕松組建一個測量系統(tǒng)以及構(gòu)造自己的儀器面板而無需進(jìn)行任何 [4] 繁瑣的程序代碼的編寫 LabVIEW 軟件的特點(diǎn) 具有圖形化的編程方式設(shè)計者無需寫任何文本格式的代碼是真正的工程 師的語言 提供豐富的數(shù)據(jù)采集分析及存儲的庫函數(shù) 提供傳統(tǒng)的程序調(diào)試手段如設(shè)置斷點(diǎn)單步運(yùn)行同時提供獨(dú)具特色的執(zhí) 行工具使程序動畫式運(yùn)行利于設(shè)計者觀察到程序運(yùn)行的細(xì)節(jié)使程序的 調(diào)試和開發(fā)更為便捷 32 位的編譯器編譯生成 32 位的編譯程序保證用戶數(shù)據(jù)采集測試和測量方 案的高速執(zhí)行 囊括了 PCIGPIBPXIVXIRS232485USB 等各種儀器通信總線標(biāo)準(zhǔn)的 所有功能函數(shù)使得不懂得總線標(biāo)準(zhǔn)得開發(fā)者也能夠驅(qū)動不同總線標(biāo)準(zhǔn)接口 設(shè)備與儀器 提供大量與外部代碼或軟件進(jìn)行鏈接得的機(jī)制諸如 DLL 動態(tài)鏈接庫DDE 共享庫 ActiveX 等 具有強(qiáng)大的 Inter 功能支持常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議方便網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程測控儀器 的開發(fā) LabVIEW 的基本開發(fā)環(huán)境 設(shè)計一個虛擬儀器在兩個窗口進(jìn)行第一個是前面板開發(fā)窗口所有虛擬儀器前 面板的設(shè)計都在這個窗口中進(jìn)行并完成第二個是流程圖編輯窗口 1．前面板開發(fā)窗口 前面板開發(fā)窗口如圖 21 所示窗口中包含主菜單和快捷工具欄 5 基于 LABVIEW 的虛擬調(diào)制解 調(diào)器的設(shè)計 設(shè)計制作虛擬儀器前面板就是用工具模板中相應(yīng)的工具去取用控制模板上 的有關(guān)控件并擺放到窗口中適當(dāng)?shù)奈恢弥? 圖 21 前面板開發(fā)窗口 2．流程圖編輯窗口 流程圖是圖形化的源代碼是 VI 測試功能軟件的圖形化表達(dá)虛擬儀器通過軟 件編程來實(shí)現(xiàn)測試功能 LabVIEW 采用圖形化編程方式如圖 22 所示位流程圖編輯 窗口選用工具模板去取用功能模板上的有關(guān)圖標(biāo)來設(shè)計制作虛擬儀器流程圖以完 成虛擬儀器的設(shè)計工作 6 基于 LABVIEW 的虛擬調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計 圖 22 流程圖編輯窗口 22 LabVIEW 模板簡介 LabVIEW 是一種圖形化設(shè)計語言在一個虛擬儀器的開發(fā)過程中設(shè)計者利用 LabVIEW 提供的 3 個模板工具模板 Tool palette 控制 模板 Control palette 和功能模板 Function palette 來完成 VI 面板和流程圖兩部分的設(shè)計開發(fā)任務(wù) 工具模板 工具模板提供用于操作編輯前面板和流程圖上對象的各種工具工具模板如圖 23 所示 操作工具它是一個操作數(shù)值的工具將操作工 具移動到某處鼠標(biāo)單擊后就可在操作工具所在位置處 鍵入數(shù)字 選擇工具用于選擇移到對 象或改變對象的 大小 文字工具用于輸入標(biāo)簽文本或創(chuàng)建自由標(biāo)簽 圖 23 工具模板 連線工具用于在流程圖中連接節(jié)點(diǎn)定義數(shù)據(jù)流向 模板彈出工具用鼠標(biāo)單擊該工具移至窗口某位置再用鼠標(biāo)單擊即在 前面板設(shè)計窗口中出現(xiàn)控制模板或者在流程圖編輯窗口中出現(xiàn)功能模板 平移工具用鼠標(biāo)單擊該工具并將它放至窗口中的任意位置上拖動鼠標(biāo) 7 基于 LABVIEW 的虛擬調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計 可使窗口中的對象整體平移 斷點(diǎn)工具用鼠標(biāo)單擊該工具將它放置在流程圖中相應(yīng)位置上該位置即 為設(shè)置的程序運(yùn)行斷點(diǎn) 探針工具用鼠標(biāo)單擊該工具可以在流程圖的數(shù)據(jù)流線上設(shè)置探針程序 調(diào)試員可以通過探針窗口來觀察該數(shù)據(jù)流線上的數(shù)據(jù)變化狀況 提取顏色工具用來獲取窗口中已染色對象的顏色 設(shè)置顏色工具用來該窗口中的對象設(shè)置顏色 控制模板 控制模板如圖 24 所示 數(shù)字子模板提供各種數(shù)字控件 布爾量子模板提供各種邏輯數(shù)值控件 字符串和路徑子模板提供字符串和 路徑的控制和顯示 數(shù)組和類子模板提供各種復(fù)合型數(shù)據(jù) 的類型控件 列表和表格子模板提供列表和表格的 控制和顯示 圖形子模板提供各種數(shù)據(jù)圖形顯示控件 列表框和枚舉子模板提供列表框和枚舉的控制和顯示圖 24 控制模板 輸入輸出功能子模板提供輸入輸出功能用于操作 OLEActiveX 等功 能 參考名子模板提供各種標(biāo)識控件 對話框子模板提供設(shè)計對話框選項的控件 經(jīng)典控制子模板提供以前版本軟件的面板圖標(biāo) 控件庫子模板提供用于調(diào)用操作 OLEActiveX 等控件 修飾子模板提供對前面板進(jìn)行裝飾用的各種圖形控件 調(diào)用控件子模板用于調(diào)用存儲在文件中的控件存儲在文件中的控件通 8 基于 LABVIEW 的虛擬調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計 常是用戶自行開發(fā)的 用戶自定義的控件模板用于存放用戶自定義的各種圖形控件 功能模板 功能模板如圖 25 所示 結(jié)構(gòu)子模板提供程序控制結(jié)構(gòu)命令例如循環(huán)控制 以及 全局變量和局部變量 數(shù)據(jù)運(yùn)算子模板提供各種常用的數(shù)值運(yùn)算符各種 常見的數(shù)值運(yùn)算式還包括數(shù)值轉(zhuǎn)換三角函數(shù)對數(shù)復(fù)數(shù)等 運(yùn)算以及各種數(shù)值常數(shù) 布爾邏輯子模板提供各種邏輯運(yùn)算符以及布爾常數(shù) 字符串運(yùn)算子模板提供各種字符串操作函數(shù)數(shù)值 與字符串之間的轉(zhuǎn)換函數(shù)以及字符 串 常數(shù)等 數(shù)組子模板提供數(shù)組運(yùn)算函數(shù)數(shù)組轉(zhuǎn)換函數(shù)以及 常數(shù)數(shù)組等 類子模板提供類的處理函數(shù)以及類常數(shù)等 比較子模板提供各種比較運(yùn)算函數(shù) 圖 25 功能模板 時間和對話框子模板提供對話框窗口時間和出錯處理函數(shù)等 文件輸入輸出子模板提供處理文件輸入