吉林农业大学
学士学位论文
论文题目：基于LabVIEW的信号发生器的设计
学生姓名：李建伟
专业年级：自动化二班 2012级
指导教师：朱凤武职称：教授
2016年5月31日
目录
摘要:..................................................................... I ABSTRACT:................................................................. I 第一章绪论. (1)
1.1 论文背景 (2)
1.1.1信号发生器简介 (3)
1.1.2虚拟仪器及LabVIEW (4)
1.2研究的目的与意义 (4)
第二章虚拟仪器及其发展 (5)
2.1概述 (6)
2.2虚拟仪器概念 (6)
2.3虚拟仪器的构成 (7)
2.4虚拟仪器的特点及发展趋势 (7)
第三章图形化编程语言LabVIEW (8)
3.1LabVIEW概述 (9)
3.2LabVIEW模板分析 (10)
3.2.1工具模板（Tools Palette） (10)
3.2.2控制模板（Control Palette） (11)
3.2.3功能模板(Function Palette) (12)
3.3LabVIEW的函数模块分析 (12)
第四章虚拟信号发生器设计方案 (13)
4.1基本函数波形产生模块 (13)
4.2任意公式波产生模块 (14)
4.3多频信号产生模块 (15)
4.4高斯白噪发生器...................................................... `16 4.5虚拟函数信号发生器的设计 (17)
4.6LabVIEW程序设计需要注意的问题 (18)
第五章系统的运行结和误差的分析 (20)
5.1程序运行结果 (21)
5.2虚拟信号发生器的误差测量与分析 (22)
5.3减少虚拟信号发生器波形误差途径 (23)
5.4系统功能的不足 (23)
第六章总结与展望 (24)
6.1课题总结 (24)
6.2相关工作展望 (24)
参考文献 (26)
致谢 (27)
基于LabVIEW的信号发生器的设计
学生：李建伟
专业：自动化
指导教师：朱凤武
摘要：虚拟仪器，是通过仪器软件开发平台如 LabVIEW 等在计算机的屏幕上模拟出仪器的面板和相应的功能，然后通过鼠标或键盘操作的仪器，在计算机上实现对数据的显示、存储以及分析处理。简单的说虚拟仪器技术就是用户自定义的基于PC技术的测试解决方案。
虚拟仪器的“性能高”、“可扩展性”和“完美的集成功能”使得我们可以节约资金和维护费用，用少量的时间开发出功能更强、质量更可靠的产品和系统。本课题设计和开发了一个基于LabVIEW 的虚拟信号发生器系统。
本文首先着眼于了虚拟信号发生器的开发背景及目的意义，对信号发生器，虚拟仪器系统的软件和所需硬件进行了分析，对设计虚拟仪器系统的工作步骤进行了逐一详细的阐述；在上述的基础上，设计了几个包括正弦、方波、任意函数波、高斯白噪等信号源系统通过LabVIEW实现虚拟信号的发生，然后对该虚拟信号的产生波形进行逐一实测和分析，并与实际信号进行比较，进行了理论分析和实验验证。
关键词：信号发生器 LabVIEW 虚拟仪器
Design of Signal generator based on LabVIEW
Student：Jian wei Li
Major：Automation
Tutor:Feng wu Zhu
ABSTRACT：Virtual instrument is the instrument such as LabVIEW software development platform on the computer screen to simulate the function of the instrument panel and corresponding, and then through the mouse or keyboard instrument, to realize on a computer display, storage and analysis of the data processing. Simple said virtual instrument technology is user-defined test and measurement solutions based on PC technology.
Virtual instrument of "high performance", "scalability" and "perfect integration of function" allows us to save money and maintenance cost, use a small amount of time to develop more powerful, more reliable quality products and systems. This topic is designed and developed a
virtual signal generator based on LabVIEW system.
This paper first introduces the development background of the virtual signal generator, the hardware structure and software of virtual instrument system are analyzed, to design a virtual instrument system involves work are expounded; On the basis of the above, there is a cosine and designed a square wave signal source system by LabVIEW virtual signal, and then on the occurrence of the virtual signal measurement and analysis, and comparing with the actual signal, theoretical analysis and experimental verification.
KEYWORD:Signal generator Virtual InstrumentsLabVIEW
第一章绪论
1.1研究背景
本篇论文选择设计的虚拟信号发生器选用了LabVIEW2012，主要出自以下考虑：首先，信号发生器是大学实验教学、社会生产实践和科学研究中通用电子测量仪器之一，其目的是要产生具有不同频率和幅度的各种波形，为科学研究，实验测量提供所需要产生的目的信号。其与传统仪器相对比，虚拟仪器所需要的开发维护费用比较低，技术更新周期短，又因为是软件，系统更新升级比较方便，价格又相对便宜，互联性能相对传统仪器更为方便，图形化了的操作界面更为方便[1]。
其次，传统的信号发生器种类繁多，既有按频率范围分的信号源，也有按测量功能去分的信号源，还有的是按输出波形去分的信号源。如果能有一台多功能的虚拟信号发生器能同时实现多种信号发生器的功能，则可达到经济实用的目的。此外，虚拟信号发生器的开发与利用如果能与网络联合使用，则可打破时间、场地的限制，则可灵活地满足用户不同的实验需求。从以上三个方面来看，对这个课题的分析与设计具有一定的现实意义。
1.1.1 信号发生器简介
1.1.1.1 信号发生器的功能和用途
在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些电参量如频率响应、噪声系数等，要为电路提供符合一定技术条件的电信号，以模拟待测设备在实际工作中所使用的激励信号。信号发生器正是能产生测试信号的仪器，我们也称其为信号源。换言之，信号源在电子实验和测试处理中，并不测量任何参数，而是根据使用者的要求，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以达到测试的需要[2]。
信号发生器应用广泛、种类繁多，可分为通用和专用两大类。通用信号发器按输出波形来分有：正弦信号发生器，脉冲信号发生器，函数信号发生器，高斯白噪信号发生器。而专用信号发生器是专为某种特殊的测量目的而研制的，如：电视信号发生器，编码脉冲信号发生器，频谱信号发生器等，这类信号发生器的性与测量对象紧密相关。每种信号发生器都有独特的优势，或多或少地适合某种特定应用。其中使用最广泛的是正弦信号发生器。
1.1.1.2 信号发生器发展历史及趋势
随着工业产品的发展,尤其是在电力、电子产品和教育教学领域的最重要的一个测试设备,信号发生器的发展历史可以追溯到1940。1943年第一个信号发生器是发达,使人们在测试设备可以使用受控源和比较安全测试和测量。在接下来的二十年里,信号发生器是随着电子技术的发展,计算机技术和发展,几乎成为这些技术的发展的一个缩影。从技术的角度,信号发生器已经经历了从模拟信号发生器,数字信号发生器的发展虚拟信号发生器,从40到60年代,管技术使用的信号发生器是完全基于模拟电路结构,通常调整范围是有限的,因此分为音频、高频、超高频、射频和微波信号发生器的信号精度和可控性是不好的,并且可以产生信号的类型很少,对于更复杂的信号,电路非常复杂,造成巨大的体积,不容易移动。六七十年代,晶体管技术的出现,质量,和超大规模集成电路的应用,数字电路已广泛应用于信号发生器,大大提高信号发生器的准确性,减少电路本身产生的噪音,体积要少得多。在八十年代,计算机工业生活中占有重要位置,信号发生器也开始从一个纯粹的分立元件集成系统以微处理器为核心,通过这次的信号发生器已经发生重大变化,例如,它可以大大提高信号的类型,通用性大大提高;任意波信号可以手动设置在同一个信号发生器;带宽大大增加;过去的多种信号发生器是简单地分为低频和高频,低频信号带宽从0 ~ 50 MHZ,高频率可以达到超过20 GHZ,但是它仍然存在人机界面不友好,硬件和软件维护困难等缺点。在九零年代后,虚拟仪器已经进入了人们的视野。这个完整的计算机软件为核心,辅以相应的硬件测试系统和测试仪器的未来发展方向。人们可以很容易地满足彼此友好的人机环境各种各样的复杂操作,信号发生器是一个完全独立的测试设备,并成为虚拟仪器系统中是一个必要的模块[3]。
1.1.1.3信号发生器结构原理框图
一般传统信号发生器的接口框图[4]如图1.1所示
图1.1信号发生器的结构
Figure.1.1 the structure of the signal generator
1.1.2虚拟仪器及LabVIEW
传统仪器与计算机的组合通常有两个方式：一种是将计算机置入仪器，即所谓的智能化仪器、嵌入式系统；另一种是在计算机中仿真实现仪器，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。
虚拟仪器的概念首先由美国国家仪器公司（National Instruments，NI）于 1986年提出的，随着计算机技术、大规模集成电路技术与通信技术的飞速发展，虚拟仪器技术也得到了很快发展，虚拟测试技术进入了一个新的发展时期。
LabVIEW即实验室虚拟仪器集成环境，是一种图形化的编程环境-G语言。与VB、VC等不同的是，采用图形化的结构框图构建程序代码，直观、层次清晰、简单易用。而LabVIEW则是G语言的杰出代表。从运行机制上来看，LabVIEW-这种语言的运行机制就宏观上讲已经不在是传统的冯诺依曼计算机体系的执行方式。传统的计算机语言（如C语言）中的顺序执行结构在LabVIEW中被并行机制所取代；从本质上来讲带有图形控制流结构的数据流模式（Data Flow Mode），这种方式确保了程序中的函数节点（Function Node），只有在获得全部数据后才被执行[6]。
LabVIEW是依托虚拟仪器的发展需要而诞生的，是虚拟仪器技术的精髓理念------“软件就是仪器”中的软件部分，或者说虚拟仪器技术是实现的核心技术环节[5]。
1.2研究的目的及意义
现代化的工业生产对电子仪器的品种、精度、功能、自动化程度提出了更高的要求,而且需要测试的速度更快、扩展性好,具有良好的人际界面。虚拟仪器的产生对实现这些要求提供了途径。
目前,我国正处于大众创业，万众创新的改革新时期,工业方面对仪器设备的性能提出了更高的要求。这为虚拟仪器的发展提供了可靠的前提,虚拟仪器作为传统仪器的替代品,市场前景广阔。据中外专家计算未来几年内全球主要国家将有40%以上的仪器是虚拟仪器。发达国家尽管在这个领域比我们国家研究使用的早,但是差距还不是很大,国内的许多大学和科研机构等已有一些研究成果和产品。在电子、电工实验中使用了多种仪器,如万用表、信号发生器、频率计、示波器等,如果能把它们都设计成虚拟仪器,通过PC机来提高测量仪器的集成度,减少实验匹配的仪器的种类、数量和实验室面积,从根本上节约了实验室的成本,改变传统测量仪器单一功能的缺点。
生产品种,现代电子工具,功能强大,精度高,自动化程度高,速度和目前有良好的人机界面。虚拟仪器可以实现这些需求。
第二章虚拟仪器及其发展
2.1概述
虚拟仪器，是在以计算机为核心的硬件平台上，由用户设计和定义其功能，具有虚拟面板，其测试功能由软件仿真实现的一种计算机仪器系统。虚拟仪器的实质是利用计算机界面的显示功能来模拟真实仪器的控制面板，检测结果以多种形式表达输出[7]。2.2虚拟仪器概念
虚拟仪器（Virtual Instrument, VI）是一种基于计算机的数字化自动测试仪器系统，他通过软件将计算机的硬件及资源与仪器的硬件资源结合起来，使得操作人员可以通过有好的图形界面及图形化的编程语言控制仪器运行，完成被测量的采集、分析、判断、显示、存储及数据生成。VI通过把计算机强大的计算处理能力和仪器的硬件的测量、控制能力结合起来，大大缩小了仪器硬件的成本和体积；而且它通过软件实现对数据的显示、存储及分析处理，从而实现各种仪器测量和测试[8]。
2.3虚拟仪器的构成
虚拟仪器的“虚拟”两字主要体现在以下两方面, 仪器的面板是虚拟的, 仪器测量功能是通过软件的编程来实现的.
虚拟仪器根据其模块化功能硬件的不同，有多种构成方式，其基本图如2-1所示。
图2.1虚拟仪器的系统框图[9]
Figure. 2-1 virtual instrument system block diagram
无论采用那种虚拟仪器系统，都要通过应用软件将仪器硬件与通用计算机结合起来。
2.4虚拟仪器的特点及发展趋势
其特点如表2.1所示[10]
表2.1虚拟仪器的特点
Table 2.1 the characteristics of virtual instrument
项目虚拟仪器传统仪器
开发维护费用开发周期与维护费用相对低开发与维护开销高
技术更新周期技术更新周期短{1~2年} 技术更新周期长{5~10}
系统升级关键是软件，系统性能升级方便，通过
网络下载升级程序即可
关键是硬件，升级成
本较高，且需要上门
服务。
价格价格低，仪器间资源可重复利用价格昂贵，仪器间一般无法相互利用
仪器功能用户能根据自己的需要定义仪器的功
能，并可以灵活多变
只有厂家能定义仪器
功能，功能单一，不
能改变。
互联性能与网络及其他周边设备方便互联的、面
向应用的仪器系统
功能单一、互联有限
的独立设备
通用性方便构成分布式测试系统，可远程监控
及故障诊断
设备之间通用性能，
连接复杂
通过比较发现，虚拟仪器在智能化程序、处理能力、性价比和可操作性等方面都具有明显的技术优势，这为用户增强可自己构建科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大体改效率。
虚拟仪器的起源可以追溯到20世纪70年代，那时计算机测控系统在国防、航天等领域已经有了相当的发展。PC机出现以后，仪器化的计算机化成为可能，甚至微软公司的 Windows 诞生之前，NI公司已经在Macintosh计算机上推出了LabVIEW2.0 以前的版本。对虚拟仪器和 LabVIEW [2] 长期、系统、有效的研究开发使得该公司成为业界公认的权威。目前LabVIEW 的最新版本为 LabVIEW2014，LabVIEW 2009 为多线程功能添加了更多特性，这种特性在 1998 年的版本 5 中被初次引入。使用 LabVIEW 软件，用户可以借助于它提供的软件环境，该环境由于其数据流编程特LabVIEW Real-Time 工
具对嵌入式平台开发的多核支持，以及自上而下的为多核而设计的软件层次，是进行并行编程的首选。简述如下
1、GPIB→VXI→PXI总线方式（适合大型高精度集成系统）GPIB 于1978年问世，VXI于1987年问世，PXI于1997年问世。
2、PC插卡→并口式→串口USB方式（适合于普及型的廉价系统，有广阔的应用发展前景）PC插卡式于80年代初问世，并行口方式于1995年问世，串口USB方式于1999年问世。
综上所述，虚拟仪器的发展取决于三个重要因素。①计算机是载体,②软件是核心③高质量的A/D采集卡及调理放大器是关键[11]。
第三章图形化编程语言LabVIEW
3.1LabVIEW概述
LabVIEW应用程序的构成所有的LabVIEW应用程序，即虚拟仪器（VI），它包括前面板（front panel）、流程图（block diagram）以及图标/连结器(icon/connector)三部分。前面板
前面板是图形用户界面，也就是VI的虚拟仪器面板，这一界面上有用户输入和显示输出两类对象，具体表现有开关、旋钮、图形以及其他控制（control）和显示对（indicator）
流程程图提供VI的图形化源程序。在流程图中对VI编程，以控制和操纵定义在前面板上的输入和输出功能。流程图中包括前面板上的控件的连线端子，还有一些前面板上没有，但编程必须有的东西，例如函数、结构和连线等。
图3.1LabVIEW前面板
Figure 3.1 LabVIEW front panel
图3.2LabVIEW的后面板
Figure 3.2 rear panel of the LabVIEW
3.2LabVIEW模板分析
LabVIEW是一种图形化设计语言,在一个虚拟仪器VI的开发过程中,要利用模板创建和运行程序。这些操作模板可以随意在屏幕上移动,可以放置在屏幕的任意位置。操纵模板共三类:工具(T001s)模板、控制(Controls)模板和功能(Functions)模板或称函数模板[12]。按此顺序依次如图3.3.
3.2.1工具模板（Tools Palette）
该模板提供了各种用于创建、修改和调试VI程序的工具。如果该模板没有出现，则可以在Windows菜单下选择Show Tools Palette命令以显示该模板。当从模板内选择了任意一种工具后，鼠标箭头就会变成该工具相应的形状。当从Windows菜单下选择了Show Help Window功能后，把工具模板内选定的任意一种工具光标放在流程图程序的子程序（Sub VI）或图标上，就会显示相应的帮助信息。
3.2.2控制模板（Control Palette）
(注意：只有打开前面板时才能调用该模板)
该模板用来给前面板设置各种所需的输出显示对象和输入控制对象。每个图标代表一类子模板。如果控制模板不显示，可以用Windows菜单的Show Controls Palette 功能打开它，也可以在前面板的空白处，点击鼠标右键，以弹出控制模板。
3.2.3功能模板(Function Palette)
功能模板是创建流程图程序的工具。该模板上的每一个顶层图标都表示一个子模板。如果功能模板不出现，则可以用Windows菜单下的Show Functions Palette功能打开它，也可以在流程图程序窗口的空白处点击鼠标右键以弹出功能模板
图3.3LabVIEW的模板构成
Figure 3.3 LabVIEW template form
3.3LabVIEW的函数模块分析
I)基本函数发生器VI[13]如图3.4所示
图3.4基本函数发生器
Figure 3.4 basic function generator
偏移量：指信号直流偏移量，默认值0.0
重置信号：为TRUE 相位可重置相位控件的值.
信号类型：要生成的波形类型如表3.2
表3.2生成波形
Table 3.2 generated waveform
1 Sine wave
2 Square wave
3 Sawtooth wave
频率：波形频率，以赫兹为单位默认值为10
幅值：波形幅值，幅值也是峰值电压，默认值为1.0
相位：波形初始相位。以度为单位，默认值0.如重置信号为FALSE，则VI忽略相位。采向信息：Fs每秒采样率。默认值：1000
#s波形采样率，默认值：1000
方波占空比：方波在一个周期内高电平所占时间的百分比，仅当信号类型为方波时，VI 使
用该参数，默认值为50.
II)公式波形VI如图3.5
图3.5公式波形VI
Figure 3.5Formula waveform VI
公式用于生成信号输出波形表达式，下面是已经定义的变量名称
F 频率等于频率的输出
A 幅值等于幅值的输出
W 2*p*f
N 目前生成的采样数
T已经过去的秒数
Fs 采样频率等于采样信息
III）三角波形VI如图3.6
图3.6三角波形VI
Figure 3.5 Triangle waveform VI
输出波形为y[i]=amp×tri(phase[i]),i=0,1,2,3,n-1 amp为幅值 n=采样数（#s）相位[i]为：初始相位+频率×360.0×i/Fs
IV）方波波形VI如图3.7所示
图3.7方波波形VI
Figure 3.7 Wave shape VI
如Y序列表示方波，该VI依据下列等式生成波形。
y[i] = amp ×方波（相位[i]），i = 0, 1, 2, …, n – 1，amp = 幅值，n = 采样数(#s)，方波[p]为：
1.0，0 pmod <（0.01 × duty) × 360.0或
-1.0，（0.01 × duty) × 360.0 pmod < 360.0
pmod = p modulo 360.0，duty = 占空比(%)，相位[i]为：
初始相位 + 频率× 360.0 × i/Fs
初始相位在重置信号为TRUE时为相位；在重置信号为FALSE时为最后一个输出相位V）均匀白噪声波形VI如图3.8所示
图3.8均匀白噪声波形VI
Figure 3.8 Uniform white noise waveform VI
I32：种子大于0时，可使噪声采样发生器更换种子。默认值为-1。 LabVIEW为重入VI 的每个实例单独保存内部的种子状态。对于VI的每个特定实例，如种子小于等于0，LabVIEW不更换噪声发生器的种子噪声。
第四章虚拟信号发生器设计方案
本章主要介绍了基于LabVIEW的虚拟函数信号发生器的设计思路及其流程和仿真图。主要分为以下6个模块：模块基本函数波形产生模块、多频信号产生模块、任意公式波形产生模块、噪声信号产生模块、正弦波仿真信号发生器模块、以及虚拟函数信号发生器的总体设计[19]。各个模块均给出了相应的流程图和前面板波形图。
信号产生的应用主要有：
1当无法获得实际信号时，（例如没有DAQ板卡来获得实际信号或者受限制无法访问实际信号），信号发生器可以产生模拟信号测量程序。
2产生用于D/A转换的信号。
设计虚拟信号发生器构成方式的依据是要把产生的数字信号输出给所要测量的电路。其组成如图4.1所示
图4.1虚拟信号发生器构成
Figure 4.1 virtual signal generator
设计环节主要有三个模块，软件设计包括如何利用LabVIEW 软件设计外部设备所需要的各种信号；另一个是I/O 接口仪器驱动程序如何将仿真的各种数字信号输出，即数据采集电路的硬件设计；如何构成各级间的通信。以下部分将分别介绍实现信号发生器的三个模块的结构设计[23]。4.1基本函数波形产生模块
该模块后面板框图程序如图4.1所示。这一模块主要是应用波形产生子模板中的Basic Function Generator.VI(基本函数发生器)节点来产生正弦波、三角波、方波、锯齿波等四种信号。在波形产生子模板中的所有模块不仅输出包含指定波形图形的数字型数组,而且包含时间参数,这种数据类型在LabVIEW中称作波形数据。波形数据以簇的形式给出,包括起始时间t0、采样时间间隔dt和一个由采样数据构成的数组。示波器显示波形的周期数目=时间长度/信号周期。
图4.2基本函数发生器模块程序
Figure 4.2 basic function generator module program 这一模块的前面板如图4-2，可以选择多种形式的信号，方波可选择占空比，调节偏移量等。
图4.3基本函数发生器前面板
Figure 4.3 basic function generator front panel
4.2任意公式波形产生模块
任意公式波形程序如图4.4所示，前面板如图4.5所示。
图4.4任意公式波程序
Figure 4.4 program of arbitrary formula
图4.5任意公式波形前面板
Figure 4.5 formula for arbitrary waveform front panel
这个程序作为主程序Case结构的一个分支。该模块后面板框图程序如图4.4所示。为了能够产生一些非周期信号或其它测试领域的特殊信号在本设计中应用波形产生子。
模版中的Formula Waveform(公式波形)VI节点来产生任意波形。该节点可使用指定时间函数的公式字符串生成一个函数波形。在formula端子输入公式,用于生成输出多频波形信号的表达式,表达式中包含的参数有:f(输入频率)、a(输入幅度)、n(采样数)、t(时间)和fs(采样频率)。其有效函数由LabVIEW中设定[18]。
4.3多频信号产生模块
其程序图如4.6所示。
图4.6多频信号发生器程序
Figure 4.6 multifrequency signal generator program
基于LabVIEW的虚拟仪器 模拟风力太阳能系统混合动力站（节选） 介绍 在最简单的层面上，数据采集可以手动完成如使用纸笔记录读数或任何其他工具。对于某些应用这种形式的数据采集是足够的。然而，数据记录中的应用这需要大量的数据读数，非常频繁的录音是有必要的，它包括了仪器或微控制器获取和记录数据准确（1995里格比和多尔比，）。急诊化验室虚拟仪器工程平台（LabVIEW）是一个功能强大的灵活的仪器仪表和分析应用软件工具，（美国国家仪器仪表，2002）在今天这新兴技术并被广泛采用的学术界，工业LabVIEW已成为一个重要的工具，已代替了政府实验室数据的标准采集，仪器控制和分析软件。 现有的1.5千瓦的额定风力太阳能混合动力站显示（图1）。设计与施工的可再生能源发电系统报告（磐诚，等铝，2000）。在大学校园的平台上，有良好的教育机会本科生和研究生以现有的风力太阳能知识，学生们在协同研究基于风力太阳能发电站的传统的电网火力发电厂。特别是在一些组件可再生能源如蓄电池和直流电源逆变器，可导致供电质量和电网出现一些问题，当太阳风稳定性出现问题时，根据汽轮机和发电机（帕特尔，1999）的电力系统与化石燃料这些相互作用都是由于大量的不同动力学参与的风力涡轮机和蒸汽涡轮机。图1显示了photovol TAIC（PV）与太阳能电池板120个W评级，mastmounted1千瓦的风力涡轮机，和风速计，包括风方向和速度传感器的风能太阳能发电站并行运作，并收取12 V电池组包括六个深循环铅酸电池。太阳面板安装在机架上的轨道，白天太阳光从320个0度的初始位置度。该系统还包括基于固态器件的一个1.5kVA额定直流到交流电源逆变器，保护设备如交流和直流电路断路器，熔断器，避雷器，一套线性和非线性负载，连接电缆，和接线盒。在国家的电压和电流系统学生们介绍了稳定的研究，说明了电能质量由于小的线性和非线性负荷的影响（磐诚和蒂默曼，1999）。太阳风混合发电
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
《虚拟仪器程序设计》实验指导书机械与电气工程学院舒华戴新编 广州大学2009年
目录 实验1 熟悉LabVIEW编程环境 实验1-1 LabVIEW的基本操作 (1) 实验1-2 练习 (4) 实验2 控件与程序框图应用 实验2-1 虚拟仪器前面板的设计 (5) 实验2-2 编写简单的LabVIEW 程序 (6) 实验3 子VI程序设计及调试程序技巧 实验3-1 创建子程序 (8) 实验3-2 子程序的调用 (10) 实验3-3 程序调试技巧 (12) 实验4 程序结构（1） 实验4-1 使用for循环结构 (14) 实验4-2 使用while循环结构 (16) 实验5 程序结构（2） 实验5-1 使用条件结构 (18) 实验5-2 使用顺序结构 (19) 实验5-3 使用事件结构 (20) 实验6 数据的表达与图形显示 实验6-1 Waveform Graph的应用 (23) 实验6-2 比较Waveform Chart和Waveform Graph (24) 实验6-3 使用XY Graph显示图形 (26) 实验6-4 公式节点及图形显示 (27) 实验6-5 虚拟信号发生器 (28) 实验7 非连线的数据传递方式 实验7-1 控制仿真 (30) 实验7-2 数制变换及计数仿真 (32) 实验7-3 全局变量编程 (33) 实验8 文件操作 实验8-1 文本文件操作 (34) 实验8-2 电子表格文件操作 (35) 实验8-3 仿真温度数据的记录 (36) 实验8-4 仿真温度数据的读取 (37) 实验9 应用程序设计 实验9-1 构建简单的信号分析与处理系统 (38) 实验9-2 频率响应函数与数字滤波实验 (38)
现代仪器设计LabVIEW实验报告 实验内容： 1.熟悉LabView软件操作方法 2.了解LabView的一般编程方法 3.虚拟信号发生器制作
1.熟悉LabView软件操作方法 虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。虚拟仪器主要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。虚拟仪器的研究中涉及的基理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内，使用较为广泛的计算机语言是美国NI公司的LabVIEW。 LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering）是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程基本上不写程序代码，取而代之的是流程图。 前面板的设计需用控制模板。控制模板（Control Palette）用来给前面板设置各种所需的输出显示对象和输入控制对象。每个图标代表一类子模板。可以在前面板的空白处，点击鼠标右键，以弹出控制模板。 程序框图的设计需用功能模板。功能模板(Functions Palette)是创建流程图程序的工具，只有打开了流程图程序窗口，才能出现功能模板。功能模板该模板上的每一个顶层图标都表示一个子模板。可以点击“窗口”—“显示程序框图”打开，也可以在流程图程序窗口的空白处点击鼠标右键以弹出功能模板。
流程图上的每一个对象都带有自己的连线端子，连线将构成对象之间的数据通道。不是几何意义上的连线，因此并非任意两个端子间都可连线，连线类似于普通程序中的赋值。数据单向流动，从源端口向一个或多个目的端口流动。不同 的线型代表不同的数据类型。下面是一些常用数据类型所对应的线型和颜色：
沈阳工程学院 课程设计任务书 课程设计题目：基于Labview的万用表的设计 系别自控系班级测控本091 学生姓名学号 指导教师职称教授 课程设计进行地点：实训F430 任务下达时间： 2012年 2月27日 起止日期：2012年2月27日起——至2012年3月2日止 教研室主任年月日批准
摘要 虚拟仪器技术的实质是利用最新的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能，在许多方面具有传统仪器所没有的优越性，在实验教学和工程领域具有极大的应用潜力。实验表明，设计的虚拟函数信号发生器输出信号性能优于普通传统的信号源。 虚拟仪器是1986年美国国家仪器公司（NI）提供的一种新型一起概念。它是计算机技术介入仪器领域所形成的一种新型的、富有生命力的仪器种类。在虚拟仪器中计算机处于核心地位，计算机软件技术和测试系统更紧密地结合成一个有机整体，仪器的结构概念和设计观点都发生了根本变化。 虚拟仪器技术的实质是利用最新的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能。其基本构成包括计算机、虚拟仪器软件、硬件接口模块等。在这里，硬件仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个系统的关键。当基本硬件确定后，就可以通过不同的软件实现不同的功能。虚拟仪器应用软件集成了仪器的所有采集、控制、数据分析、结果输出和用户界面等功能。使传统仪器的某些硬件甚至整个仪器都被计算机软件所代替。因此从某种意义上说，计算机既是仪器，软件即是仪器。 虚拟仪器的软件是其最核心、最关键的部分，其主要功能是对硬件执行通信和控制，对信号进行分析和处理，以及对结果进行恰当的表达和输出等。虚拟仪器的软件开发平台目前主要有两类：第一类是基于传统语言的Turbo C，Microsoft公司的Visual Basic ，Borland公司的Delphi，Sybase公司的PowerBuilder。这类语言具有适应面广、开发灵活的特点，但开发人员需有较多的编程经验和较强的调试能力；第二类用专业图形化编程软件进行开发。如HP公司的VEE,NI公司的LabVIEW和Lab Windows/CVI等。NI公司的LabVIEW软件开发平台是一种专业图形化编程软件，采用图形化编程方式，结构流程清晰，但缺点是对硬件的要求较高，比较依赖NI的专用产品，对信号控制方式不够灵活。而Lab Windows/CVI以ANSI C为核心。将功能强大，使用灵活的C语言平台与数据采集，分析和表达的测控专业工具有机地接合起来。它的集成化开发平台，交互式编程方法，丰富的控件和库函数大大增强了C语言的功能，为熟悉C语言的开发人员建立检测系统，自动测量环境，数据采集系统，过程监控系统等提供了一个理想的软件开发环境。 关键词函数信号发生器, 数据采集卡,LabVIEW，DAQ卡，示波器
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。
L a b V I E W实验指导书集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
实验1 LabVIEW编程环境与基本操作实验 一、实验目的 ●了解LabVIEW 7 Express的编程环境。 ●掌握LabVIEW的基本操作方法，并编制简单的程序。 二、实验设备 安装有LabVIEW 7 Express的计算机 三、实验内容 1、LabVIEW的工作环境 1）启动界面 对话框各按钮作用如下： 【New】——创建一个新的VI（Virtual Instument）程序。【Open】——打开一个已有的VI程序 【Configure】——设置NI的测量和控制工具，如DAQmax的设置【Help】——LabVIEW帮助 2）面板窗口和框图程序窗口
①前面板窗口工具栏： (Run,运行) (Abort Execution,终止运行) (Pause/Continue，暂停/继续) (Run Continuously，继续运行）(Text Settings，字体设置)(Align Objects，排列方式) (Distrbute Objects，分布方式) (Reorder，重叠方式) ②框图程序工具栏 (Highlight Execution,高亮执行) (Start Single Stepping,单步执行) (Start Single Stepping) (Step Out) 2、LabVIEW模板介绍 1）工具模板(Tools Palette)2）控制模板(Control Palette) 3）功能模板 (Functions Palette) 3、LabVIEW程序设计的一般过程 1）前面板设计 使用输入控件器和输出指示器来构成前面板。控制器是用户输入数据到程序的方法，而指示器显示程序产生的数值。 2）框图程序的组成
毕业设计(论文)开题报告 课题：基于Labview虚拟 示波器的设计 院系：电气信息学院 专业：测控技术与仪器 学生姓名：彭成和学号：200801200106指导教师：李亚 2012年1月16日
开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从电气系网页或各教研室FTB上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料。 4．统一用A4纸，并装订单独成册，随《毕业设计论文》等资料装入文件袋中。
毕业设计（论文）开题报告1．文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。 文献综述 一、引言 随着计算机技术、大规模集成电路技术和通讯技术的飞速发展，仪器技术领域发生了巨大的变化，美商国家仪器公司(National Instruments)于八十年代中期首先提出基于计算机技术的虚拟仪器的概念，把虚拟测试技术带入新的发展时期，随后研制和推出了基于多种总线系统的虚拟仪器。虚拟仪器就是在通用计算 机上加上软件和（或）硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就象是在操作一台他自己设计的专用的传统电子仪器。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个仪器系统的关键，任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模，所以有“软件就是仪器”之说。虚拟仪器技术的出现，彻底打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的模式，虚拟仪器技术给用户一个充分发挥自己的才能、想象力的空间。用户（而不是厂家）可以随心所欲地根据自己的需求，设计自己的仪器系统，满足多种多样的应用需求。虚拟仪器系统概念是对传统仪器概念的重大突破，是计算机系统与仪器系统技术相结合的产物。它利用计算机系统的强大功能，结合相应的硬件，大大突破传统仪器在数据处理、显示、传送、处理等方面的限制，使用户可以方便地对其进行维护、扩展、升级等。 虚拟仪器技术已成为测试、工业I/O和控制和产品设计的主流技术，随着虚拟仪器技术的功能和性能已被不断地提高，如今在许多应用中它已成为传统仪器的主要替代方式。随着PC、半导体和软件功能的进一步更新，未来虚拟仪器技术的发展将为测试系统的设计提供一个极佳的模式，并且使工程师们在测量和控制方面得到强大功能和灵活性。 基于此本次毕业设计就是通过虚拟仪器来完成的，以下是对该软件的一些介绍。
《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：
虚拟万用表的实现 1实验目的 （1）学习Labview编程语言的开发环境 （2）了解前面板对象的调用、设置以及编程 （3）了解框图程序的常用节点 2 实验任务 设计虚拟数字万用表 基本要求： z设置电源开关：电源开时，数字万用表工作；电源关时，数字万用表不工作。 z设置数值显示屏：显示数字万用表测量的数据。 z设置档位选择旋钮：电阻档200、2K、20K、200K、20M五档；直流电流档200mV、2V、20V、200V、500V五档；交流电压档200V、500V 两档；直流电流档2mA、20mA、200mA、10A四档。 z设置数值单位提示显示：档位选择正确时，提示单位。 z设置超量程显示及报警：电源开关关闭时，提示“电源关”；档位选择错误时，给出档位选择错误提示；数值超出档位值时，给出超出量程提示； 同时给出报警信号。 z分单次测量、连续测量两种方式。单次测量时，仅测量显示测量时刻的值；连续测量时，不断的进行测量和显示。 z设置产生电阻值、直流电压、交流电压、直流电流的虚拟信号源。 附加要求（选作）： 在产生的虚拟信号源上叠加噪声，以复现现实世界真实信号的特点。 3 实验原理 虚拟数字万用表的主要功能是对测量电路采集进来的数据进行处理和显示，整体是一个while循环，当电源打开且按下单次测量或多次测量按钮时，万用表工作，内部分为数据选择、数据判断、数据显示三部分。 z数据选择：是一个case结构，数据流旋钮的不同位置通过不同的数据通
道。 z数据判断：由两个case结构嵌套而成，外层的case针对不同的档位判断是否超出量程；内层的case当数值在范围内时开通数据通道，反之关闭 数据通道，给出错误提示。 z数据显示：由一个字符串显示变量、一个布尔显示变量、一个双精度浮点显示变量组成。 4 实验步骤 4.1前面板设计 图1是前面板的总体视图，分为信号源和数字万用表两个显示区。 图1 虚拟万用表前面板视图 1、完成信号源的设计 采用前面板“转盘”控件，在其上点击鼠标右键，选择“属性”——“外观”，通过修改标签，可以设置该控件的名称；选择“标尺”，设置“刻度范围”，可以设置该控件的数据范围，最终达到图1的显示效果。 2、完成数字万用表的设计 （1）采用前面板“转盘”控件，在其上点击鼠标右键，选择“文本标签”，然后再次选择“属性”——“文本标签”，可以修改该转盘上各档位的显示内容，如图2所示。 （2）按图1选择波形图作为连续测量时测量数据的显示窗口。 （3）选择数值显示控件作为数据显示和提示窗口。 （4）选择数值输入控件作为单次或多次测量的选择开关，对其设置如图3
实验一 LabVIEW中的信号分析与处理 一、实验目的： 1、熟悉各类频谱分析VI的操作方法； 2、熟悉数字滤波器的使用方法； 3、熟悉谐波失真分析VI的使用方法。 二、实验原理： 1、信号的频谱分析是指用独立的频率分量来表示信号；将时域信号变换到频域，以显示在时域无法观察到的信号特征，主要是信号的频率成分以及各频率成分幅值和相位的大小，LabVIEW中的信号都是数字信号，对其进行频谱分析主要使用快速傅立叶变换(FFT)算法：·“FFT Spectrum(Mag-Phase).vi”主要用于分析波形信号的幅频特性和相频特性，其输出为单边幅频图和相频图。 ·“FFT.vi”以一维数组的形式返回时间信号的快速傅里叶运算结果，其输出为双边频谱图，在使用时注意设置FFT Size为2的幂。 ·“Amplitude and Phase Spectrum .vi”也输出单边频谱，主要用于对一维数组进行频谱分析，需要注意的是，需要设置其dt（输入信号的采样周期）端口的数据。 2、数字滤波器的作用是对信号进行滤波，只允许特定频率成份的信号通过。滤波器的主要类型分为低通、高通、带通、带阻等，在使用LabVIEW中的数字滤波器时，需要正确设置滤波器的截止频率（注意区分模拟频率和数字频率）和阶数。 3、“Harmonic Distortion Analyzer .vi”用于分析输入的波形数据的谐波失真度（THD），该vi还可分析出被测波形的基波频率和各阶次谐波的电平值。 三、实验容： (1) 时域信号的频谱分析 设计一个VI，使用4个Sine Waveform.vi（正弦波形）生成频率分别为10Hz、30Hz、50Hz、100Hz，幅值分别为1V、2V、3V、4V的4个正弦信号（采样频率都设置为1kHz，采样点数都设置为1000点），将这4个正弦信号相加并观察其时域波形，然后使用FFT Spectrum(Mag-Phase).vi对这4个正弦信号相加得出的信号进行FFT频谱分析，观察其幅频和相频图，并截图保存。
Labview考试报告 题目：基于Labview虚拟仪器平台的智能温度控制系统 班级：50910 学号：5091030 姓名：李玲娜
引言 虚拟仪器是计算机技术和仪器测量技术相结合的产物。虚拟仪器技术，就是用户在通用计算机平台上，根据测试任务的需要来定义和设计的测试功能，其实质是充分利用计算机来实现和扩展传统仪器功能。“软件就是仪器”反映了虚拟仪器技术的本质特征。美国国家仪器公司生产的NI-LabVIEW是目前最为成功，应用最广泛的虚拟仪器软件开发系统。它一种基于G语言的32位编译型图形化编程语言，其图形化界面可以方便的进行虚拟仪器的开发。它充分利用计算机强大的运算处理功能，突破了传统仪器在数据处理、显示、传输、存储等方面的限制。本文利用虚拟仪器平台，通过编写Labview 软件对温度进行智能测量，减少硬件的开发，有利于系统的维护，也便于系统软件升级。 一、虚拟仪器 1. 1虚拟仪器概述 虚拟仪器是在以计算机为核心的硬件平台上, 其功能由用户设计和定义, 具有虚拟面板, 其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板, 以多种形式表达输出检测结果; 利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理; 利用I /O 接口设备完成信号的采集与调理, 从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。 1. 2虚拟仪器的图形化开发平台 LabVIEW ( Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一种图形化的编程语言, 它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受, 视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS- 232和RS- 485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/
《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：
《虚拟仪器技术》 实验指导书 信息与通信工程学院 2014年3月
前言 一、课程性质 本课程是电子信息工程专业必修的专业实验课程。 通过本课程的教学，使学生深刻体会到虚拟仪器技术的应用，掌握LabVIEW的常用控件和函数，具备研究和开发虚拟仪器系统的能力。 二、项目设置 本课程总学时为16，开设的具体实验项目如下： ●实验1 小车行驶控制设计（4学时，必修） ●实验2 交通灯控制设计（4学时，选修） ●实验3 去极值平均滤波器的设计（4学时，必修） ●实验4 信号的拉氏变换和幅值分析（4学时，选修） ●实验5 信号生成器的设计（4学时，必修） ●实验6 二进制文件的读写操作（4学时，必修） 实验1-6均为设计性实验。 三、专业安排 电子信息工程专业选修全部实验。 四、本书特点 本指导书的特点是引入工程项目机制来管理实验项目，着重培养学生的方案设计、算法分析和现场调试能力，为将来成为卓越工程师打下坚实的基础。
目录 前言.................................................................................................................................. I 开发平台.. (1) 实验1 小车行驶控制设计 (5) 实验2 交通灯控制设计 (7) 实验3 去极值平均滤波器的设计 (8) 实验4 信号发生器的设计 (9) 实验5 信号的拉氏变换和幅值分析 (11) 实验6 二进制文件的读写操作 (13)
开发平台 一、虚拟仪器简介 虚拟仪器以计算机为核心，将计算机与测量系统融于一体，用软件代替传统仪器硬件的功能，用显示器代替传统仪器面板的测量仪器。 操作人员用鼠标和键盘控制仪器的启动、运行、结束，完成被测信号的数据采集、信号分析、谱图显示、数据存储回放及输出。 二、LabVIEW功能组成 图1.1 LabVIEW功能组成 三、LabVIEW开发流程 为项目建立文件夹，把相关的源程序和头文件等都保存到此文件夹。 1、启动LabVIEW 首先双击桌面LabVIEW图标，启动LabVIEW。 图1.2 LabVIEW启动界面 2、建立VI或工程 单击文件菜单，在下拉菜单选中新建VI或新建工程选项。 3、保存工程 单击文件菜单，在下拉菜单选中保存全部选项。
机电系统创新性综合实验 实验报告 学院：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化班级：机自 124 班 学号： 1208030436 学生姓名：王彤 指导教师：蔡家斌、曹阳 2015年12月12
目录 实验题目: LabView创新实验 (1) 实验一1.1实验内容 (1) 1.2实验过程 (1) 1.3实验小结 (3) 1.4实验总结与感想 (5) 实验二2.1实验内容. (5) 2.2 实验过程 (5) 2.3实验小结 (7) 2.4实验总结与感想 (8) 实验三3.1实验内容 (8) 3.2实验过程 (8) 3.3实验小结 (10) 3.4实验总结与感想 (11)
实验题目 本次LabView实验共有6个实验题目，有两个选择方案，我选择了第一种方案：在六个实验中选择了三个，分别是实验一、二、三。通过自学和同学间的互相帮助，我学会了LabView软件的使用，完成了本次实验。 实验一虚拟信号发生器的设计 1.1实验内容 设计一个虚拟信号发生器，能够产生正弦波、三角波、锯齿波、直流、随机白噪声等信号〔波型选择用按键或旋钮〕，且可以调整波形参数。通过示波器可以观察虚拟信号发生器的输出信号。可以通过前面板选择信号波形，调节信号的频率、幅值和相位〔频率、幅值、相位用数字窗口显示〕，并通过虚拟示波器观察生成的波形。 1.2实验过程 1.新建一个VI，在后面板上创建一个选择结构； 2.在选择器标签中选择一个设置为默认，并在后面添加4个分支，以便写入多种不同的程序； 3.在选择结构中建立一个仿真信号，属性设置-信号类型-正弦波-确定；
4.在仿真信号中的对应位置创建输入控件，输出处创建波形图，分别连接在仿真信号的相应位置。 5. 6.其他几种波形信号按照相同方式创建在不同的选择标签中，并在选择结构外部建立一个While循环，可以让程序连续执行。
研究生课程考核试卷 （适用于课程论文、提交报告） 科目：虚拟仪器教师： 姓名：学号： 专业：类别：学术型上课时间： 考生成绩： 阅卷评语： 阅卷教师(签名) 重庆大学研究生院制
通过对虚拟仪器课程的学习和撑握，本次实验设计了一个简易计算器，可以用来模拟真实计算器而进行一些简单的基本运算。利用Labview软件平台编写计算器程序，可以实现“+、-、×、÷、平方、开方、x^y”这七种基本运算，并且可以对上面的七种基本操作连续运算，另外实现了对输入的错误数据进行清除的功能。达到了本次实验的要求。 关键词：Labview，七种基本运算，清除
摘要 .................................................................................................................................................. I 1、引言 (1) 2、整体方案设计 (2) 2.1、簇和前面板控件的说明 (2) 2.2、程序流程图 (3) 3、具体实现过程 (4) 3.1、前面板设计 (4) 3.2、初始化和键的感应 (4) 3.2.1、数字0-9的输入 (6) 3.3、输入的第一个数 (6) 3.3.1、多零问题 (6) 3.3.2、小数点问题 (7) 3.4、四则运算和x^y (7) 3.5、开方计算 (8) 3.6、倒数计算 (9) 3.7、输入正负数 (9) 3.8、去掉小数点后面0的功能 (9) 3.9、清除功能（Clear） (10) 3.10、退格功能 (10) 4、总结 (12) 参考文献 (13) 附录A (14) 1、初始化程序 (14) 2、总程序 (14) 3、x^y的幂程序 (15)
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。