专业方向实践课程设计说明书
专业：测控技术与仪器
班级：测控103班
学号：
姓名：
指导老师：杨
2012年05月31日
目录
第一节：正文 -----------------------------------------2
一、设计内容概述---------------------------2
1、设计的目的及意义 ----------------------2
2、本人所做工作 --------------------------2
3、系统主要功能 --------------------------2
二、示波器介绍 -------------------------------2
1、示波器的原理 ---------------------------3
2、示波器发展及应用 -----------------------3
三、声卡介绍 ----------------------------------5
1、声卡工作原理 ---------------------------5
2、声卡相关参数 ---------------------------5
四、基于声卡的数字示波器的介绍 ----------------6
1、数字示波器功能 -------------------------6
2、数字示波器硬件连接 ---------------------7
五、软件功能介绍 ------------------------------7
1、VI程序功能介绍 -------------------------7
2、VI程序模块说明 -------------------------8
第二节课程设计总结 ---------------------------------13第三节参考文献 --------------------------------------15第四节附录 ----------------------------------------16
第一节正文
一、设计内容概述
1、设计的目的及意义
本专业方向实践课以基于LabVIEW的虚拟仪器设计为主。LabVIEW 软件是使用最早最广的虚拟仪器软件开发平台, 它继承了传统的编程语言中的结构化和模块化特点, 采用32 位编译型图形化编程语言。能完成一般的数学运算和输入输出功能, 具有专门用于数据采集与仪器控制的库函数和开发工具, 尤其还带有专业的工具包。 LabVIEW 软件包给用户提供设计虚拟仪器的工作环境, 包括前面板和流程图, 同时还提供丰富的直观的调试工具, 集开发、调试与运行于一体。这为不熟悉文本式语言编程的设计者在测控领域建立计算机仪器系统提供了一个极为便捷、轻松的图形化设计环境。在国际测控领域LabVIEW 普及率已超过了39%。
本课程的总体目标是：通过设计基于声卡的数字化示波器，加深学生对LabVIEW虚拟仪器的理解、掌握和应用，并激发学生进一步的思考和发挥，培养学生的学习兴趣和创新思维。本次课程设计主要目标是运用LabVIEW软件平台及所学知识，自己搜集相关资料实现基于声卡的虚拟数字化示波器设计。
2、本人所做工作
查阅相关资料了解声卡、示波器、频谱分析仪等仪器的参数及各种有关标准等，学习labview的相关只知识，了解和掌握LabVIEW虚拟仪器开发的软、硬件平台；掌握LabVIEW形图化编程的设计方法；应用LabVIEW的进行基于声卡的数字化示波器设计开发。
3、系统主要功能
模拟信号发生器主要用来产生方波，三角波，正弦波、单次脉冲等波形，幅度、频率、相位、方波占空比可以实时调整。实现基于声卡的示波器的信号采集、显示、保存，打印以及远程数据交换等功能。频谱分析仪主要用于对各采集信号的各种滤波效果、频谱分析并实时显示参数变化和傅里叶变换的幅频图。
二、示波器介绍
示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换
成图像，显示在荧光屏上以便测量和观察的电子测量仪器，。它是观察数字电
路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器，得到广
泛应用，示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源系统组成。其中示波管由电子枪、偏转系统和
荧光屏3个部分组成。
1、示波器的原理
示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。由示波管的原理可知，一个直流电压加到一对偏转板上时，将使光点在荧光屏上产生一个固定位移，该位移的大小与所加直流电压成正比。如果分别将两个直流电压同时加到垂直和水平两对偏转板上，则荧光屏上的光点位置就由两个方向的位移所共同决定。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。
数字示波器：工作方式是通过模拟转换器（ADC）把被测电压转换为数字信息。数字示波器捕获的是波形的一系列样值，并对样值进行存储，存储限度是判断累计的样值是否能描绘出波形为止，随后，数字示波器重构波形。分为数字存储示波器（DSO）、数字荧光示波器（DPO）和采样示波器。
模拟示波器：工作方式是直接测量信号电压，并且通过从左到右穿过示波器屏幕的电子束在垂直方向描绘电压显示电路包括示波管及其控制电路两个部分示波管是一种特殊的电子管，是示波器一个重要组成部分。通常无论是模拟示波器还是数字示波器,可以根据其通道数分为: 单通道/单踪示波器; 双通道/双踪示波器。
2、示波器发展及应用
初期主要为模拟示波器。20世纪40年代是电子示波器兴起的时代。泰克成功开发带宽10MHZ的同步示波器，这是近代示波器的基础。50年代，半导体和电子计算机的问世促进电子示波器的带宽达到100MHZ。60年代，美国、日本、英国、法国在电子示波器开发方面各有不同的贡献，出现带宽6GHZ的取样示波
器、带宽4GHZ的行波示波管、1GHZ的存储示波管；便携式、插件式示波器称为系列产品。70年代，模拟是电子示波器达到高峰，行谱系列非常完整，带宽1GHZ 的多功能插件式示波器标志着当时科学技术的高水平，为测试数字电路又增添逻辑示波器和数字波形记录器，模拟示波器从此没有更大的进展，开始让位于数字示波器。英国和法国甚至退出示波器市场，技术以美国领先，中低档产品由日本生产。80年代数字示波器异军突起。模拟示波器要提高带宽，需要示波管、垂直放大和水平扫描全面推进，而数字示波器要改善带宽只需要提高前端的A/D 转换器的性能，对示波管和扫描电路没有特殊要求。加上数字示波管能充分利用记忆、存储和处理，以及多种触发和预先触发能力。模拟示波器逐渐从前台退到后台，进入90年代，数字示波器除了提高带宽到1GHZ以上，它的全面性能超越模拟示波器。当今时代，示波器已经非常普及，国产的有好多品牌，如中国电子科技集团公司第四十一研究所、优利德等。
我们做实验经常用到示波器，我们常用的是20MHZ的双踪模拟示波器。如图1所示为J2472双踪教学示波器，带宽为20MHZ，电子扫描编码开关为360度通转，设有触发输出端，具有触发电平锁定，自动同步功能，比我们通常所用的示波器功能多，具有Z轴输入，实行高电平消隐。另外，有ALT触发功能，可同时测量二路不相关信号，为波形的观察和测量带来极大方便。示波器是一种有效的学习工具，而且随着科技的进步，虚拟仪器越来越普及，示波器有很大的发展空间。
图1 J2472双踪教学示波器
三、声卡介绍
声卡是一个非常优秀的音频信号采集系统。声卡也叫音频卡（港台称之为声效卡）：声卡是多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件。声卡的基本功能是把来自话筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器、扩音机、录音机等声响设备，或通过音乐设备数字接口(MIDI)使乐器发出美妙的声音，概括即：录制与播放，编辑与合成处理MIDI接口3个部分。声卡由各种电子器件和连接器组成。电子器件用来完成各种特定的功能。
连接器一般有插座和圆形插孔两种，用来连接输入输出信号。
1、声卡工作原理
声卡的工作原理很简单，麦克风和喇叭所用的都是模拟信号，而电脑所能处理的都是数字信号，声卡的作用就是实现两者的转换。从结构上分，声卡可分为模数转换电路和数模转换电路两部分。模数转换电路负责将麦克风等声音输入设备采到的模拟声音信号转换为电脑能处理的数字信号；而数模转换电路负责将电脑使用的数字声音信号转换为喇叭等设备能使用的模拟信号。即模数变换器ADC（Analogue Digital Converter）和数模变换器DAC（Digital Analogue Converter），ADC用于采集音频信号，DAC则用于重现这些数字声音。声卡主要有两种：内置独立声卡和内置集成在主板上的软声卡。
2、声卡相关参数
1）、采样的位数：
即采样值或取样值，用来衡量声音波动变化的参数，是指声卡在采集和播放声音文件时所使用数字声音信号的二进制位数。声卡的位客观地反映了数字声音信号对输入声音信号描述的准确程度。声卡的主要的作用之一是对声音信息进行录制与回放，在这个过程中采样的位数和采样的频率决定了声音采集的质量。
采样位数可以理解为声卡处理声音的解析度。这个数值越大，解析度就越高，录制和回放的声音就越真实。
2）、采样频率
采样频率是指录音设备在一秒钟内对声音信号的采样次数，采样频率越高，声音的还原就越真实越自然。目前，声卡的最高采样率是44.1KHz，少数达48KHz。
对于民用声卡，一般将采样频率设为4档，分别是44.1KHz，22.05 KHz，11.025 KHz和8 KHz。22.05 KHz只能达到FM广播的音乐品质；44.1 KHz是理论上的CD音质界限，48 KHz则更好一些。对20 KHz范围内的音频信号，最高的采样频率才48 KHz，虽然理论上没问题，但似乎余量不大。使用声卡比较大的局限性在于，它不允许用户在最高采样频率之下随意设定采样频率，而只能分4档设定。
这样虽然可使制造成本降低，但却不便于使用。用户基本上不可能控制整周期采样，只能通过信号处理的方法来弥补非整周期采样带来的问题。
3）、声道数：声道(Sound Channel) 是指声音在录制或播放时在不同空间位置采集或回放的相互独立的音频信号，所以声道数也就是声音录制时的音源数量或回放时相应的扬声器数量。声卡所支持的声道数是衡量声卡档次的重要指标之一。声道的发展经过了单声道Mono——立体声Stereo——准立体声
Prospective stereo——四声道环绕——5.1声道——7.1声道。
4）、缓冲区
与一般的数据采集卡不同，声卡面临的D/A和A/D任务通常都是连续状态的。
为了节省CPU资源，计算机的CPU并不是在每次声卡D/A或A/D结束后都要响应一次中断，而是采用了缓冲区的工作方式。在这用工作方式下，声卡的D/A，A/D 都对某一缓冲区进行操作。以输入声音的A/D变换为例，每次转换完毕后，声卡控制芯片都将数据存放在缓冲区中，待缓冲区满时，发出中断给CPU，CPU响应中断后一次性将缓冲区内的数据全部读走。计算机总线的数据传输速率非常高，读取缓冲区数据所用的时间极短，不会影响A/D变换的连续性。缓冲区的工作方式大大降低了CPU响应中断的频率，节省了系统的资源。
一般声卡使用的缓冲区长度的默认指是8KB。这是由于对处理器来说，在保护模式下，内存以8KB为单位被分成很多页，对内存的任何访问都是按页进行的，CPU保证了在读写8KB长度的内存缓冲区时，速度足够快，并且一般不会被其他外来事件打断。设置8192字节或其整倍数大小的缓冲区，可以较好地保证声卡与CPU 的协调工作。
四、基于声卡的数字示波器的介绍
1、数字示波器功能
声卡已成为多媒体计算机的一个标准配置，基于声卡的虚拟仪器具有成本
低，兼容性好，通用性和灵活性强的优点，可以不接受硬件限制，安装在多台计算机上。因此本次设计的数字示波器除具有普通示波器的功能之外又有一些附加的功能，还有虚拟信号发生器，频谱分析等功能。
2、数字示波器硬件连接
在基于声卡的数字示波器设计中，声卡是硬件，虚拟仪器是软件。声卡在普通电脑中均可以找到。虚拟数字示波器系统功能的实现可以分为前面板和程序框图设计两部分。前面板的功能等效于传统测试仪器的外观，程序框图的功能等效于传统仪器与外壳相联系的硬件电路。前面板是程序的交互式图形化用户界面，用于设置输入数值和观察输出量，应根据实际仪器面板以及该仪器所能实现的功能来设计前面板。虚拟示波器的程序框图和前面板是对应的，框图程序相当于传统程序的源代码，只有创建了程序框图以后程序才能真正地运行。
在设置好声卡的参数后，就需编程。在LabVIEW中相关声卡操作函数如下，可以实现软件与声卡的连接。①、SI Config节点用于设置声卡的参数和数字声音格式，如缓存区大小、采样速率、采样通道数（单通道或双通道）、样本位数（8 bits 或16 bits）。②、SI Start节点驱动声卡开始采集数据。③、SI Read 节点从缓冲区读取数据。根据不同的数字声音格式，读取相应数据格式的数组。
④、SI Stop节点停止采集数据。⑤、SI Clear节点释放声卡占用的计算机资
源。编程完成之后，运行程序，声卡开始工作，读取的数据经过程序框图中的声音采集模块后可以直接进入波形显示和测量模块，信号的波形和一些相关的特征参数可以在前面板指示和图表中显示出来。还可以根据需要对信号进行运算和频谱分析，然后将获得的数据经过信号存储程序后可以将信号储存，按前面板上的保存按钮就可以将所需数据保存至硬盘中，以便以后信号回放时使用。
五、软件功能介绍
1、VI程序功能介绍
本人设计的基于声卡的数字化示波器主要分为三大功能模块：基于声卡的示波器、虚拟信号发生器、频谱分析仪。基于声卡的示波器用于实现声卡信号采集、信号显示、信号运算、信号储存。虚拟信号发生器用于产生正弦波、方波、三角波、锯齿波及单次脉冲信号和对所产生信号进行时域运算、存储。频谱分析仪用
于对声卡信号和虚拟信号发生器产生的信号进行频域分析，如滤波、傅里叶变换、加窗等。另外还有读取文件功能。其中数字化示波器的详细功能图解如图2所示。
图2 数字化示波器的详细功能图解
2、VI程序模块说明
如图3所示为数字化示波器的前面板
图3 数字化示波器前面板
由图可知，面板分为左右两大模块，右边通过选项卡控件来选择相应的仪器，程序框图中用条件结构实现此功能，左边对相应模块进行调节，从而实现相应的功能。总的停止按钮可用来执行程序停止运行命令，在程序框图中有While循环与之对应；X增益和Y增益按钮用来调节横轴和纵轴幅度，在程序框图中通过对波形图创建属性节点来实现，如图4所示。
图4 程序图
通过选项卡可以选择四大功能模块，各个功能模块分别介绍如下：
1）、信号发生器
虚拟信号发生器要实现的功能主要包括常用的基本波形输出(单脉冲、正弦波、方波、锯齿波和三角波) 以及对每种波形进行幅值调节，频率显示，频率调节等。根据这些功能实现的需要构建出了前面板，这个面板模拟了传统信号发生器的实际操作面板，使用者可以通过操作该仪器前面板上的旋钮来实现对仪器各种功能的控制。本程序在设计时运用了子程序嵌套，信号发生器的程序框图及子程序如图5所示：
图5-1 信号发生器程序
图5-2 虚拟信号发生器子程序前面板
图5-3 虚拟信号发生器子程序程序框图
由图5-1可看出：用“写入测量文件”函数实现文件保存。图5-2为虚拟信号发生器子程序前面板，用于调节信号类型及信号处理运算。图5-3为子程序程序框图，其中指示控件放入簇中，用“按名称解除捆绑”函数输入函数发生器和脉冲信号函数，输出的信号经过条件结构来选择信号处理类型，如信号单独输出、信号相加减输出、滤波输出等，波形图用于显示输出信号。
2）、声音采集模块即示波器模块
虚拟示波器的信号采集、处理和输出主要由软件来完成的。通过模块化的方法来实现的，采用了状态机——用户界面事件响应的设计方法，主要包括七个模块，分别是数据采集模块、波形显示模块、触发控制模块、参数测量模块、数据存储其程序框图及子程序如图6所示：
图6-1 声卡数据采集程序
图6-2 声音采集模块子程序前面板
图6-3 声音采集模块子程序框图
由图6-1可知，打印按钮用与控制文件打印，当按钮被摁下时，报表函数用于将文件打印；最后的波形图放在一个条件结构中，当暂停按钮摁下时，图形暂停在某一状态，可用于仔细观察记录该段波形。图6-2为子程序的前面板，用于调节声卡采集信号的通道、采样率以及信号处理等。图6-3为程序框图，前四个函数为采集声音调节，各个函数功能即作用在前面已作介绍，不在赘述。信号经过双通道采集输出后进行拆分，单频测量函数用于测量信号的幅值、频率、相位，调节结构用于选择信号处理类型。
3）、频谱分析仪介绍
频谱分析仪用于对信号进行频谱分析，频谱分析仪的程序框图及子程序如图7所示：
图7-1 频谱分析仪程序
图7-2 频谱分析仪子程序前面板
图7-3 频谱分析仪子程序的程序框图
图7-1中，由于好多指示控件都是由前两模块控制，所以在此用了创建局部变量的方法，局部变量用于在VI内传递数据，可以使程序看着清晰有序。而且同样的道理，也添加了暂停按钮。图7-2为子程序的前面板，用下拉列表来选择
需要进行频谱分析的信号，用单选按钮来选择频谱分析的类型傅里叶变换、加窗、功率谱、滤波。傅里叶变换是信号处理中最基本，最重要的变换之一，其本质是建立了信号的以时间为变量的时域分析与以频率为变量的频谱分析之间的映射关系。一些在时域中难以解决的问题在频域中可以一目了然的观察出来。另外还可以选择所加窗的类型，如三角窗、指数窗、Hanning窗、Blackman窗等，还可以选择滤波器的类型，调节滤波器截止频率等。图7-3为频谱分析子程序的程序框图，其中又有子程序声卡信号采集及虚拟仪器信号发生器，因为需要对信号进行选择，前一个条件结构用于选择信号类型，后一个条件结构用于选择频谱分析类型，其中有的分支又可以选择加窗的类型，波形图用于最后显示处理好的波形。
4)、读取波形文件介绍：
该部分用于读取波形文件，显示文件波形，并播放声音。其程序框图如图8所示：
图8 读取波形文件程序框图
第二节课程设计总结
收获与体会：通过本次专业方向课程设计内容更了解了labview编程的基本知识，巩固了课堂所学内容，加深了对labview的认识、掌握与应用。在这次课设中运用了以前作业没有用过的各种函数，如局部变量、属性节点、子程序的创建及调用、声音采集函数等，巩固了课堂所学好多内容。同时还学到好多新的知识，理解了模拟示波器、信号发生器和频谱分析仪等设备的基本功能，更加深刻的明白了示波器、信号发生器和频谱分析仪的工作原理与基本结构。通过与同学交流，增加了自己的见识，也认识到自己平时所学的不足。通过自己查资料，锻炼了自学能力、分析问题及解决问题的能力。通过本次课程设计很好的填充了以
前学习中的空白，有利于以后更好的学习，认识到自己所学的只是皮毛而已，Labview软件真的是一种功能强大、有广大发展空间的软件，而且在以后的学习中应该多学科结合起来，刚接触频谱分析时我有点蒙，因为根本不明白频谱分析需要分析哪些内容。学习总是一个由无知到知之的过程，然后才能体会到学习的成就感与乐趣。我在以后的学习中需要更加努力。
Labview软件是一种模块化极强的软件，在以后的学习中应该注意总结。经过这次课程设计练习让我明白了，看起来再难的事情，只要规划好，一步一步的来过，没有什么是办不成的。以后无论做什么事都要有清晰地目标和规划。最初看到课程设计任务书时，第一眼就觉得好难，我以前根本没听过声卡这个词，根本不会、也不知从哪下手，但是看到两周的时间安排具体的内容，有杨老师指导并按照安排去做时觉得也并没有特别困难，临近第二周周末时也将近完成了任务。
建议及意见：因为对于labview所学知识并不多，而且平时实践机会少，以至于好多东西都不会。而且以前对于声卡、频谱分析一类的几乎没什么了解再加上对于文献检索的不熟悉，因此这次课程设计并不简单，也因查阅各种有用没用的资料耽搁了不少时间。而且有好多时候程序出现错误，没人帮忙调试时那种无助对我有点打击。希望如果下次有类似的设计课题时能提前教一下有关方面的知识，好让大家做好充分的准备。
评价：本次课程设计是检验学习知识牢固与否的一次机会，收获了好多东西，是锻炼自己学习能力、知识运用能力及实践能力的好机会，课程实践的目的得意达到。同时在实习过程中，与同学老师交流，增强合作学习能力，增强了合作意识，从别人身上吸取优点，增进彼此了解和感情。同时也是对自己平时所学的查漏补缺，有利于老师对同学知识掌握程度的了解，也利于学生对于自己优缺点的认识，明白以后的努力方向，激发专业学习的激情和信心，明白了以后无论在专业方面还是其他方面都应更加努力。
第三节参考文献
《基于声卡的虚拟示波器设计与实现》——冯尔理
《基于声卡的虚拟示波器设计与实现》——肖渊
《基于声卡的虚拟示波器设计与实现》——马丽萍
《基于LabVIEW和声卡的数据采集及频谱分析仪设计》——车子萍《基于声卡的LabVIEW虚拟信号发生器设计》——马海瑞
《大话声卡》——风风雨雨20年
《基于声卡虚拟音频信号分析仪设计》——熊国华，罗颂荣，王耕耘《虚拟仪器设计》（高等教育出版社）——詹惠琴，古军，袁亮
第四节 附 录
1、傅里叶正反变换定义
dt e t x w X jwt -+∞
∞-?=)()( dw e X t x jwt ?+∞
∞-=)(21)(ωπ
直流分量
a 0=dt T t t t f
T ?+1
001)(1
余弦分量的幅度
a n =dt
T t t t n t f T ?+10
011)cos()(2ω
正弦分量的幅度
b n =dt T t t t n t f T ?+1
0011)sin(
)(2ω
其中n=1,2,。。。。。。
以上为三角函数的形式，或者转换成复指数形式： x(t)=∑∞
∞
-t
jm m e C ω
课程设计说明书 课程设计名称：labview课程设计课程设计题目：打地鼠小游戏 学院名称：电气信息学院 专业班级：测控1班 学生学号：1404200223 学生姓名：孙鑫 学生成绩： 指导教师：李国平 课程设计时间：至
目录 第一章设计思路 (1) 第二章设计步骤 (2) 1.1 前面板设计 (2) 1.2 程序框图设计 (3) 第三章调试与分析 (4) 第四章心得体会 (5)
第一章设计思路 通过对虚拟仪器的软件LabVIEW的一定了解以及学习了其基本内容后，为了可以是学到的知识可以较好的联系在一起，因而想用LabVIEW语言编写一个简易的小游戏来进一步温习巩固所学的。 根据已有知识，可以用LabVIEW语言编写一个简易的计算机，也可以编写个简易打地鼠游戏。在经选择后，我决定尝试编写一简易打地鼠游戏。 联想现实生活中存在的实物打地鼠机器，一般在插上电源后，机器就通上电源才可以进行游戏。在按上开始游戏后，投入游戏币后即可进行游戏了，但在虚拟仪器之中，投入游戏币的过程暂时没有可行方法，控制游戏开始结束可以用一些结构形式加些控件来实现。 在正式进入游戏后，一般情况下，机器每个地鼠出现的时间都已经系统的设置好了。至此，可以用循环的方式让地鼠在间隔一段时间就出现，用不同颜色的同一控件不同状态可以大致比拟，同时，为满足不同反映能力的使用者，可进行每个地鼠出现的间隔。在某一个地鼠出现后，若在规定时间没有击或没有击中的话，地鼠会回复原样，就想到可以通过计算地鼠从冒出计时到规定时间后，来迫使其恢复，基本可以达到一定的效果。 在虚拟软件上，由于鼠标点击可能会同时点击几个控件，那个时候将不能较好的反映游戏本质，所以，可以用一些提示来说明。以此来使游戏者可以能更方便地进行游戏，感受到实物中的一些乐趣。
虚拟仪器大作业——模拟计算器 班级:电1004 姓名： 学号：20102389
一、设计思想： .创建3个字符串显示控件num1，num2，num3，其中： 1、第一个输入数据存储在num1中 2、第二个输入数据存入num2中 3、将其赋给 num3，并使num2为空，以便输入的数据存入num2 4、所有的运算是在num1和 num3间进行 5、运算结果都赋给result，同时赋给num1，用于下一次的运算 .创建4个布尔开关按钮change，change1，change2，change3，其中： 1、Change的真假用来判断是第一个数据还是第二个数据 2、change1的功能是在输入=，运算完后，不需要初始化即可进行下一次运算 3、change2用来去掉数据小数末尾的0 4、change3用来保证backspace键仅对输入的数据有效，对运算结果无效 .创建2个数值显示控件type1，type2，并分别在其后面板的属性——数据类型——表示法中选择U8其中： 1、type1用来存储运算符号 2、type2用来保证连续“+、-、*、/”的正确性 3、所有的运算结果都赋给result 4、result经过去零处理后得到result1，将数据显示在前面板上。 二、实现过程 1、面板按键的设计及感应 首先，在前面板上建立一个簇 然后在簇中再建立布尔量，复制20个以满足键的需求（0--9十个数字键，一个小数点键，一个等号键，四则运算键，一个开方键，一个平方键，一个倒数键，一个反号键，一个清零键及一个退出键并注意按键的顺序）。 将按键给值并作适当的美化处理
在后面板中通过将簇中元素按产生的顺序组成一个一维数组，这样就实现了每个键与数字(0--20)之间的对应。每次按下一个键时，通过 查找出对应的键并把结果(对应的数字)连接到一个case结构，然后执行对应case结构中的程序，至此就完成了对一个键的感应过程。 2、数字的键入（0~8键入1~9数字） 由于第一个输入和第二个输入所存放的地方不同（第一个存于num1，第二个存于num2→mun3再清空num2），所以有必要对此分开处理。创建2分支（真、假）的case结构。 用change控制分支的选择：在处创建局部变量并转换为读入。由于数字的键入是数据输入，change3用来保证backspace键仅对输入的数据有
目录 1.设计要求 (1) 1.1主要功能模块 (1) 图1 功能结构框图 (1) 1.1.1 数据采集模块 (1) 1.1.2 波形显示模块 (1) 1.1.3 参数测量模块 (2) 1.1.4 频谱分析模块 (2) 1.1.5 数据存储和回放模块 (2) 1.2 主要控制结构 (2) 1.2.1 测量控制结构 (2) 1.2.2 自动调整扫描率控制结构 (2) 2.虚拟仪器设计方案 (3) 3.虚拟仪器设计步骤 (4) 3.1 DAQ数据采集模块： (5) 3.2 模拟采集模块 (6) 3.3 波形显示模块 (7) 3.4参数测量模块 (8) 3.4.1频谱分析模块 (10) 3.5 数据存储和回放模块 (12) 3.6 波形打印模块 (13) 3.7主要控制结构 (14) 3.7.1测量控制结构 (14) 3.7.2自动调整扫描率控制结构 (15) 4.总结 (16) 5.参考文献 (17) 6.附录： (18)
摘要 摘要：虚拟仪器是现代测量技术和计算机技术相结合的产物，标志着自动测试与电子测试仪器领域技术发展的一个崭新方向．随着信息技术和计算机技术的高速发展，数字信号处理作为一门新兴的学科，其重要性日益在各个领域的应用中体现出来。本文介绍了可以利用LabVIEW完成对信号的输入及获取、信号电压参数及时间频率参数的自动测量、信号的波形显示及存储回放和信号的频谱分析等功能。该示波器主要由数据采集DAQ（Data Acquisition）、接口总线、硬件驱动程序和虚拟数字示波器软件构成。 关键词：虚拟仪器LabVIEW 示波器 Abstract: Virtual instrument is the product of modern measurement technology and the combination of computer technology, marked a new direction of automatic test and electronic measurement instrument technology development. With the rapid development of information technology and computer technology, digital signal processing as a new subject, reflected the growing importance of application in the field of each. This paper introduces the LabVIEW can be used to complete the signal acquisition, signal input and parameters of voltage and time frequency parameter automatic measurement, signal waveform display and storage playback and signal spectrum analysis and other functions. The oscilloscope is composed of data acquisition DAQ (Data Acquisition), interface bus, hardware driver and virtual digital oscilloscope software. Keywords: The virtual instrument LabVIEW oscilloscope
课程设计任务书 课程名称: 虚拟仪器 题目：基于声卡的音频采集分析仪与信号发生器设计 学院: 环化学院系: 化工系 专业: 测控技术与仪器 班级： 学号: 学生姓名： 起讫日期：１7 ~ 18 周 指导教师:职称：中级 系分管主任: 刘雷 审核日期：
一、课程设计的要求和内容(包括原始数据、技术要求、工作要求) 虚拟仪器技术是测试技术和计算机技术相结合的产物,它融合了测试理论、仪器原理和技术、计算机接口技术、高速总线技术以及图形化软件编程技术于一身，实现了测量仪器的集成化、智能化、多样化及可编程化,本课程设计的任务是帮助学生学习和了解虚拟仪器的原理及开发技术，掌握虚拟仪器软件平台Lab ＶＩＥW的基本的编程方法及调试技术,并结合计算机声卡来完成一个信号发生器与时频分析仪的设计． 具体要求与内容： 1。具备数字存储示波器、信号发生器和信号分析仪三个主要功能模块； 2．可以通过前面板交互界面实现示波器与信号发生器功能切换; 3。采集数据可以在单次和连续两种方式进行切换,采集的数据可以进行存储,类型可以在WA V、ＢＩＮ和ＴXT三种类型进行切换,数据存储要求用子VI 实现； 4。对于信号发生器,要求可以叠加各种噪声，要求可以改变信号相关参数,同时能够实现两个以上信号叠加为一个复合信号； ５。时频分析仪应该能够完成大部分时域和频域分析，可实现信号分析前的加窗或滤波器操作,可以对原始数据和结果数据进行保存,示波器的各个参数灵活可调并且可以将已存数据重新载入进行分析观察。对于音频信号可以选择性的进行播放。
基于声卡的音频采集分析仪与信号发生器设计: 摘要：要在ＬＡBVＩEＷ环境中进行对声卡采集编程,就是运用常用周期信号及测试领域特殊信号的双通道模拟输出。由于专用数据采集卡成本比较昂贵、而且和计算机兼容性比较差等缺点,这个论文就是应用性能良好、价格低廉的计算机声卡设计一套基于ＬaｂＶIEW 的信号采集分析系统。该系统具有双通道、高保真、22K 甚至44KＨｚ的采样率,实现了音频信号的实时采集、实时存储、回放、信号分析(时域分析和频域分析)等多种功能。实验结果表明：该设计方案具有设计简便、成本低、通用性高、扩展性好、界面大方简洁等优点，可广泛应用于工程测量和科学实验室等环境. 关键词:声卡；数据采集;虚拟仪器；ＬabVIEW ； 引言：数据采集是信号分析与处理的一个重要环节,在许多工业控制与生产状态监控中,都需要对各种物理量进行数据采集与分析。但是,专用数据采集卡的价格一般比较昂贵,而我们PC机的声卡就是一个很好的双通道数据采集卡。实际测量中，在满足测量要求的前提下,可以充分利用计算机自身资源，完成数据采集任务,从而节省成本。 虚拟仪器是基于计算机的软硬件测试平台.虚拟仪器技术的优势在于可由用户定义自己的专用仪器系统,且功能灵活,很容易构建,所以应用面极为广泛.目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件集成开发环境是美国国家仪器公司的创新软件产品［1]。它是将仪器装入计算机中, 以通用的计算机硬件及操作系统为依托, 可以实现各种仪器的功能。 LabVIEW是一种图形化编程语言，广泛应用于工业界、学术界和研究实验室,主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域,适用于多种不同的操作系统平台。与传统C、C++等编程语言不同,LabＶiew采用强大的图形化语言编程，面向测试工程师而非专业程序员，编程方便，人机交互界面直观友好,具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力等特点[２]。
河北工程大学 《虚拟仪器设计》课程设计报告 课题：计算器模拟 姓名：张振兴 学号： 090030301 班级：测控三班 完成日期：2012 年 6月19日
目录 一、设计思路 (2) 二、实现过程 (2) 1、面板键入感应 (2) 2、运算变量的初始化 (2) 3、无操作时的默认输出 (3) 4、数字的键入1-9的输入 (3) 5、数字0的输入 (4) 6、小数点的键入 (5) 7、结果去零操作 (5) 8、“+/-”键的设计 (7) 9、“+、-、*、/”四则运算 (7) 10、等号键 (8) 11、开方运算 (9) 12、取倒数倒数运算 (9) 13、退格键CE的设计 (10) 14、清零键C (11) 15、停止键OFF (12) 三、整体程序 (12) 四、前面板的设计排版 (12) 五、while循环中寄存器能 (13) 六、此计算器可以实现的功能 (13)
一、设计思路 完成标准型计算器的一般功能。 输入第一个数，进行存储并显示输入运算的类型并存储输入第二个数，存储并显示按“=”或则按其它运算符号“+、-、*、/”进行连续的运算，最后显示运算结果。 二、具体的实现过程 1、面板键入感应 首先建立一个簇，然后在簇中建立22个布尔量，其中包括0--9十个数字键，1个小数 点键，4个“+、-、*、/”运算键，1个等号键，1个开方键，1个符号转换键，1个倒数键，1个清零键，1个退格键，1个退出键。如下图所示： 然后通过将簇中元素按产生的顺序组成一个一维数组，这样就实现了每个键与数字(1--22) 之间的对应。每次按下一个键时，通过查找出对应的键并把其后对应的数字连接到一个case 结构，然后执行对应case结构中的程序，至此就完成了对一个键的感应过程。如下图所示： 2、运算变量的初始化 在运行程序之前，首先对需要用到的变量进行初始化，如图所示
12级《虚拟仪器》课程设计任务书 一、设计题目及任务 学生按分组组别从以下对应题目号中选择一题进行设计。 1.粮仓管理系统设计（利用labVIEW）（3-4人） 1）一个粮仓系统有五个独立的粮仓，假设粮仓中各有一个控制节点，用来测量其内部温度及湿度，并有两个执行机构，分别用于打开通气窗口及打开风扇。 2）假设五个粮仓的数据都汇聚在一个集中节点，该节点将数据传至上位监控计算机（串行口）。（数据协议自定，要将五个节点区分开） 3）设计一个监控界面，用于实时监控五个粮仓的实时数据。并保留每天的数据。可以按日期及指定的粮仓来查询数据，并显示历史曲线。 4）用户可以设置报警线，当温度超过报警线时，要求下传数据，启动相应的执行机构。 并在控制面板中有所显示。 5）要求用实际串口完成。（可以在另一个电脑上用串口调试助手，模拟集中节点） 2.利用声卡的数据采集与输出（LabVIEW）（3-4人） 1）通过话筒，利用声卡采集一段声音 2）显示该段声音的频率分析，分析特点，并存储起来。 3）试着根据存储的声音特色，区别不同的人。 4）存储不同的声音，利用声卡实现回放。 3.虚拟仪器的网络控制（3-4人） 1）设计一个程序控制8个外设小灯的点亮方式，要求两种方式A:每个小灯间隔时间T，依次亮，时间T可调，并循环。B：先1.3.5.7.9亮隔时间T，2.4.6.8.10亮，并循环，T 可调。 2）要求主面板与硬件的8个小灯同步。 3）通过网络在另一台计算机上控制此程序的运行（利用LabVIEW的DateSocket技术） 4.基于NI数据采集卡的虚拟示波器（3-4人） 1）：波形来自外来的信号发生器（可以外接，也可以仿真） 2：通过采集此信号（波形采集） 3）：主界面要求为一个典型的示波器界面，各个调节按钮的功能应该均具备。 4）：要求显示波形的特征量。 5：）存储并回放波形。 5.动态分析仪（3-4人） 1）：设计一个典型系统的动态响应的过度过程的分析仪。 2）：输入为：单位阶跃、单位斜坡、单位加速度、脉冲输入、正弦。 3）：系统为典型的一阶系统和二阶系统。相关参数可调 4）：当用户在主界面输入不同的输入及系统时，要求输出其动态响应的时域及频域分析。 5）：如果在上述系统中加入延时环节（延时时间可调），对应的动态响应应如何？ 6.基于NI数据采集卡的虚拟信号放生器（3-4人）
《电子信息系统软件设计与仿真》课程设计报告实验三十六： 1.温度报警程序，当温度值大于37则报警，小于-5则退出运行状态。前面板： 程序框图：
程序功能及用途： 本程序功能为温度报警，温度值超过37就报警，小于-5就退出运行状态。 程序演示： （备注：以下的当前温度值显示格式设置为2位的浮点数，当然也可以设置为其他形式） 1.0 当温度值大于37°时，红灯亮表示报警。（备注：以下的温度值） 2.0 当温度值小于-5°时，程序退出运行状态。
程序思路和步骤： 本题要求温度值超过一定值（37）时就报警，这里用指示灯来显示，当温度值低于一定值（-5）时就退出运行状态。 由程序框图我们可以知道：首先由一个随机数函数产生一个0-1之间的双精度浮点数，拿这个数与常量-15相乘可以得到一个范围为0到-15的数；另一方面通过另一个随机数函数产生一个0-1之间的双精度浮点数，拿这个数与常量100相乘可以得到一个范围为0到100的数；最后将这两个数通过“和”函数进行求和得出的结果作为温度计的输入值，并用输出数值控件显示此时的温度值；同时进而将这个值通过“大于”函数或是“小于”函数进行比较，当输出的温度值大于常量37，此时对应的报警指示灯就会由绿灯变为红灯，说明温度值超过预定设置的温度值，达到报警的目的；而当温度值小于常量-5时，小于函数输出为真，最后通过和停止按钮进行或操作，达到退出运行状态的作用。在本设计中加入时间延迟函数主要是将程序运行延迟一下时间，不加延时的话程序运行过快，数据变化过快，不利于观察，本次设计设置延迟时间为0.7S，观察的效果刚好。至此，该题的所有功能均已实现。 2.建立一个实现计算器功能的VI。前面板有数字控制件用来输入两个数值，有数值显示件用来显示运算结果。运算方式有加、减、乘、除，可用一个滑动条实现运算方式的设定。 前面板：
本科毕业论文（设计）题目基于LabVIEW的虚拟示波器设计
基于LabVIEW的虚拟示波器设计 摘要 虚拟仪器技术发展很快，以美国国家仪器公司为代表的一批厂商已经在市场上推出了基于虚拟仪器技术而设计的商品化仪器产品。在美国虚拟仪器系统及其图形编程语言，已作为各大学理工科学生的一门必修课。虚拟仪器发展至今已经算是比较成熟，和传统仪器相比有明显的优势虚拟仪器技术拥有强大的模块化硬件和高效灵活的软件使其能完成各类测试、测量和自动化的应用，极大的提高了产品开发和生产效率。 本次虚拟示波器设计软件是基于美国NI公司的LabVIEW。LabVIEW在是在计算机上进行数据采集、数据分析处理。实现虚拟示波器的功能主要有从外界采样模拟信号，转化为相应的数字信号，在计算机上实现波形的显示，并能够进行简单的波形处理，可以显示波形的最大值、最小值、平均值，并能够根据需要放大波形的倍数，最后进行调试完成。 关键词：LabVIEW 虚拟仪器虚拟示波器
Design of Oscillogrape based on LabVIEW Xing Long Directed by Jia Sumei[Lecturer] ABSTRACT Virtual instrument technology is developing rapidly now,national instruments as a representative of a number of manufacturers have been launched in the market based on virtual instrument technology and design instrument the commercialization of the products.Virtual instrument system in the United States and its graphical programming language,has been as a required course for the university of science and engineering students.Since the virtual instrument development is very mature, and has obvious advantage in comparison to traditional instruments virtual instrument technology has a strong modular hardware and highly efficient and flexible software can make it do all kinds of test, measurement and automation applications, greatly improve the efficiency of product development and production. The virtual oscilloscope design software is based on the NI company LabVIEW. LabVIEW is in on the computer for data acquisition, data analysis and processing. Realize the function of the virtual oscilloscope mainly include sampling analog signals from the outside
虚拟仪器》课程设计题目：摩托车仪表盘 学院名称：物理与电子工程学院 专业班级：电子信息科学与技术 学生姓 名： 方皖南 学号：201540620302 指导教 师： 胡楠 时间：2018-10-25
目录 一、labVIEW 介绍???????????????????????????? (3) 二、摩托车仪表盘的设计?????????????????????? (4) 2.1前面板图示?????????????????????? (4) 2.2程序框图?????????????????????? (4) 2.3 程序说明?????????????? (5) （1）左转灯以及右转灯的控制???????? (5) （2）让左右等闪烁的控制?????? (6) （3）里程表控制?????? (6) （4）速度表控制?????? (7) （5）油罐的控制????? (7) （6）所有数值归零控制????? (7) 三、设计小结??????????????????????????????? (7) 四、参考文献??????????????????????????????? (8)
、labVIEW介绍 LabVIEW （Laboratory Virtual Instrument EngineeringWorkbench ，实验室虚拟仪器集 成环境）是一个基于G（Graphic ）语言的图形编程开发环境，在工业界和学术界中广泛用作开发数据采集系统、仪器控制软件和分析软件的标准语言，对于科学研究和工程应用来说是很理想的语言。它含有种类丰富的函数库，科学家和工程师们利用它可以方便灵活地搭建功能强大的测试系统。LabVIEW编程语言最主要的两个特点是图形化编程和数据流驱动：（1）图形化编程 LabVIEW与Visual C++、Visual Basic 、LabWindows/CVI等编程语言不同，后几种都是基于文本的语言，而LabVIEW则是使用图形化程序设计语言G语言，用框图代替了传统的程序代码，编程的过程即是使用图形符号表达程序行为的过程，源代码不是文本而是框图。一个VI 有三个主要部分组成：框图、前面板和图标／连接器。框图是程序代码的图形表示。 LabVIEW的框图中使用了丰富的设备和模块图标，与科学家、工程师们习惯的大部分图标基本一致，这使得编程过程和思维过程非常的相似。多样化的图标和丰富的色彩也给用户带来不一样的体验和乐趣。 前面板是VI 的交互式用户界面，外观和功能都类似于传统仪器面板，用户的输入数据通过前面板传递给框图，计算和分析结果也在前面板上以数字、图形、表格等各种不同方式显示出来。 图标是VI 的图形符号，连接器则用来定义输入和输出，每一个VI 都有图标和连接器。用户要做的工作就是恰当地设置参数，并连接各个子VI 。编程一般步骤就是使用鼠标选取合适的模块、连线和设置参数的过程，与烦琐枯燥的文本编程相比更为简单、生动和直观。 如果将虚拟仪器与传统仪器作一类比，前面板就像是仪器的操作和显示面板，提供各种参数的设置和数据的显示，框图就像是仪器内部的印刷电路板，是仪器的核心部分，对用户来讲是透明的，而图标和连接器可以比作电路板上的电子元器件和集成电路，保证了仪器正常的逻辑和运算功能。 （2）数据流驱动 宏观上讲，LabVIEW的运行机制已不再是传统上的冯·诺伊曼式计算机体系结构的执行方式了。传统计算机语言（如C 语言）中的顺序执行结构在LabVIEW中被并行机制所代替。本质上讲它是一种带有图形控制流结构的数据流模式，程序中的每一个函数节点只
目录 一、课程设计目的 (2) 二、课程设计的原始数据和主要任务 (2) 三、课程设计的技术要求 (2) 四、实验原理图 (3) 五、实验步骤： (3) 六、软件流程 (4) 七、 Labview面板图： (5) 八、 Labview流程图： (5) 九、课程设计总结 (6) 十、参考文献 (6)
一、课程设计目的 课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试，测量和自动化应用。灵活高效的软件能帮助您创建完全自己定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标注的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。这些正是NI近30年来始终引领测试测量行业发展的原因所在。只有同时拥有高效的软件、模块化I/O硬件和用于集成的软硬件平台这三大组成部分，才能充分发挥虚拟仪器技术性能高、扩展性强、开发时间少，以及出色的集成这四大优势。 二、课程设计的原始数据和主要任务 1、掌握光敏电阻的工作原理； 2、掌握光强的测量和控制电路； 3、确定上位机监控系统的控制方案； 4、利用LabViEW软件编制上位机监控系统界面，实现光强的基本测量功能，实时显示光强的测量值； 5、对本次课程设计进行总结，撰写课程设计报告。 三、课程设计的技术要求 1、实现显示光强的测量值； 2、实现光强的测量值的多种方式显示； 3、要求系统操作简单，显示直观，使用方便，满足用户要求； 4、课程设计报告书写规范、文字通顺、图表清晰、数据完整、结论明确。
LabVIEW 课程设计题目 LabVIEW 课程设计题目包括：“基础题”和“设计题”两大部分。未曾选修过“虚拟仪器技术”的同学仅需完成“基础题”部分；选修过“虚拟仪器技术”的同学在完成“基础题”部分内容的基础上，必须选做“设计题”之一内容。 第一部分 基础题（必做） 1、用LabVIEW 的基本运算函数编写以下算式的程序代码： () () 32 1.8 2.738112531782;635316831007625102257281÷?×++×+?+÷?×+ 2、利用摄氏温度与华氏温度的关系9/)32(5?=°°F C 编写一个程序， 求华氏温度（F °）为,32°,64°,4°,6.98°,6°,104°,212°时的摄氏温度。 3、创建一个2行3列的二维数组控制件，为数组成员赋值如下： 00.600.500.400 .300.200.1 4、用数组创建函数创建一个二维数组显示件，成员为： 3 216542 165431654326 54321 编程将上述创建的数组转置为：
3 2162 1651 6546543 5432 4321 5、创建一个簇控制件，成员分别为字符型控制件姓名，数值型控制件学号，布尔型控制件注册。从这个簇控制件中提取出簇成员注册，显示在前面板上。 6、创建一个字符串显示件，程序运行后显示当前系统日期、时间和自己的班级、姓名。 7、将范围0—10的5个随机数转换为一个字符串显示在前面板上，要求保留2位小数，每个数之间用逗号分隔。 8、用for 循环产生4行100列二维数组，数组成员如下： 1，2，3 (100) 100，99，98 (1) 6，7，8 (105) 105，104，103 (6) 从这个数组中提取出2行50列的二维数组，成员如下： 50，49，48 (1) 56，57，58 (105) 将这两个数组用数组显示件显示在前面板上。 9、产生100个随机数，求其最小值和平均值。 10、程序开始运行后要求用户输入一个口令，口令正确时滑钮显示件显示一个 0—100的随机数，否则程序立即停止。
徐州工业职业技术学院 毕业设计（论文）任务书 课题名称基于Labview虚拟示波器的设计课题性质 班级通信111
论文真实性承诺及指导教师声明 学生论文真实性承诺 本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。 毕业生签名：日期： 指导教师关于学生论文真实性审核的声明 本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。 指导教师签名：日期：
摘要 随着电子计算机技术和软件开发技术的日新月异，电子计算机在数据的实时分析和处理，显示，存贮等方面的优势与传统的仪器相比越来越明显。与此同时，随着计算机性价比的不断提升，传统仪器的价格又长期居高不下，再加上传统仪器的功能单一，发展虚拟仪器已经成为一个不可阻挡的历史潮流。美国NI 公司在这种大环境下，率先发起了对虚拟仪器的研究开发，推出了Labview软件开发平台。 本课题在掌握了虚拟仪器的基本结构及信号处理的相关知识基础之上，设计了一套虚拟示波器。对虚拟仪器的概念，结构，发展趋势进行了相关分析。介绍了与信号处理相关的基础知识，主要是傅里叶变换。虚拟仪器主要由硬件和软件两个部分构成。本文对虚拟示波器的硬件即数据采集卡进行了初略的介绍，对其软件部分进行了详细研究。在此基础上完成了频谱分析模块，存储模块，显示模块，滤波模块，测量模块的设计。 关键词：虚拟仪器虚拟示波器频谱分析数据采集
实训报告 实训名称基于Labview的音乐彩灯设计系别电子与电气工程学院 专业、班级,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 学生姓名、学号,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 指导教师,,,,,,,,,,,,,,,,, 2013年1月10日
一、引言 Labview是一款程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是Labview与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而Labview使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。 同C语言和BASIC语言一样，Labview也是通用的编程系统，有一个完成任何编程任务的庞大函数库。Labview的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储等。Labview也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序的结果、单步执行等等，便于程序的调试。 Labview是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，而Labview采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了VI及函数的执行顺序。VI 指虚拟仪器，是Labview的程序模块。 Labview提供很多外观与传统仪器类似的控件，可用来方便地创建用户界面。用户界面在Labview中被称为前面板。使用图标和连线，可以通过编程对前面板上的对象进行控制。这就是图形化源代码，又称G代码。Labview的图形化源代码在某种程度上类似于流程图，因此又被称作程序框图代码。 而本学期通过对于Labview的学习对于Labview有了一定的认识，在此基础上，我们根据老师的要求，制作了基于Labview的声音和彩灯的小装置，通过Labview与PCI6221 DAQ数据采集卡的结合运用达到采集声音信号从而控制彩灯的闪烁的效果。 二、项目方案 1、设计项目方案： 在Labview开发环境下，应用DAQ助手以及采集卡来采集声音，并将此所检测到的声音文件，输出为不同的数字信号来控制彩灯的闪烁，从而达到随着声音的强弱和节奏彩灯有规律的闪烁的效果。 2、人员分配情况： 郑广强：方案制定、编写程序、软件调试 刘进向：方案制定、硬件电路的搭建、论文报告
基于Labview的虚拟示波器设计 院部：电气与信息工程学院 学生姓名：邓静 专业：自动化 班级：自本1004班
第1章绪论 1.1虚拟仪器的基本概念 电子测量仪器发展到今天，总体上经过了四个历程，按出现的时间顺序依次为;模拟仪器，数字仪器，智能仪器，虚拟仪器。其中，为了与虚拟仪器区别开来，我们又把前三种称为传统仪器。虚拟仪器是电子计算机技术与现代测量技术深层次结合的产物，是用户在普通PC机上，应用各种软件平台，根据自身的需要，设计和定义的软硬件相结合的一种测量仪器。利用计算机强大的图形显示功能，建立虚拟仪器的控制面板，用户通过对面板的操作实现对虚拟仪器的操作，就像操作一台普通的测量仪器一样。 1.2虚拟仪器的构成 从构成要素上讲，虚拟仪器主要由计算机，仪器硬件（如数据采集卡）和应用软件构成；从总线标注上讲，包括有PC-DAQ系统，GPIB系统,VXI系统等。 1.3虚拟仪器的较传统仪器的优势 （1）传统仪器的控制面板只有一个，在这个操作面板上，需要放置各种按钮，容易导致混乱和混淆。而虚拟仪器可以有多个控制面板，各个面板之间的切换十分方便，使每个面板变得简单，从而提高了操作的正确性和方便性。 （2）虚拟仪器大量用应用软件来替代传统仪器中的硬件，从而使仪器的硬件变得简单。 （3）虚拟仪器使仪器的功能可以有用户自定义，而不是只能由厂家来定义，从而使得仪器更加好用，方便。 （4）由于用软件替代硬件，仪器的更新升级大都只要更新软件，从而使得仪器的升级换代更加迅速，研发周期缩短。 （5）虚拟仪器的发展可与计算机的发展同步，与网络及周边设备同步。 1.4虚拟仪器的现状及发展方向 虚拟仪器的概念最初是由美国国家仪器公司（National Instruments Corp，简称NI）于1986年提出，NI公司在80年代研制和推出了许多总线系统的虚拟仪器，后来，美国HP公司，Tektronic公司，Racal公司也在此方面有了很多进展。虚拟仪器在国外发展很快，以NI公司为首的很多公司已经在市场上推出了大量基于虚拟仪器技术的电子仪器产品。据“世界仪表及自动化”杂志预测，虚拟仪器在21世纪中期将占到仪器市场50%左右的份额。虚拟仪器在本世纪发展很快，大有取代传统仪器的趋势。 近年来，世界很多公司推出了不少虚拟仪器软件开发平台，使仪器的使用者可以开发组建自己需要的虚拟仪器。其中，比较具有代表性的是NI公司Labview 平台和Labwindows/CVI平台。相比而言，Labwindows是为熟悉C语言的传统软
《虚拟仪器技术》课程设计 课题：十字路口交通灯 学院：电气工程学院 专业： 学号： 姓名： 指导老师
目录 1 课程设计目的及任务 (1) 1.1 课程设计的目的 (1) 1.2 课程设计的任务 (1) 1.3 课程设计的要求及技术指标 (1) 2 总方案的确定并画出原理图 (2) 3 各基本单元原理及设计 (2) 3.1倒计时子VI (2) 3.2.属性节点 (3) 3.3.逻辑控制单元 (3) 3.4 计时单元 (3) 4 外面版设计及整体电路图 (4) 4.1 外面板 (4) 4.2 程序图 (5) 5电路安装调试 (6) 6 体会 (7) 7 参考文献 (8)
1 课程设计的目的及任务 1.1课程设计的目的 （1）掌握labview软件的编程方法； （2）初步了解软硬件结合的仪器设计方法； （3）培养综合应用所学知识来指导实践的能力； 1.2 课程设计的任务 交通和我们的生活息息相关。平时我们过马路时看到十字路或着其他更复杂的路口有各种各样的交通灯，这对合理安排车辆行驶和行人提供了很大方便。设计十字路口交通灯，基本实现车辆有秩序行驶的功能。 1.3 课程设计的要求和技术指标 （1）设计准确的时间来控制红、绿、黄三个灯的两灭；（2）增加带指导信号的路标实现人性化交通； （3）温度时间提示功能； 2总方案的确定并画出原理框图 本实验主要是对十字路口交通进行合理安排和指挥。我的设想是这样的：首先1号路亮绿灯，其他2、3、4路都亮红灯。一号路此时可实现直行，左转和右转。当2、4亮绿灯时，1、3路亮红灯，可实现直行和右转。因为中间有个转盘所以这样都可实现去不同的方向行驶。最后3号路绿灯亮其作用同1号路线。原理框图如下：
一、数据采集与仪器控制类课题 1 基于热电偶温度传感器的温度测量系统卓景军 （1）基于BNC 2120实验箱的热电偶温度传感器实现温度采集； （2）数据超上、下限报警和次数的分别统计； （3）参数设置需具有运行中可调功能； （4）数据可定时和定量（模式可选）存挡（txt和Excel格式，单文件存储），数据文件回放到数据表格和波形实时显示窗口； （5）测量过程可网上浏览。 2 基于声卡的声级计设计董秋怡 （1）音频信号数据采集格式在面板上可选；数据采集速率在面板上可调； （2）采集的音频信号可显示在面板上； （3）参数设置需具有运行中可调功能； （4）测量输入音频信号的声级大小，以数据和曲线方式显示测量结果； （5）音频数据的多次记录和回放。 3 基于声卡的虚拟仪器示波器设计钟郑瑰 （1）从声卡采集数据,并实时在面板上显示数据和波形曲线； （2）能分析测量数据（如平均值、波峰值、频率等）； （3）可以实时地调节示波器的各种输入参数（扫描速率、量程等）； （4）数据可以多次保存于数据文件中，并可回放数据文件中的数据波形； （5）测量过程可网上浏览（以单首歌曲为例） 4 基于声卡的声音信号分析仪刘嘉诚 （1）数据采集格式和速率在面板上实时可调节； （2）能对采集到的声音信号进行平均值和功率谱等分析； （3）采集的数据定时和定量地多次写成磁盘文件（允许多文件或记录时间始末的单文件），并可以回放； （4）测量过程可网上浏览。 5 基于数据采集卡的虚拟仪器示波器设计孙铭涛 （1）从DAQ6221卡（及BNC2120实验盒）采集（模拟信号）数据,并实时在面板上显示数据和波形曲线； （2）能分析测量数据（如平均值、波峰值、频率等）； （3）可以实时地调节示波器的各种输入参数（扫描速率、量程等）； （4）数据可以多次地随时保存和定时保存，可回放数据文件中的数据波形； （5）测量过程可网上浏览。_不做要求。 6 基于数据采集卡的信号分析仪李土权 （1）数据采集速率和采样数在面板上可调节； （2）能对采集到的进行信号平均值、频率、幅度和功率谱等分析； （3）采集的数据定时和定量地多次写成磁盘文件，并可以回放； （4）数据可以多次地随时保存和定时保存，可回放数据文件中的数据波形； （5）测量过程可网上浏览。 7 信号发生器程序设计 （1）函数信号发生器程序设计； （2）公式波形发生程序设计； （3）数据采集程序设计（验证信号输出的状况）。
虚拟仪器课程设计报告 学年：2011-2102（下） 任课教师：汤占军 学号：200910401352 姓名：德成 班级：自动化093 专业：自动化 系：自动化 学院：信息工程与自动化学院 2012年6月12
Labview交通灯综合设计报告 一、前言 虚拟仪器（Virtual Instrumention）是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。 虚拟仪器的主要特点有： 1、尽可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件。 2、可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。 3、用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。 LabVIEW是一种程序开发环境，由NI公司研制开发的，类似于C 和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。 LabVIEW提供很多外观与传统仪器（如示波器、万用表）类似的控件，可用来方便地创建用户界面。用户界面在LabVIEW中被称为前面板。使用图标和连线，可以通过编程对前面板上的对象进行控制。这就是图形化源代码，又称G代码。LabVIEW的图形化源代码在某种程度上类似于流程图，因此又被称作程序框图代码。 为了便于使用，LabVIEW还集成了大量的函数库以及子程序来帮助完成绝大多数的编程任务。在使用这些子函数的时候，可以忘掉传统编程语言中的令人头痛的指针操作、存分配等编程问题。除此之外，LabVIEW还包含了针对应用的数据采集（DAQ）、GPIB、串口、数据分析、数据显示、数据存储以及Internet网络通信的函数库。 本次课程设计在掌握了LabVIEW基本构建知识及相关控件知识运用的基础上，完成对向前向右交通信号灯的设计。
第1章程序的设计 1.1 前面板的设计 前面板是VI的用户界面。创建VI时，通常应先设计前面板，然后在前面板 上创建输入/输出任务。 本课程设计中前面板比较简单，只需要用六盏灯、两个时间显示器、一个停止按键即可。其中的六盏灯，红、黄、绿各两盏，在控件选板中选择指示灯，将它放在前面板合适的位置，单击鼠标右键，更改指示灯的属性，改变指示灯的大小，做出一个合适的指示灯，依同样的步骤可以做好另外五个，将六个灯均分为两组，每组都包含红黄绿三种颜色的灯，再用框将每组灯框起来，做成一个交通灯。在每组交通灯合适的位置放置一个数值显示控件作为交通灯的计时器。在前面板合适的位置放置一个开关按钮，控制循环的停止。这样交通灯系统的前面板 就做好了。面板设计如图1-1所示。 图1-1 交通灯前面板示意图 1.2 定时信号的产生
毫秒计时器在LabVIEW中的一个计时单元，它的图标与用途如图3-2所示。在函数选板的【编程】→【定时】子选板中选择时间计数器选定该单元。毫秒计数器对时间信号计数,要产生一个一秒为单位的时间信号,所以还得用毫秒计数值除以1000，取商得到以秒为单位的时间信号。接线如图1-3所示： 图1-2 时间计数器图1-3 时间计数器接线图 1.2时间信号的分段 将得到的时间信号除以每个循环所用的时间70s，取余数。得到的余数x的范围为0<=x<70,当0<=x<5时，条件满足，执行第一个条件结构里面的程序，北黄和东红灯点亮。当5<=x<35时，条件满足，执行第二个条件结构里的程序，北红和东绿灯点亮。当35<=x<40时，条件满足，东黄和北红灯点亮。当40<=x<70时，x<40的条件不满足，执行条件结构里面为假的程序，北绿和东红灯点亮。时间分段的程序结构如图1-4所示。 图1-4 时间分段程序 这里用到了判定范围并强制转换控件，应用这个控件可以判定输入的数是否在上限和下限之间。它的图标和作用如图1-5所示。如果输出信号在范围之内，“？”接口将产生一个信号，此信号恰可以输入到条件结构作为分支选择器信号。