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基于LabVIEW的虚拟示波器设计毕业设计

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基于LabVIEW的虚拟示波器设计毕业设计

目录

1.设计要求 0

1.1主要功能模块 0

图1 功能结构框图 0

1.1.1 数据采集模块 0

1.1.2 波形显示模块 0

1.1.3 参数测量模块 (1)

1.1.4 频谱分析模块 (1)

1.1.5 数据存储和回放模块 (1)

1.2 主要控制结构 (1)

1.2.1 测量控制结构 (1)

1.2.2 自动调整扫描率控制结构 (1)

2.虚拟仪器设计方案 (2)

3.虚拟仪器设计步骤 (3)

3.1 DAQ数据采集模块: (4)

3.2 模拟采集模块 (5)

3.3 波形显示模块 (6)

3.4参数测量模块 (8)

3.4.1频谱分析模块 (9)

3.5 数据存储和回放模块 (11)

3.6 波形打印模块 (12)

3.7主要控制结构 (13)

3.7.1测量控制结构 (13)

3.7.2自动调整扫描率控制结构 (14)

4.总结 (15)

5.参考文献 (16)

6.附录: (17)

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

1.设计要求

1.1主要功能模块

数字示波器主要由软件控制完成信号的采集、处理和显示。系统软件总体上包括数据采集、波形显示、参数测量、频谱分析及波形存储和回放等五大模块,功能结构框图如下:

图1 功能结构框图

1.1.1 数据采集模块

主要完成数据采集的控制,包括触发控制、通道选择控制、时基控制等。其中:1)触发控制包括触发模式、触发斜坡、触发电平控制;

2)通道选择主要控制单通道或双通道测量;

3)时基控制主要控制采集卡扫描率、每一通道扫描次数(取样数)。

1.1.2 波形显示模块

软件需提供五种波形显示模式:

1)A、B、A&B 模式:通过显示通道选择按键A 和B,可以任意显示某一通道或两通道输入信号的波形。

2)XY 模式:当两通道都处于选通状态时,使用此模式来显示李沙育(Lissajous)图形、测量相位差或频率。

3)A+B,A-B 模式:当两通道处于选通状态时,使用此模式显示两通道信号代

数相加、相减后的波形。

4)A&A 积分

5)A&A 微分

1.1.3 参数测量模块

主要模拟HP54603B 的参数测量功能,完成包括Vrms 等19 个电压参数和频率、周期等7 个时间参数的测量,并显示其测量结果。

1.1.4 频谱分析模块

用快速FFT 算法,完成频域信号分析。可实现的频谱分析控制包括:

1)Window 选择,提供9 种频谱分析窗口;

2)Log/Linear 选择,提供3 种坐标显示模式;

3)DisplayUnit 选择,提供8 种单位。

1.1.5 数据存储和回放模块

按键“写盘”控制是否进行数据存储;按键“读盘”控制是否从数据文件中读取数据。主面板提供了两个文件名输入框,前—个为信号波形数据文件名输入框,后一个为采样周期文件名输入框,这两个文件由写盘功能和读盘功能共用。从软盘或硬盘上读取的数据同实时采集的数据一样,能够进行自动参数测量以及显示波形,并保留在显示窗口(显示模式可以设置为三种模式中的任意一种),还可以根据需要设置进行频谱分析。

1.2 主要控制结构

1.2.1 测量控制结构

通过逻辑按键“测量”控制是否进行测量;通过逻辑按键“通道”控制通道选择。

1.2.2 自动调整扫描率控制结构

由逻辑按键组“自动”、“手动”来控制是自动调整扫描率,还是手动调整扫描率。

2.虚拟仪器设计方案

本虚拟数字存储示波器是在对传统示波器进行分析后,基于多功能DAQ采集卡和LabVIEW开发平台来设计的具有数字存储示波器、数字万用表、数字频率计三者功能与一体的一个功能强大的电子测试仪器,主要由数据采集部分、数据处理部分、波形显示部分、波形存储和回放以及频谱分析等部分组成,可以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。图2.1所示为虚拟数字示波器的整体组成结构图。信号检测电路时信号调理辅助电路,接收传感器传送过来的物理信号,并从混合信号中提取出待测的微弱信号,输出的多路信号时已经放大滤波和电平变换后的标准信号,送入数据采集卡板(由硬件程序驱动工作),通过系统总线送进计算机进行处理。在使用DAQ卡之前必须对DAQ卡的硬件进行配置,这些控制程序用到了相应的底层DAQ驱动程序。

图2.1 虚拟数字示波器结构图

该虚拟仪器的软件是以LabVIEW开发环境为平台,采用的是自顶而下的设计方法,首先,有要实现的目标功能来制定一个整体框架。由一个采集开关启动整个仪器采集过程,在采集状态下,可以进行参数的测量显示;同时,还可以进行时基的设置、触发通道的设置、触发模式的设置等;对于显示面板上的波形可以任意地进行位置的调整、缩放;对于当前的波形能够保存到硬盘上或U盘上;同样,也能把硬盘或U盘上的数据读到显示面板上(这是将停止数据的采集)并还能进行参数的测量;还可以把当前的波形

打印出来。此外,应用高效数字信号处理技术,还可实现FFT算法,对频域信号进行分析。

该示波器的主要控制结构有:自动/手动设置扫描率的控制结构,写盘/读盘控制结构,采集控制结构,测量控制结构,打印控制结构,通道选择控制结构,以及频谱分析控制结构。在这个总体框架的基础上来进行各个模块的具体设计,并分别测量,测试通过后再把它们连接起来,构成一个完整的系统,最后进行整个系统性能的调试,直到调试结果符合要求为止。主程序流程图及模块条用如图2.2所示。

另外,主面板的设计要力求简单、方便、使用、美观。

图2.2 主程序流程图

3.虚拟仪器设计步骤

本虚拟数字示波器的设计参考了HP公司的双通道台式数字存储示波器HP 54603B 的功能,并在仪器分析和处理功能上有所扩展。仪器主要功能包括:双通道信号输入、触发控制、通道控制、时基控制、波形显示、参数自动测量、频谱分析、波形存储和回放等。

3.1 DAQ数据采集模块:

数据采集模块主要完成数据采集的控制,包括触发控制、通道选择控制、时基控制等。其中:

1、触发控制包括触发模式、触发斜坡、触发电平控制;

2、通道选择主要控制单通道或双通道测量;

3、时基控制主要控制采集卡扫描率、每一通道扫描次数(取样数)。

模块采用了测量I/O模板→Data Acquisition子模板→Analog Input子模板→Analog Input Utilities子模板中的AI Waveform Scan(scaled array).vi来控制数据采集卡进行数据采集,此VI图标如图3.1.1所示。注:应用此类VI,计算机需安装Traditional NI-DAQ。整个程序框图的其他连线点都是AI Waveform Scan(scaled array).vi服务的,由于牵扯到硬件,和该vi的解释,所以在此不再过多解释框图含义。

图3.1.1 AI Waveform Scan(scaled array).vi

模块图标如图3.1.2所示。

图3.1.2 数据采集模块图标及前面板

模块程序框图如图3.1.3所示。

图3.1.3 DAQ数据采集模块程序框图

3.2 模拟采集模块

由于DAQ数据采集模块是建立在数据采集卡的基础上,所以,本设计采用一个虚拟采集模块代替DAQ数据采集模块。

该模块应用两个基本函数发生器来产生两仿真信号分别用来模拟A、B通道信号,其采样信息通过对簇sample/pol的扫描率和扫描数解除捆绑后再捆绑组成的新簇输入。通过前面板还可以调整仿真信号的参数(波形类型、频率、幅值)和屏幕刷新速度,最

后经提取波形成分将信号的幅值信息组成一个二维数组。模块图标如图3.2.1所示。

图3.2.1 模拟采集模块图标

模块程序框图如图3.2.2所示。

图3.2.2 模拟采集模块程序框图

3.3 波形显示模块

软件提供了五种波形显示模式:

A B A&B模式:在此模式下,通过显示通道选择按键“A”和“B”,可以任意显

示某一通道或两通道输入信号的波形。

XY模式:当A、B两通道都处于选通状态时,使用此模式来显示李沙育

(Lissajous)图形、测量相位差或频率。

◆A+B A-B模式:当A、B两通道都处于选通状态时,使用此模式显示两通道信号

代数相加、相减后的波形。

A&A积分模式:当A通道处于选通状态时,使用此模式显示A通道信号和A通道信号对采样间隔的离散积分的波形。

A&A微分模式:当A通道处于选通状态时,使用此模式显示A通道信号和A通道信号对采样间隔的离散求导的波形。

对于前三种模式其横坐标是时间参数,首先对扫描数求倒数,然后看其是否小于等于扫描周期(乘1000后以毫秒为单位),若小于(即扫描数×以毫秒为单位的扫描周期大于等于1毫秒),则单位显示ms;若不小于(即扫描数×以毫秒为单位的扫描周期小于1毫秒),则单位显示为us,同时横坐标时间参数通过条件变量把数值扩大1000倍。前面板单位的显示是通过一个布尔输出来显示的。通过对电压二维数组的索引分别提取A、B两波形的幅值数据,在根据对应的通道按钮来决定是否将其数据清零,然后根据A、B基值的位置相应的改变其幅值数据,最后通过对横纵坐标的参数数值捆绑成簇,以便显示在display显板(即XY图)。A的积分和微分运算分别通过积分X(t)和微分X(t)节点来实现波形数据离散积分和微分,其求导时间参数采用扫描周期(即采样间隔)。而A、B图形采样模式的改变时通过一个条件结构来实现的。

模块图标和程序框图分别如图3.3.1、图3.3.2所示。

图3.3.1 波形显示模块图标

图3.3.2 波形显示模块程序框图

3.4参数测量模块

本模块主要模拟HP 54603B的参数测量功能,完成包括Vrms等12个电压参数和频率、周期等7个时间参数的测量,并显示其测量结果。

模块图标如图3.4.1所示。

图3.4.1 参数测量模块图标

模块程序框图如图3.4.2所示。

◆利用数组最大值与最小值(Array Max&Min)节点求出最大值、最小值和峰峰值。

◆利用交流和直流分量估计(AC&DC Estimator)节点求出直流和交流分量。

◆分别利用均方根节点(RMS.vi)和均值节点(Mean.vi)求均方根值和平均值。

利用脉冲参数节点(Pulse Parameters.vi)可以求时域参数。如上升时间、下

降时间、电压顶部、电压底部、电压幅值、延迟时间和持续时间,并通过对扫

描周期的运算可求出正宽度、负宽度和占空比。

◆利用应用程序控制→属性节点可以控制调用模块时前面板的显示。

点击暂停可以暂停参数测量,点击返回可以退出参数测量前面板。当按键暂停

按键未按下时,第一个条件结构执行假时的程序进行参数测量;当暂停按键按

下时,第一个条件结构执行真时的空程序,参数测量暂停。返回按键未按下时,第二个条件结构执行假时的程序,通过对应用程序控制属性节点的调用和一个

布尔真常量,使其前面板始终处于打开状态,且输出(送入测量按键的局部变

量)为真,该子VI持续运行;当返回按键按下时,第二个条件结构执行真时的

程序,通过对应用程序控制属性节点的调用和一个布尔假常量,是其前面板由

打开转为关闭状态,且输出(送入测量按键的局部变量)变为假,分析按键被

弹起,该子VI停止运行。

图3.4.2 参数测量模块程序框图

3.4.1频谱分析模块

采用快速FFT算法,完成频域信号分析。可实现的频谱分析控制包括:

◆利用按窗函数缩放(Scaled Window.vi)完成信号加窗,提供9种频谱分析窗口;

利用频谱单位转换(Spectrum Unit Conversion.vi) 完成Log/Linear选择,提

供3种坐标显示模式和8种频谱单位;

利用频谱分析显示模块子VI完成频谱分析结果的显示和主VI对其的调用。

首先根据通道的选择提取要分析的信号(A信号或B信号),然后完成信号加窗,自功率谱的输出,最后完成对显示坐标及频谱单位的转换,并送入频谱分析显示模块,另外通过功率和频率估计节点来提取信号基频,供其他模块使用。通过分析逻辑按键和一个条件结构决定是否调用其显示模块。

频谱分析显示模块是将输入的df(频谱间隔)和频谱通过捆绑成簇,然后送入频谱图(XY图)显示,输入的频谱单位通过一字符显示控件显示在频谱图相应位置。另外,通过在其前面板上添加了暂停和返回按键和两个条件结构,使其可以暂停分析和关闭该子VI。当按键暂停按键未按下时,第一个条件结构执行假时的程序进行频谱分析;当暂停按键按下时,第一个条件结构执行真时的空程序,频谱分析暂停。返回按键未按下时,第二个条件结构执行假时的程序,通过对应用程序控制属性节点的调用和一个布尔真常量,使其前面板始终处于打开状态,且输出(送入分析按键的局部变量)为真,该子VI 持续运行;当返回按键按下时,第二个条件结构执行真时的程序,通过对应用程序控制属性节点的调用和一个布尔假常量,是其前面板由打开转为关闭状态,且输出(送入分析按键的局部变量)变为假,分析按键被弹起,该子VI停止运行。

模块程序框图如图3.5.1。

图3.4.3 频谱分析模块程序框图

频谱分析显示模块图标如图3.4.3所示。

图3.4.4 频谱分析显示模块图标

频谱分析显示模块程序框图如图3.4.4所示。

图3.4.5 频谱分析显示模块程序框图

3.5 数据存储和回放模块

传统的示波器存储的数据一般是易失性的存储器,但这样保存的数据容易丢失,而该虚拟示波器使用的存储工具是软盘或硬盘,数据不易丢失且携带方便,实现了数据的保存和读取,对波形的事后分析有很大的意义。

按键“写盘”控制是否进行数据存储;按键“读盘”控制是否从数据文件中读取数据。主面板提供了一个文件名输入框,这一个文件由写盘功能和读盘功能共用。从软盘或硬盘上读取的数据同实时采集的数据一样,能够进行自动参数测量、显示波形以及波形打印,并保留在显示窗口(显示模式设置为五种模式中的任意一种)。模块的程序框图如图3.6.1所示。

在该模块的设计中应用了多个局部变量,使用时要注意选择正确,另外,通过对数组写入时的转置,可以使我们在察看数据文件时看到完整的数据。

图3.5.1 数据存储和回放模块程序框图

3.6 波形打印模块

一般的数字示波器都没有打印功能,这在一定程度上限制了示波器的功能。为了完善该示波器的功能,本虚拟示波器的设计添加了一个波形打印模块,将主面板的波形数据送到波形打印模块子VI显示面板,模块程序框图如图3.7.1所示。

当按下打印按键时,完成主VI对子VI波形数据和单位的传输,它没有循环,打印原理就是执行一次波形的显示。该子VI运行时用获取日期/时间字符串(Get Data/Time String)节点可以获取系统当前时间,并显示在打印波形显示面板的右上部。通过对VI 属性中打印选项的设置使每次VI执行结束自动打印前面板,如图3.7.2所示,其他打印选项可根据需要自由选择。

图3.7.3为一打印出的波形截图。

图3.6.1 波形显示模块程序框图图3.6.2 波形显示模块打印选项设置

图3.6.3 打印出的波形截图

3.7主要控制结构

3.7.1测量控制结构

通过逻辑按键“测量”控制是否进行测量;通过逻辑按键“通道”控制通道选择,且在测量过程中可随时切换测量通道。

3.7.2自动调整扫描率控制结构

由逻辑按键“自动”和“手动”来控制是否根据扫描数来自动调整扫描率,两个按键之间通过使用一个事件结构来进行自动/手动按键的切换,使一个按键变化的时候,另一个按键也相应变换一次。

1、模拟信号控制

可通过对模拟信号选择内参数的调整,来改变使用的两模拟信号的类型及相关数据;可通过刷新控制滑动条实现屏幕刷新的快慢程度。

2、按键总体使用情况

当主模块运行时,如果采集按键没有按下,则可使用的功能包括“写盘”、“读盘”、“测量”、“波形打印”等;当采集按键按下时,可使用全部功能模块,但当进行“读盘”操作时,采集按键将会自动弹起。

4.总结

课程设计是测控仪器设计与LabVIEW课程重要的综合性与实践性教学环节,通过设计实践不仅可以检测我们对所学知识的掌握程度,更有助于培养我们独立学习、搜寻所需信息的能力,引导我们树立正确的设计思想,所以我们要认真对待本次课程设计。

刚拿到设计题目时,感到这个设计很难,因为很多概念、原理和术语都不曾见过。所以,做设计之前,我花了很长时间来了解设计任务书中所给的执行文件,并通过书籍和网络来搜寻相关设计资料。等到基本掌握执行文件的各个模块的相关功能后,我开始了各个子VI的设计工作。设计过程是辛苦的,但结果是快乐的,整个设计过程基本上就是一个调试、修改、再调试、再修改的过程。有时候为了一个功能的实现可能要花去整整一个下午和一个晚上的时间,而当你完成后有时却发现有更简便的方法,可是这个时候却一点也不感到失落,因为那是自己独立思考的结果,也许复杂,但正因复杂才得了别人没有的经验。各子VI设计调试好后,便是建立主程序模块将它们连接起来,进行整体的功能调试,直至符合设计要求。

设计过程中存在的一些问题及解决方案:

在数据采集模块,参考相关资料进行设计时,发现在LabVIEW中找不到Data Acquisition子模板中的AI Waveform Scan(scaled array).vi,利用搜索功能也不能找到,经上网查询后得知需要安装Traditional DAQ,并最终在https://www.doczj.com/doc/522934311.html,网站上下载到TDAQ750,使得问题得以解决。

在波形打印模块,实现打印功能时使用了报表打印,但打印结果不够理想,最后经同学点拨通过对VI属性的设置很好的实现了这一功能。

未完成自动/手动按钮切换,在主VI程序框图中加入事件结构后,发现循环不能正常进行,各功能按键失去相应的功能,经检查发现时间结构的左上角“超时”接线端未连接值,给“超时”连线端连接上数值常量1后,问题得以解决。

调用子VI时,对于子VI的暂停以及前面板的弹出和关闭,可通过添加一条件结构和应用程序控制属性节点使问题得以解决。

通过课程设计,基本掌握了虚拟示波器的组成原理及其设计的一般规律,进一步巩固、加深和拓展了所学知识,培养了分析问题、解决问题的能力,完成了预定目标。

5.参考文献

[1] 袁渊等主编.虚拟仪器基础教程.电子科技大学出版社.2008年

[2] 杨乐平、李海涛、肖凯等主编.虚拟仪器技术概论.电子工业出版社.2003年

[3] 刘君华主编.基于LabVIEW的虚拟仪器设计.电子工业大学出版社.2003年

[4] 唐黔湘.一种虚拟多功能数字示波器的设计与实现.华中科技大学硕士学位论文.2005年

6.附录:

示波器前面板

labview课程设计

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

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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。

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电气14级四个班级虚拟仪器课程设计题目2015秋季2016.1.18-22

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虚拟仪器课程设计任务书

摘要: 主要介绍了通过LabView研发打地鼠小游戏的过程。 关键词:Labview 打地鼠 一、设计任务 1设计目标: 设计一个打地鼠(僵尸)的小游戏。 2设计基本要求及发挥: (1)初步实现打地鼠功能。 (2)增加积分和等级统计功能。 (3)美化程序界面,添加音效。 二、方案论证 1.地鼠部分 方案一:运用事件,实现点击的确认,并利用随机来判定哪个口有地鼠。 方案二:调用ActiveX控件,采用更简单的语句编写,例如Flash。 鉴于此次想要练习Labview的应用,选用了方案一。 https://www.doczj.com/doc/522934311.html,BVIEW程序设计 初步的设计并不理想,不能实现地鼠自动消失以及乱点鼠标的惩罚。 经过多次调整方案,最后采用了对于事件进行详尽分类,将地鼠的出现与消失编入事件,后来加入开始结束按键以后,问题变得更加复杂,于是在调用子VI的基础上,又增加了“等待开始”与“失败”两个事件,在此基础上重新调整了每一个参数在不同事件中的传递以及累计运算,最后实现了数据的统计。 在等待地鼠出现的事件中加入了难度的递增判断。对于同类数据隐藏,并把相同分类的编入簇处理,以简化框图。 3.界面美化 初步美化界面,个性化了按键,对于某些按键加入特效。最终加入音效。

三、总体方案 1.工作原理: 简单来说,通过事件的触发和认证,实现了打地鼠功能。实际却比想象中的复杂很多。关键在于数据传递和算法的巧妙使用。 2.程序设计 对于框图已经做了整理,不方便再拆开了,整体来说,先从地鼠的触发开始,采用了自定义控件,地鼠按钮拥有三个态。地鼠采用随机触发,地鼠触发后判定是否点击相应地鼠,不点击延时后重新准备出地鼠,点击错误减时间,都是通过事件来完成的。比较复杂的是不同事件中的数据交换,除了统计数据的交换,还有事件真假的交换,这些都互相制约,而且根据嵌套决定了各自的优先级,这里不详细解释。最后就是在之前的基础上做了些小调整以消除bug。例如数据的初始化,还有数据的验证。在最后就是美化工作了,起初想应用同步时序实现更加复杂的音效效果,但是对于同步的几个控件理解不够深刻,经过多次尝试后还是采用了简单的方案。想应用ActiveX控件调用Flash实现动态地鼠,后查网说如果机器不安装Adobe Flash则控件不能正常显示,鉴于方便大家测试,作罢。美化工作其实不必程序设计简单,图片都要自己处理,声音也要自己剪裁和处理。经过这么多的努力才制作出一个这么简陋的小游戏,见笑。而且制作过程中为了美化删减掉许多功能,大家看到的最终版本并不代表所有汗水。 四设计步骤 1.1 前面板设计 根据在实际机器中的实物以及设计思路过程,大致需要地鼠、成绩显示屏、玩的过程中地鼠个数显示、时间的设置输入以及一些控制游戏始末的开关等。 在时间有限的情况下,没有能够自行设计一个控件,因此用布尔开关来模拟,当开关开时记作地鼠出现,关时记作地鼠消失,为进一步的区分这两种状态,可以让开与关时的布尔控件显示不同的颜色,如下图2-1-a。还是可以用布尔控件来控制类似的电源开与关、游戏的开始与结束。屏幕的显示用字符串显示控件可以满足。地鼠出现的总个数、打中的以及为打中的是数字的显示,用数字显示控件可以,如图2-1-a。当然时间的设置用数字输入控件好一些,为使时间的精度高一些,特以没0.1s来增加或减少。整体前面板控件如图2-1-a.

LabVIEW练习题

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。

基于Labview虚拟示波器的毕业设计说明

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

基于Labview的通信系统的设计_毕业设计论文

毕业设计论文 基于Labview的通信系统的设计 摘要 本设计基于LabVIEW仿真软件完成了基本通信系统和通信综合系统的构建。该系统涵盖了模拟调制,数字调制,模拟信号数字传输,信道编码,最佳接收系统几部分内容。通过系统仿真,实现了系统输入输出波形的直观显示,解决了教学中实验效果不理想,理论内容不好理解的问题。同时通过内置的Web Server 进行网页发布后,用户可以在客户端通过web浏览器远程调用并运行本系统,提高效率,节约成本。 关键词:通信系统;幅度调制;脉冲编码调制 ABSTRACT This design based on the completion of the basic LabVIEW simulation software communications system and the communication of the construction of the integrated system. This system covers analog modulation, digital modulation, analog signal digital transmission, channel coding, best the receiving system several parts content. Through the simulation, realize the system input/output waveform of visual display, solve the experiment teaching effect is not ideal, theory content of understanding of bad. And at the same time through built-in Web Server for Web publishing, users can in the client through the Web browser remote calls and run this system, improve efficiency, the cost savings. Keywords: communication system; Amplitude modulation; Pulse code modulation

LabVIEW课程设计报告

《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:

基于LabVIEW的贪吃蛇游戏设计本科毕业设计

本科毕业设计(论文) 题目:基于Lab VIEW的贪 吃蛇游戏开发设计

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。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。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

虚拟仪器课程设计题目要求2016

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)。

(最新版)基于LabVIEW的温度控制系统毕业设计论文

引言 随着微电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术和现代测量技术的迅速发展,一种新型的先进仪器——虚拟仪器成为当前系统研究的热点。虚拟仪器的出现开辟了仪器技术的新纪元,它是多门技术与计算机技术结合的产物,其基本思想逐步代替仪器完成某些功能,如数据的采集、分析、显示和存储等,最终达到取代传统电子仪器的目的。 虚拟仪器通过软件开发平台将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融为一体,把计算机强大的数据处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起,通过软件实现对数据的显示、存储及分析处理,并通过交互式图形界面实现系统控制和显示测量数据,并使用框图模块指定各种功能。采用集成电路温度传感器和虚拟仪器方便地构建一个测温系统,且外围电路简单,易于实现,便于系统硬件维护、功能扩展和软件升级。 本设计利用LabVIEW作为语言开发平台,设计了一个温度控制系统,并利用计算机串口与下位机串行通讯,能实现温度的实时测量与控制。

1 绪论 现代计算机技术和信息技术的迅猛发展,冲击着国民经济的各个领域,也引起了测量仪器和测试技术的巨大变革。人们曾为测量仪器从模拟化、数字化到智能化的进步而欣喜,也为自动测试技术的日新月异的发展所鼓舞,当今虚拟仪器技术的出现又使得测量仪器进步入了高科技的殿堂。 与传统的仪器不同,虚拟仪器(virtual instrument)是基于计算机和标准总线技术的模块化系统,通常它是由控制模块、仪器模块和软件组成,在虚拟仪器中软件是至关重要的,仪器的功能都要通过它来实现,因此软件是虚拟仪器的核心,―软件就是仪器‖,从本质上反映了虚拟仪器的特征。 从构成方式上讲,虚拟仪器可分为四大类:GPIB体系结构、PC-DAQ体系结构、VXI体系结构和PXI体系结构。 GPIB体系结构是通过GPIB总线将具有GPIB接口的计算机和仪器集成的测试系统。其优点是用户可以充分利用自己的计算机和仪器资源,且组建方便灵活、操作简单,曾是国际流行的自动测试系统。当今,在VXI为主的体系结构中,有时也采用GPIB 作为辅助,这样可以充分利用本单位仪器资源,或称补VXI仪器模块的不足。 VXI体系结构综合了。pib和vem总线的优点,它集成的系统硬件集成度高、数据传输率快、便携性好,是当今倍受业界关注的体系结构。 PXI体系结构是以PCI总线为基础的体系结构,由于其总线吞吐率高、硬件的价格较低被业内人士认为是符合国情的一种体系结构。 虚拟仪器应用程序的开发环境主要有两种=一种是基于传统的文本语言的软件开发环境,常用的有lab windowscvi、.visual basidc=vc++等:一种是基于图形化语言的软件开发环境,常用的有LabVIEW和hp vee。其中图形化软件开发系统是用工程人员所熟悉的术语和图形化符号代替常规的文本语言编程,界面友好,操作简便,可大大缩短系统开发周期,深受专业人员的青睐。 1.1 课题背景 随着世界经济的发展,工业的迅速扩张,政府和企业家们花在设备上的投入越来越多,这笔巨大的开销,极大地限制了企业的资金,从而制约着企业的发展。而虚拟仪器技术凭借着其开发容易、开发成本低、开发周期短等明显的优点,渐渐地在工业测控领

基于LabVIEW的科学计算器毕业设计

基于LabVIEW的科学计算器毕业设计 目录 内容摘要: (1) 关键词: (1) Abstract: (1) 1.绪论 (2) 1.1论文的研究背景 (2) 1.2仪器的发展背景 (2) 1.3虚拟仪器的发展及未来前景 (3) 2 虚拟仪器及LabVIEW的介绍 (5) 2.1虚拟仪器的介绍 (5) 2.2虚拟仪虚拟仪器的主要特点 (5) 2.3虚拟仪器开发平台 LabVIEW的介绍 (6) 2.3.1 LabVIEW的界面介绍 (7) 2.3.2 虚拟仪器开发平台LabVIEW8.5的程序构成与模块简介 (7) 2.4 LabVIEW的特点与发展 (10) 3计算器的介绍 (12) 3.1 计算器的起源 (12) 3.2计算器的功能类型 (12) 4.总体设计 (14) 4.1 设计思路与流程图 (14) 4.2键入感应 (15) 4.3 数字的读入 (16) 4.3.1 数字1~9的键入 (16)

4.3.2数字0的键入 (17) 4.4操作类型 (18) 4.5 常用键的设置 (18) 4.5.1小数点(.) (18) 4.5.2等号键 (19) 4.5.3清零键C (21) 4.5.4退出键CE (22) 4.5.5开方键(sqrt) (22) 4.5.6倒数键(1/x) (23) 4.5.7反号键(+/-) (24) 4.5.8 backspace键 (24) 4.6簇中的各元素在条件结构中代表的序号 (25) 4.7去掉小数末尾的0的功能 (25) 4.8 框图结构 (26) 4.9 计算器的前面板结构 (27) 5.总结 (28) 参考文献 (29) 致谢 (30)

Labview虚拟仪器课程设计实验报告

课 程 设 计 L a b v i e w 虚拟仪器课程设计 2013 年 7 月 13 日 设计题目 Labview 虚拟仪器课程设计 成绩 设计题目 学 号 专业班级 生物医学工程10-1班 学生姓名 指导教师 付静

合肥工业大学课程设计任务书 虚拟心电图仪的设计 课 程 设 计 主 要 内 容 了解虚拟仪器的概念,并通过基本习题掌握Labview 软件的使 用方法及虚拟仪器的设计流程, 在此基础上完成虚拟心电图仪的设计,实现心电信号的显示、保存、R-R 间期及心率等参数的计算。 指 导 教 师 评 语 建议:从学生的工作态度、工作量、设计(论文)的创造性、学术性、实用性及书面表达能力等方面给出评价。 签名: 20 年 月 日

一、虚拟心电图仪设计主要内容 心电图仪的前面板及框图程序的设计,要求实现心电信号的回放显示、保存、R-R间期及心率等参数的计算。 二、实验设备 装有Labview的PC一台 三、设计思路 1、心电图仪前面板的设计 (1) 考虑到设计的心电图仪能够实现对心电信号波形显示,以及回放显示功能,所以设置了两个Wave Graph 面板,一个用于实时显示,一个用于回放显示,如下图示: 实时显示面板: 回放显示面板: 注释:在设计的过程中考虑过将实时显示和回放显示放在一个Wave Graph 中,但是由于这种分开设计的方法更加简单明了,所以最终选择了这种设计. (2) 考虑到设计有要求能够显示R-R间期及心率等参数,还要有保存功能键,再结合实际需要,所以,最后的完整面板如下图示: (因为图太大,所以把整张图截成了两部分)

虚拟仪器毕业设计外文翻译

译文 1、虚拟仪器的产生背景 当今我们处于一个正在高度发展的信息社会,要求在有限的时空上实现大量信息的交换,必然带来信息密度的急剧增大,要求电子系统对于信息的处理速度越来越高,功能越来越强,这使得系统结构日趋复杂。一方面电子技术及市场的发展从客观上要求测试仪器向自动化及柔性化的方向发展,另一方面,电子技术及市场的发展也给虚拟仪器的产生提供了可能。在这种形式下,基于微计算机的虚拟仪器逐步变得现实,它的出现和广泛使用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。 2虚拟仪器的概念 虚拟仪器(Virtual Instrument,简称VI)的概念是由美国国家仪器公司(NI)在20世纪80年代最早提出的。虚拟仪器就是在以通用计算机为核心的硬件平台上,由用户设计定义、具有虚拟前面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。其核心的思想是利用计算机的强大资源使本来需要硬件实现的技术软件化,以便最大限度地降低系统成本,增强系统功能与灵活性。虚拟仪器代表着从传统硬件为主的测试系统到以软件为中心的测试系统的根本性转变。虚拟仪器的出现是仪器发展史上的一场革命,代表着仪器发展的最新方向和潮流,对科学技术的发展和工业生产的进步将产生不可估量的影响。虚拟仪器具有性能高、扩展性强、开发时间短、无缝集成等优势。 3. 图形化虚拟仪器开发平台—LABVIEW 简介及其优势 LABVIEW是Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench (实验室虚拟仪器集成开发环境)的简称,是由美国国家仪器公司(National instruments, IN)创立的一个功能强大而又灵活的仪器和分析应用开发工具。Labview一种图形化的编程语言,主要用来开发数据采集,仪器控制及数据处理分析等软件,功能强大。目前,该开发软件在国际测试、测控行业比较流行,在国内的测控领域也得到广泛应用。函数信号发生器是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用仪器。LABVIEW软件开发平台具有以下优点: 1、图形化的编程方式,设计者无需写任何文本格式的代码,是真正的工程师的语言。 2、提供了丰富的数据采集、分析及存储的库函数。 3、既提供了传统的程序调试手段,如设置断点、单步运行,同时提供有独到的高亮执行工具,使程序动画式运行,利于设计者观察程序运行的细节,使程序的调试和开发更为便捷。

本科毕业设计---基于labview的自动测试系统实验平台

编号: 毕业设计说明书 题目:基于LabVIEW的自动测试系统 实验平台 院(系):电子工程与自动化学院 专业:测控技术与仪器 学生姓名:彭彪 学号:0600820322 指导教师:殷贤华 职称:讲师 题目类型:理论研究√实验研究工程设计工程技术研究软件开发 2010年5月14日

随着科学技术的发展,对电子测量与仪器的要求越来越高。自动测试系统孕育而生,发展非常迅速。“自动测试系统课程”是测控技术与仪器专业的主干课程,自动测试系统实验包括自动测试系统软件开发和组建,这对理论学习非常重要。开发基于局域网的自动测试系统实验平台,终端共享实验设备,节约实验成本,提高实验效率。 根据自动测试系统课程的实验项目的需要,在对图形化软件开发工具LabVIEW以及用VISA为底层工具开发的虚拟仪器驱动程序进行深入研究的基础上,设计了基于LabVIEW的自动测试系统实验平台。它由硬件系统和测试软件组成,硬件系统由计算机、网关、GPIB仪器、VXI机箱及仪器模块和多功能实验板组成,测试软件包括虚拟任意波形发生器、虚拟示波器、虚拟万用表以及各实验项目测试程序。多功能实验板作为测试对象,可以根据各个实验项目的不同要求灵活设置。该实验平台可以完成对交直流电压电流信号、电阻、幅值、频率、周期、相位等基本参量的测量,满足自动测试系统实验项目的要求。通过测试验证,达到了预期设计目标,可以应用到自动测试系统实验当中。 关键词:仪器驱动程序;虚拟仪器;实验平台

With the development of science and technology, the requirements of Electronic Measurement and Instruments is been more and more important, thus the Automatic Test System is emerged and is developing rapidly. Automatic Test System(ATS)is the main course in the major of measurement&control technology and instrumentation. The experiment of ATS includes software development&formation and is of great importance to theoretical study. The ATS experimental platform is based on Local area network, which makes equipments be shared in the terminal. In addition, the ATS experimental platform also saves the experiment cost as well as improves the efficiency. To meet the needs of the experiment item of A TS,the ATS experimental platform is designed,based on the study of LabVIEW which is a kind of graphical tools and virtual instrument driver which is developed by VISA. It consists of hardware system and test software. The hardware system includes computer, gateway, GPIB instruments, VXI box & module and multi-functional Panel. The test software consists of virtual profile generator, virtual oscilloscope, virtual multimeter and some lab tests programs. As the tested objects, the multi-functional experimental board can be seted flexibly on the basis of different requirements. This platform accomplish measurements of AC or DC voltage, resistance, amplitude, frequency, cycle, phase and other basic parameters as well as experiment item. The test results show that it achieve the expected goals and can be applied to the Automatic Test System experiment. Key words:Instrument Driver ; Virtual Instrument ; Experimental Platform

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