内蒙古科技大学
虚拟仪器课程设计说明书
题目：多路信号发生器，双通道示波
器
1.设计题目:多路信号发生器
2设计目的：了解、熟悉并掌握虚拟仪器的相关知识；完成所要求的实验内容。
3.设计要求:
①可以输出任意一种以下的信号：正弦波信号、方波信号、锯齿波信号或三角波信号，且可输出双路信号。
②信号频率、幅值、占空比、相位和偏移量可调
4.设计思路:
在条件结构中运用“基本函数发生器”模块作为正弦波、方波、三角波信号的发生单元，通过其可设置频率、幅值、相位差及占空比的调节，且经过条件结
构即可进行双路、单路等各信号输出的选择，然后用While循环使输出信号连续的动起来，所产生的信号通过波形图来显示，可用DAQ输入模块将信号送入数据采集卡PCI6221再用DAQ输出模块将信号采集回来用波形图显示，便可验证所产生的信号，或通过示波器来验证。
5．设计实现过程
（1）前面板的设计
（2）设计的基本原理和设计步骤
<1>while循环
按上述顺序在“条件结构”并列位置找到“while循环”，如图示：将其拉
大包含以上的“条件结构”。
<2>基本函数发生器
LabVIEW软件中包括很多种模块，用户可以从软件中调用任意的模块供用户使用。其中有一个模块是基本函数发生器。用这个模块可以很方便地设计信号发生器。本章的编程涉及到基本函数发生器、循环结构、波形显示和输入框等模块，但最主要的模块是基本函数信号发生器这个模块，现在对这个模块进行详细的介绍，对本章下面的编程会起到很大的帮助。基本函数发生器如图所示。
<3>设计一个双通道的波形发生
<4>双通道采样设置
设置控制两个通道波形的频率，幅值，相位，偏移量，以及方波
的占空比。将他们设置在一个while循环中，采样时间设置
。
<5>程序框图
<6>运行图样
6.运行显示
双通道虚拟示波器
1.设计题目:双通道虚拟示波器
2设计目的：了解、熟悉并掌握虚拟仪器的相关知识；完成所要求的实验内容。
3.设计要求: 参考：Search Examples》Demonstrations》Instrument I/O》
Two-Channel Oscilloscope ，数据可存储回放
4.设计思路:采用“基本函数发生器”模块作为正弦波.方波，锯齿波，然后用
条件结构设计通道选择的设计，且两个通道可调频率和幅值，以求达到用户所需的信号，再用while循环将整体包括以使波形能连续输出，整个过程需通过波形图控件来显示产生的波形，在通过配备DAQ和采集卡设计可验证输出信号的设计图。
5设计实现过程：
（1）前面板的设计
（2）设计的基本原理和设计步骤
<1>首先设计一个while循环，按上述顺序在“条件结构”并列位置找到“while循环”，如图示：将其拉大包含以上的“条件结构”。
<2> 创建DAQ助手采集信号,模拟量的采集，设置双通道AI0，AI8，最小最大电压-10，10v
<3>设置，开辟缓冲区大小。
<4>DAQmx Read.vi 每次读取多少样本
<5>设置通道选择，A，B，AB。单通道，双通道选择。
<6>示波器Y轴幅值的设置
计算公式连接簇，连接Y轴属性节点
<7>示波器X轴时间设置
计算公式连接簇，连接Y轴属性节点
<8>存储回放模块设置
一．存储模块。新建条件结构，在其中放入写入测量文件模块。连接连线。
二．回放模块。新建条件结构，在其中放入读取测量文件。连接连线。
<9>在前面板放置两个示波器显示模块，连接连线
<10>设置while循环采样时间
设置停止按钮，功能选择的局部变量的连线。
<11>程序框图
6.运行显示
7. 实验心得体会
平时上课都是听老师在上面讲这个怎么用，那个怎么用，去做实验也是老师讲了很多，自己做的很少。这次作为LIBVIEW的结课实验，完全是自己独自去完成，才发现原来自己的实力是如此的低，经过自己在网上的查询和同学帮助，终于跌跌碰碰的完成了实验，这其中对LIBVIEW软件的编程理解的更加的实际了，通过自己的动手，真的学到了好多。
双通道虚拟示波器 1.设计题目:双通道虚拟示波器 2设计目的：了解、熟悉并掌握虚拟仪器的相关知识；完成所要求的实验内容。 3.设计要求: 参考：Search Examples》Demonstrations》Instrument I/O》 Two-Channel Oscilloscope ，数据可存储回放 4.设计思路:采用“基本函数发生器”模块作为正弦波.方波，锯齿波，然后用 条件结构设计通道选择的设计，且两个通道可调频率和幅值，以求达到用户所需的信号，再用while循环将整体包括以使波形能连续输出，整个过程需通过波形图控件来显示产生的波形，在通过配备DAQ和采集卡设计可验证输出信号的设计图。 5设计实现过程： （1）前面板的设计 （2）设计的基本原理和设计步骤
<1>首先设计一个while循环，按上述顺序在“条件结构”并列位置找到“while循环”，如图示：将其拉大包含以上的“条件结构”。 <2> 创建DAQ助手采集信号,模拟量的采集，设置双通道AI0，AI8，最小最大电压-10，10v <3>设置，开辟缓冲区大小。
<4>DAQmx Read.vi 每次读取多少样本 <5>设置通道选择，A，B，AB。单通道，双通道选择。 <6>示波器Y轴幅值的设置 计算公式连接簇，连接Y轴属性节点 <7>示波器X轴时间设置
计算公式连接簇，连接Y轴属性节点 <8>存储回放模块设置 一．存储模块。新建条件结构，在其中放入写入测量文件模块。连接连线。 二．回放模块。新建条件结构，在其中放入读取测量文件。连接连线。
<9>在前面板放置两个示波器显示模块，连接连线 <10>设置while循环采样时间
毕业论文（设计）材料题目：多路信号发生器的设计 学生姓名：施乾东 学生学号：0908030228 系别：电气信息工程学院 专业：电子信息工程 届别：2013 指导教师：张大雷
一、毕业论文（设计）任务书 要求完成的主要任务及达到的目标 信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号，常用作测试的信号源或激励源的设备。其又称信号源或振荡器，是可以测试产生所需参数的电测试信号的仪器。按信号波形可分为正弦信号、函数（波形）信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。多路信号发生器是信号发生器的一种，其利用单片机控制和DAC0832进行数模转换,通过硬件电路和软件程序相结合,可正弦波、方波、三角波、梯形波及其他任意波形，波形的频率通过软件控制、幅度通过硬件在一定范围内可改变。该信号发生器相较于其他信号发生器，具有体积小、价格低、性能稳定的优点。 要求设计完成一个多路信号发生器： ?了解多种时钟信号的产生方法 ?了解虚拟仪器的具体实际应用 ?通过单片机控制74LS138译码器，对DAC0832进行片选控制基于共阴/阳数码管的方式研究 ?将所学的知识通过设计信号发生器实验可产生各种波形如正弦波、方波、三角波、锯齿波等；来加深对虚拟仪器技术的深层理解 要求所设计的多路信号发生器具有以下功能： 1、能够产生正弦波、矩形波、锯齿波等基本波形信号，并通过修改程序能够产 生任意波形的信号； 2、通过两个按键控制波形类型和频率，一个按键控制信号类型，按下键一依次 改变信号类型和停止产生波形；另一个按键改变信号频率； 3、信号频率、幅值、占空比可调 工作进度要求 2011.12.1——2011.12.28 撰写开题报告 2011.12.29——2011.12.31 拟定论文提纲 2012.1.1——2012.2.28 撰写论文初稿 2012.3.1——2012.4.31 论文修改 2012.5.1——2012.5.14 论文定稿
基于Labview的虚拟信号发生器的设计(毕设)
课题名称基于LabVIEW8.0的虚拟函数信号发生器的设 计 指导教师姓名肖俊生 学生姓名刘增辉 专业自动化 学号 0967106205
基于LabVIEW的虚拟函数信号发生器的设计 摘要 本文实现了基于LabVIEW8.5的虚拟正弦波、方波、三角波、锯齿波以及任意信号波形的信号发生。操作人员可以根据需要,改变波形的频率、幅值、相位、偏移量等参数，并可保存波形的分析参数到指定文件。本论文首先简介了虚拟函数信号发生器的开发平台，及虚拟信号发生器的设计思路，并且给出了基于LabVIEW的虚拟信号发生器的前面板和程序设计流程图，讲述了功能模块的设计步骤，提供了虚拟发生器的前面板。本仪器系统操作简便，设计灵活，具有很强的适应性。 【关键词】：虚拟仪器，LabVIEW，信号发生器 第一章虚拟仪器（Virtual Instrument） 1.1 虚拟仪器概念 虚拟仪器的起源可追溯到20世纪70年代。“虚拟”的含义主要是强调了软件在这类仪器中的作用，体现了虚拟仪器与主要通过硬件实现各种功能的传统仪器的不同。由于虚拟仪器结构形式的多样性和适用领域的广泛性，目前对于虚拟仪器的概念还没有统一的定义。美国国家仪器公司（National Instruments Corporation，NI）认为，虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统，是一种计算机操纵的模块化仪器系统。 虚拟仪器主要由通用的计算机资源（例如微处理器、内存、消声器）、应用软件和仪器硬件（例如A/D\、D/A、数字I/O、定时器、信号调理等）等构成。使用者利用应用软件将计算机资源和仪器硬件结合起来，通过友好的图形界面来操作计算机，完成对测试信号的采集、分析、判断、显示和数据处理等功能。虚拟仪器中的硬件主要用于解决信号的调理以及输入、输出问题。而软件主要
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
测控专业虚拟仪器课程设计说明书 题目：多路信号发生器 学生姓名： 学号： 专业：测控技术与仪器 班级： 指导教师：
1.设计题目:多路信号发生器 2. 设计目的: 1.通过实验让我们更深入了解虚拟仪器的基本原理及观念，掌握利用 相关的软、硬件平台完成虚拟仪器设计的方法和步骤。 2.了解虚拟仪器的具体的实际应用。 3. 将所学的知识通过设计信号发生器实验可产生各种波形如正弦波、 方波、三角波、锯齿波等；来加深对虚拟仪器技术的深层理解。 3.设计要求: ①可输出双路正弦波(方波、三角波)信号,其相位差可调 ②信号频率、幅值、占空比可调 4.基本设计思路: 在条件结构中运用“基本函数发生器”模块作为正弦波、方波、三角波信号的发生单元，通过其可设置频率、幅值、相位差及占空比的调节，且经过条件结构即可进行双路、单路等各信号输出的选择，然后用While循环使输出信号连续的动起来，所产生的信号通过波形图来显示，可用DAQ输入模块将信号送入数据采集卡PCI6221再用DAQ输出模块将信号采集回来用波形图显示，便可验证所产生的信号，或通过示波器来验证！ 5.程序流程图：
图1.程序流程图 6．设计实现过程: （1）通过“条件结构”来分配通道 在程序框图中，右键在编程—结构中如图，即可拖出条件结构， ，此条件结构通过设置条件分支来进行通道1、2各种波形信号的选择。条件分支的设置可在前面板输入控件中选 择“滑动杆”连入分支选择中，对其进行属性设置得到通道选择如下图 作为所产生波形通道的选择。在真假选择中通过右键增加输入分支分别为0、1、2、3，对应通道1、2、双通道及公式波形。将基本函数发生器及其类型放条件结构内，其他输入控件放条件外，以供个条件连线方便使用。 （2）“基本函数发生器”模块及基本参数设置 在程序框图中右键选择信号处理如下图(a),选中波形生成找到基本函
虚拟信号发生器(labview)
4 系统总体的设计及实现 4.1 系统框架和设计流程 4.1.1程序框图的设计流程 用LABVIEW设计虚拟信号发生器的主要步骤是在设计程序框图上，图4.1是设计程序框图的主要流程。 图4.1 程序框图的设计流程 4.1.2系统设计 设计信号发生器的主要任务是设计程序框图和前面板，在设计这两部分中若没有出现数据类型不匹配、控件的属性设置等问题，再跟硬件连接，看是否可以产生各种信号，并且能被数字示波器采集到，并在硬件允许的范围内体现比现有信号发生器更宽泛的信号范围。
4.2 系统具体应用程序 按系统的总体要求，可以分为两部分来设计，一个是基本波形的系统设计，如正弦波，方波，三角波和锯齿波，另一个是基于数字脉冲的PWM波设计。 4.2.1程序框图的具体设计步骤 利用LABVIEW设计一个系统，其中的主要部分是程序框图的设计，以下就是程序框图设计的基本过程。 1）创建虚拟通道，可以根据输出的波形的类型来设置物理通道的性质，并可以设置波形的一些基本参数。图4.2是输出基本波形的通道，图4.3是输出PWM波的通道。 图4.2 基本波形虚拟通道 图4.3 PWM波虚拟通道 2）设置基本波形的缓冲区和采样时钟，缓冲区中则可以对信号的频率、幅值、采样值、波形类型等进行设置，采样时钟设为模拟。本设计中的PWM波是基于计数器产生的，采样时钟则是设置成计数器（隐式）。时钟采样方式均设置为连续采样。图4.4是基本信号的时钟，图4.5则是PWM波的时钟。
图4.4 基本波形信号时钟 图4.5 PWM波信号时钟 3）基本信号发生器需要先设置模拟信号的通道数及采样数，然后运行，PWM 波则是则是在设置好波形参数和时钟后可以直接运行。 图4.6 基本信号波形运行
虚拟示波器的研究与设计 任重 江西科技师范学院，江西省光电子与通信重点实验室，江西南昌（330013） E-mail：renzhong81@https://www.doczj.com/doc/5917469864.html, 摘要：本文首先介绍了虚拟仪器技术,高校实验室仪器的现状和解决方法，然后从总体的角度提出了虚拟示波器的设计方案,另外介绍了DAQ卡Kpci-3100，然后比较详细地从功能的角度用LabVIEW语言分别设计了虚拟示波器的功能模块。最后，整个系统经过调试和实验表明，该虚拟示波器具有传统示波器无法比拟的诸多优势。 关键词:虚拟仪器，虚拟示波器，DAQ卡，LabVIEW 中图分类号：TP216+.1 文献标识码：A 1.引言 虚拟仪器是由美国国家仪器公司（National Instrument）首先提出来的，虚拟仪器（Virtual instrument）的核心是：以计算机作为仪器统一的硬件平台，充分利用计算机独具的运算、存储、回放、调用、显示以及文件管理等智能化功能，同时把传统仪器的专业化功能和面板控件软件化，并结合相应的I/O接口设备，这样便构成了一台从外观到功能都完全与传统硬件仪器相同，同时又充分享用了计算机智能资源的全新的仪器系统[1]。 目前，在多数院校的电子学实验教学中，常用的仍然是功能固定的台式仪器，主要有示波器、函数发生器、实验箱和电源等。对于一所高等院校而言，进行电子类实验教学至少需要配备30套设备，每一套近万元，在经费紧张的情况下，很难满足教学的需要。另外，台式机操作复杂，功能单一、调试困难，学生不易掌握其使用方法，测定结果也不精确。而采用虚拟仪器实验系统，可以解决上述问题：（1）虚拟仪器可以由用户自定义其功能，并可以把几种仪器集成在一个系统中，运用不同切换过程，实现同样的教学目的。这样，一台计算机就是一个实验平台。（2）由于虚拟仪器的内容丰富，人机界面好，可以减轻教师的教学负担，加深学生对知识的理解。（3）提高实验效率，降低教学成本，参数输入简便，结果显示明确，实验设备如有更新，只需更新一下软件。（4）借助虚拟技术把仪器与计算机相连接，可以充分利用实验资源。 2.虚拟示波器的总体设计 本虚拟示波器[2]主要由硬件和软件两部分组成。其中硬件是以PC机为基础，加上一块基于PCI总线的多功能数据采集卡;软件是以WIN98/2000/XP为操作系统的基础上的一个应用程序，如：VC++，VB，Dephi，Labwindows/c及LabVIEW[3][4][5]以及仪器驱动程序。虚拟示波器的结构如图1所示。
一、绪论 1.1 虚拟示波器背景 示波器是电子测量行业最常用的测量仪器之一，主要用来测量并显示被测信号的参数和波形，在科学研究、科学实验以及现场监测等许多领域被广泛应用。随着科学研究的不断深入和各种高新技术的不断发展，传统示波器的诸如波形不稳定、测读不准确等许多缺陷逐渐显露出来，而且体积大，耗电多，越来越不能满足现代应用的需要。 “虚拟仪器”这一新概念测量仪器的诞生，使示波器突破了传统，在功能和作用等多方面发生了根本性变化。虚拟仪器将计算机和测量系统融合于一体，用计算机软件代替传统仪器的某些硬件的功能，用计算机的显示器代替传统仪器物理面板。 虚拟示波器是虚拟仪器的一种，它不仅可以实现传统示波器的功能，具有存储、再现、分析、处理波形等特点，而且体积小，耗电少。虚拟示波器使用功能强大的微型计算机来完成信号的处理和波形的显示，利用软件技术在屏幕上设计出方便、逼真的仪器面板，进行各种信号的处理、加工和分析，用各种不同的方式(如数据、图形、图表等)表示测量结果，完成各种规模的测量任务。鉴于虚拟示波器的种种优点及广泛用途，研究出性能优越、价格低廉的虚拟示波器是十分重要的。 1.2 性能指标 本示波器与常见的示波器比较，最大的特点是可以定量地给出信号的各种参量，比如最大、最小值和频率等，无需使用者再去数格子，然后还要计算。特别适合于学校教学实验的需求，在学校教学中可以直联投影机，使全体学生都可以远距离看到信号波形的演示。 本示波器采样USB接口，其频率比并口示波器略高，同样支持直流测量，可以定量测量信号，主要技术指标如下： 采样频率：共八挡可调：323.53kHz、100kHz、50kHz、20kHz、10kHz、5kHz、2kHz、1kHz。本机测量的信号频率应在70kHz以下。 最高输入电压：共两挡可选：±2.5V，±12.5V，如果接入10：1示波器探棒，最大输入电压可达±125V。 输入阻抗：1MΩ。 供电电压：无需外部供电，直接从PC机的USB口取电。 接口：USB接口。 二、硬件设计 具体电路原理图见附录一，从图中可以看出电路的输入信号调理部分和信号转换部分与常见的并口示波器相同，R10、R11、R12、R13、R14、C19、C20和C21构成输入交直流切换和衰减网络，提供交直流输入切换和1：1、1：5的输入信号切换功能；TL074中的一个运放U 1 A和其周边元件构成一个跟随放大器，提供了输入保护和阻抗转换功能；TL074中的另一个运放U1B
虚拟仪器课程设计报告 题目：双通道虚拟信号发生器设计 双通道虚拟信号发生器设计 一、课程设计说明： 对于任何测试来说，信号的生成非常重要。例如，当现实世界中的真正信号很难得到时，可以用仿真信号对其进行模拟。常用的测试信号包括：正弦波、三角波、方波、锯齿波、各种噪声信号以及由多种正弦波合成的多频信号。信号发生器在测量中应用非常广泛，它可以产生不同频率的正弦信号、方波、三角波、锯齿波等，
其输出的幅值和直流偏置也可以根据需要进行调节。信号发生器种类繁多，专用信号发生器是专门为某种特殊的测量而研制的，如电视信号发生器、编码脉冲信号发生器等；通用信号发生器按输出波形可分为正弦信号发生器、脉冲信号发生器、函数发生器和噪声发生器等，其中正弦信号发生器最具普遍性和广泛性。 LabVIEW虚拟仪器技术软件开发平台提供了丰富的信号产生函数。通过编写适当的LabVIEW程序，设计与实现一个双通道虚拟信号发生器。 本课题基于虚拟仪器LabVIEW图形化软件开发平台，设计一种双通道虚拟信号发生器，要求所设计的双通道虚拟信号发生器可以产生和显示正弦信号、三角波、方波、锯齿波、公式波及是否加噪声信号。具体指标与要求如下： (一) 正弦信号、三角波、方波、锯齿波信号 1、频率及幅值可调； 2、偏置量及方波的占空比可调； 3、可调整幅值、相位、频率；调整后无须重新启动（但是有组合按键）； 4、在产生的信号中可以加入高斯白噪声。 5、可以设置通道选项，可以选一个通道，也可以选两通道。 6、公式波信号：当选择产生公式波信号时，可以通过信号发生器前面板输入 相应的公式，从而得到相应的波形信号。 7、通道1、通道2可以分别产生正弦信号、三角波、方波、锯齿波或公式波信 号。通过设置一个“退出”按钮来退出程序。两个通道产生的信号必须在 同一个示波器(Graph)中显示波形，但彼此互不干扰。每个通道可以对波形 进行单独控制，分别可以选择产生输出正弦信号、方波信号、三角波信号、锯齿波信号或公式波信号。并可以对采样信息，频率，幅值以及相位参数 进行调节控制，方波还可以控制占空比。 8、采样频率和采样数课设置。 9、波形颜色可以控制，可以显示出：红色，黄色，蓝色等三种颜色。这里采 用了事件结构来编写，在下面会介绍的。 二、课程设计目的 通过本次课程设计使学生具备： （1）了解现代仪器科学与技术的发展前沿；（2）学习和掌握虚拟仪器系统组成和工作原理；(3）掌握虚拟仪器LabVIEW图形化软件设计方法与调试技巧；（4）培养学生查阅资料的能力和运用知识能力。 三、课程设计要求
虚拟信号发生器的设计 （巢湖学院物理与电子科学系王乐07037022） 摘要:虚拟仪器是由一些必要的硬件获取调理信号，并以通用计算机为平台，实现不同测量软件对采集获得信号进行分析处理及显示。它改变了传统电子测量仪器的概念和模式，用户完全可以自己定义仪器的功能和参数，即“软件既是仪器”。计算机技术与网络技术的飞速发展，使得虚拟仪器已经成为现代电子测量仪器发展的趋势。 本文介绍了一种以LabVIEW为开发平台，能够产生正弦波、三角波、方波、锯齿波和任意波测试信号发生器，其平率、幅值、相位、电压偏置等参数可以设置，不但输出波形参数可调、而且可同步显示。本系统通过采用TCP/IP技术来实现远程数据传输功能，当两台计算机设置好端口后，就可以进行数据传输。 与传统仪器相比，本系统具有高效、开放、使用灵活、功能强大、性价比高、可操作性好等明显优点，可用于医疗，工程等精密仪器的测试，具有较强的实用性和开发价值。 关键词:虚拟仪器，Labview，函数信号发生器，网络通信。 The design of virtual signal generator and remotereslization Abstract:The virtual instrument which conditioning signals isgained by some essential hardware.It takes the general-purposecomputer as a platform and the signal is realized through thedifferent measurement software,such as signal’s analyze,processand display etc.The concept and mode of traditional measuringinstruments are changed,the parameters and functions can betransformed by the user,namely,"software is the instrument".Withthe rapid development of computer and network technology,thevirtual instrument has become a developing trend of modernelectronic measuring instruments. In this paper development platform LabVIEW is introduced firstly,then the test signals of Sine,triangle,square sawtooth andarbitrary waveform is described in the virtual signal generator.The functions of signal generator are set,such as frequency,amplitude,phase,voltage bias etc.Not only output parameters canbe adjusted but also the corresponding wave is acquiredsimultaneously in this system. The function of remote datatransmission is performed by TCP/IP technology.Data is transportedwhen the port parameters between two computers areset. Compared with traditional machines,advantages of the virtualinstrument are showed in efficiency,opening,easy using,strongfunction,cost-effective and operation etc.It can be used fortesting of medical and engineering precision instruments. Key words：Virtual instrument，LabVIEW，Function generator，NetworkCommunication 第1章绪论 在有关电参量的测量中，我们需要用到信号源，而信号发生器则为我们提供
目录 1 前言 (1) 1.1 问题的提出 (1) 1.2 虚拟仪器 (2) 1.2.1 虚拟仪器的起源 (2) 1.2.2 虚拟仪器的概念 (3) 1.2.3 虚拟仪器工作原理 (4) 1.2.4虚拟仪器的优势 (7) 1.2.5虚拟仪器的现状和应用 (8) 2 虚拟示波器设计方案 (9) 3 软件开发环境 (12) 3.1 关于LabVIEW (12) 3.2 LabVIEW的工作原理 (12) 3.3 LabVIEW开发环境 (13) 3.3.1 LabVIEW 8.2 启动界面 (14) 3.3.2 LabVIEW 8.2 前面板和流程图设计窗口 . 14 3.3.3 LabVIEW 8.2的三大选板 (18) 4 虚拟示波器设计 (26) 4.1 虚拟示波器的程序设计 (26) 4.1.1数据采集 (26) 4.1.2数据处理 (27) 4.1.3结果显示 (33) 4.2 前面板设计 (34) 4.3 小结 (35) 结束语 (37) 致谢 (38) 参考文献 (39)
1 前言 随着计算机技术、大规模集成电路技术和通信技术的飞速发展，仪器技术领域发生了巨大变化。从最初的模拟仪器发展到现在的数字化仪器、嵌入式系统仪器和智能仪器;新的测试理论、测试方法不断应用于实际;新的测试领域随着学科门类的交叉发展而不断涌现;仪器结构也随着设计思想的更新而不断发展。仪器技术领域的各种创新积累起来使现代测量仪器的功能和作用发生一质的飞跃。尤其是以计算机为核心的设计思想以及仪器系统与计算机软件技术的紧密结合，导致了仪器的概念发生了突破性的变化，出现了一种全新的仪器概念——虚拟仪器（Virtual Instrumentation,VI）。 虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。虚拟仪器研究中涉及的基础理论主要有：计算机数据采集和数字信号处理。 1.1问题的提出 在高等院校电工及电子类课程中，实验是一种重要的教学手段，学生通过做实验，可以加深对所学知识的理解，增强学习的兴趣，提高动手能力，锻炼在实践中发现问题、分析问题和解决问题的能力。 但是，近年来各大高校纷纷扩招，学生人数急剧增加，实验室的设备和规模都难以满足需要，实验室常规设备有的己经老化，有的技术上有些落后，在当前学校经费较少的情况下，如果大量增加常规仪器、仪表的配置，学校财力难以支付。又因为基础实验室是面向所有的工科专业，任务异常繁重，实验室常常只能应付学生按教学大纲要求做一些最简单的验证实验，学生很少有机会去反复熟悉常用仪器仪表的使用，更很少有机会做设计性实验，这对调动学
第24卷第3期计算机应用与软件 Vol 124,No .32007年3月Computer App licati ons and Soft w are Mar .2007 收稿日期:2004-10-25。全国教育科学十五规划项目 (ECB030477。吕红英,助教,主研领域:虚拟仪器技术,远程实验技术。 LabV I E W 环境下基于声卡的虚拟示波器软件设计 吕红英 1,2 吴先球2刘朝辉2陈俊芳 2 1 (华南农业大学理学院广东广州510642 2 (华南师范大学物理与电信工程学院广东广州510631 摘要基于计算机声卡的虚拟仪器成本低、通用性强,在对采样频率要求不高的情况下,可以用声卡取代数据采集卡进行采样 和输出。利用虚拟仪器开发工具软件Lab V I E W 及其数字声音记录节点,研制出基于声卡的虚拟双踪数字存储示波器,其功能和界面都与真实示波器相同。重点阐述了数据采集、触发控制、显示控制几个主模块的设计方法。关键词虚拟仪器声卡Lab V I E W 虚拟示波器 SO FT W ARE D ES I GN O F V I RTUAL O SC I LLO SCO PE BASED
O N SO UND CARD UND ER LabV I E W L üHongying 1,2W u Xianqiu 2L iu Zhaohui 2Chen Junfang 2 1 (College of Sciences,South China Agricultural U niversity,Guangzhou Guangdong 510642,China 2 (School of Physics and Teleco mm unication Engineering,South China N or m al U niversity,Guangzhou Guangdong 510631,China Abstract The vitrual instru ment based on PC s ound card has the virtues of l ow cost and powerful generality,and the s ound card can take the p lace of the p lug 2in data 2acquisiti on board on l ow 2frequency conditi on .I n this article,the virtual double 2traced st orage oscill oscope based on s ound card,whose functi on and interface were designed according t o the actual oscill oscope,was devel oped using virtual instru ment s oft w are Lab V I E W and its digital s ound record nodes .The designs for severalmain modules such as data acquisiti on,triggering contr ol and dis p lay con 2tr ol were chiefly expounded . Keywords V irtual instru ment S ound card Lab V I E W V irtual oscill oscope 1引言 随着计算机技术和虚拟仪器技术的发展,虚拟仪器逐渐成 为现代仪器的发展方向,其中大部分虚拟仪器都是基于各种数
中国科技论文在线
https://www.doczj.com/doc/5917469864.html,
基于 VC++的虚拟示波器的设计与实现
孟小琳
北京邮电大学信息与通信工程学院，北京（100876）
Email: XiaolinMeng@https://www.doczj.com/doc/5917469864.html,
摘 要：本文中介绍的虚拟仪器是基于 VC++和数据采集卡的多功能虚拟数字示波器。结合 VC++良好的面向对象的特性，该虚拟示波器具有丰富的功能，诸如界面控制和波形显示、 数据采集以及波形的测量等。 论文对这些功能模块的实现方法与过程进行了详细的讨论。 该 系统较之传统示波器结构简单，开发成本低，实现方便，且在各个模块之间能形成较好的交 互性能,能够满足不同用户的需求。 关键词：虚拟仪器；示波器；VC++
1 虚拟仪器和虚拟示波器简介
1.1 虚拟仪器
测量是人类认识自然、 改造自然的一种手段， 通过测量人们可以对客观世界取得定量的 信息， 仪器是测量中必不可少的工具。 电子测量是利用电子学的理论和技术对电量和非电量 进行观察和测量的装置和系统。 随着电子技术的发展及其在各方面的广泛应用， 对于测量和 仪器提出了更高的要求，测试项目和范围与日俱增，测试精度和测试速度要求急剧提高。七 十年代以来， 是电子测量和仪器领域发生飞跃变化的年代， 微计算机的问世和大规模集成电 路的发展对这一领域产生了革命性的影响。在测试系统中，对仪器的“智能”要求越来越高， 仪器中微机的任务不断加重，仪器在很多方面逐渐向微计算机靠拢。此外，随着微计算机和 智能仪器的普及， 测试系统中包含的重复部件越来越多， 而冗余的部件往往不能容错。 因此， 需要统筹地考虑仪器与计算机之间的系统结构。 在这种背景下， 1982 年出现了一种与 PC 机 配合使用的模块式仪器，自动测试系统结构也从传统的机架层迭式结构发展成为模块式结 构。 与传统仪器不同的是，模块式仪器本身不带仪器面板，因此必须借助于 PC 机强大的图 形环境和在线帮助功能，建立图形化的“虚拟的”仪器面板，完成对仪器的控制、数据分析与 显示。这种与 PC 机结合构成的，包含实际仪器使用与操作信息软件的仪器，被称为“虚拟 仪器”[1]。 与传统仪器相比，虚拟仪器具有以下几个性能特点： 1. 虚拟仪器的硬、软件具有开放性、模块化、可重复使用及互换性等特点。为提高测 试系统的性能， 可以方便地加入一个通用仪器模块或更换一个仪器模块， 而不用购买一个全 新的系统，有利于测试系统的扩展。 2. 可由用户自定义仪器功能。由于仪器的功能可在用户级上产生，故它不再完全由仪 器生产厂家来确定，用户可以根据自己的需要，通过增加或修改软件，为虚拟仪器加入新的 测量功能，而不用购买一台新的仪器。 3. 数据处理能力强。由于借助于计算机，虚拟仪器可以实现过去比基于微处理机内核 仪器复杂许多的数据处理、 分析与显示能力， 并可利用数据文件或数据库格式进行数据的存 储与恢复。
1.2 虚拟示波器
-1-
本科毕业设计（论文） 题目：基于虚拟仪器的双通道示 波器设计 学号： 074821549 XX：陈浩东 班级： 07光电A2 专业：信息显示与光电技术 学院：电子与电气工程学院 入学时间： 2007年 指导教师：X卫纲 日期：2011年4月28日
毕业设计（论文）独创性声明 本人所呈交的毕业论文是在指导教师指导下进行的工作及取得的成果。除文中已经注明的内容外，本论文不包含其他个人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，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：陈浩东 日期：2011.4.28 基于虚拟仪器的双通道示波器设计 摘要 摘要：虚拟仪器(简称VI)是电子测量技术与计算机技术深层次结合、具有良好发展前景的新一类电子仪器。其核心思想是通过软件将计算机硬件与仪器硬件有机的结合，利用计算机的强大的数据处理能力，由用户根据软件定义的界面来操作计算机，完成对被测信号的采集、分析、处理、判断及显示等一系列功能，从而实现仪器的功能。虚拟仪器的出现标志着自动测试技术与电子测量仪器技术进入一个崭新的发展时期，随着科学技术的发展，虚拟仪器将成为未来仪器的必然趋势。随着测控技术、通信技术和计算机技术的飞跃发展,20世纪80年代提出的虚拟仪器技术也迅速发展起来．并且不断改进原有的测量技术，扩大虚拟仪器的测
控功能和应用领域。虚拟仪器的核心思想是“软件就是仪器”。即利用强大的计算机资源使本来需要硬件实现的技术软件化，以最大限度地降低系统成本，增强系统功能和灵活性。 介绍一种虚拟双通道示波器的设计与实现过程。该仪器是基于图形化编程语言LabVIEW8．2开发的，具有数据采集、波形显示、数据存储、回放测量、输出打印、网上传送等功能。试验结果表明，该仪器工作性能稳定，测量精度高，功能可以不断扩展，而且人机友好界面清晰．适合不同层次的人员使用。 示波器是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用仪器。与传统的示波器相比，本研究设计的虚拟示波器主要具有以下优点：1)功能和性能指标可以扩展； 2)操作面板简单清晰，初学者易掌握；3)具有强大的网络通信能力。此外，还具有数据采集、数据显示、数据存储、数据回放、数据网络传送等功能。 关键词：虚拟仪器；双通道示波器；LabVlEW the design of dual channel virtuaoscilloscope ABSTRACT Abstract：With therapid development of the monitoring and control technology, munication technology andputer technology, virtual instrument technology was also rapidly developed which had been proposed on the 20th century, 80 yearsand it continuously improved its original measurement technique. This could expand themeasurement and control functions and application areas of the virtual instrument.The core idea of the virtual instrument is “Software is the instrument”! It means using the powerful puter resources to reduce system cost and enhance the system functionality and flexibility withhigh limitof the technical software that has been achieved with the hardware. This article deals with the design of dual channel virtuaoscilloscope．The instrument was developed based on graph languagenamed LabVIEW，and it can perform various tasks such as acquiring data，displaying waveform ，
基于labview的虚拟信号发生器的设计
第1章虚拟信号发生器的结构与组成 1．1虚拟函数信号发生器的前面板 本虚拟信号发生器主要由一块PCI总线的多功能数据采集卡和相应的软件组成。将它们安装在一台运行Windowsxp的PC机上。即构成一台功能强大的函数信号发生器。本虚拟信号发生器的设计参考了SG 1645功率函数信号发生器。 本函数信号发生器的前面板主要由以下几个部分构成：仪器控制按钮，输出频率控制窗口(包括频率显示单位)，频率倍成控制，波形选择，频率微调按钮，直流偏置，方波占空比节，输出波形幅度控制按钮。频率微调范围：O．1—1 Hz；直流偏置：一10—10V；方波占空比：0—100％；输出波形幅度：0—10V。此外还增加了许多修饰性的元件如面板上的压控输入、记数输入、同步输出、电压输出等。使用这些修饰性的元件的目的是为了增加仪器的美观性，并尽量与真实仪器的使用界面相一致。 图1-1 函数信号发生器的前面板 1．2虚拟函数信号发生器的硬件构成 本虚拟信号发生器的输入输出的硬件部分为一数据采集卡和具有一定配置要求的PC机，数据的输入输出靠对数据采集卡输出输入口的定义来实现。本设计采用的PCI一1200数据采集卡是一块性价比较好的产品，具备数／模转换的功能。能将产生的数字信号转换成模拟信号且数模转换精度高，而且还具备滤波功能，从而使输出波形光滑。它支持单极和双极性模拟信号输入，信号输入范围分别为一5一+5V和0—10V。提供l6路单端，8路差动模拟输入通道、2路独立的DA输出通道、24线的TTL型数字Ⅳ0、3个l6位的定时计数器等多种功能。硬件接口部分用于数据输入或输出时的通道设置。硬件接口部分程序框图如图1-2所示：
基于LabVIEW 的虚拟示波器的设计 The Design of Oscillograph 1设计目的与内容 1、掌握利用A/D转换和计算机资源实现示波器的设计方法。 2、设计虚拟示波器。 3、建立NI-DAQmx仿真设备，选择E系列中的NI PCI-6071E数据采集卡的仿真模块，通过DAQmx物理通道识别，产生模拟信号，然后基于LabVIEW开发平台设计实现虚拟示波器。基本可以实现仪器的性能与可靠性，可以方便的对其编程, 实现对数据的采集、实时显示、数字滤波、截波显示、波形存储、波形回显、频谱分析等多种功能。 2虚拟示波器的软件设计 虚拟仪器的软件设计由两部分组成：前面板和流程图。在前面板，输入用输入控件(Control)来实现，程序运行的结果由输出控件(Indicator)来完成。流程图是完成程序功能的图形化源代码，通过它对信号数据的输入和输出进行指定，完成对信号采集及分析处理功能的控制。 2.1虚拟示波器的原理及功能 虚拟示波器是在传统示波器体系结构的基础上，借鉴其功能原理设计的。基本原理为：硬件上利用采集卡采集信号，软件上利用NI提供的DAQmx READ采集信号，然后通过‘波形图’进行实时显示。这就实现了一个最基本的示波器，信号显示后又利用‘写入测量文件’将波形保存为LVM文件。这就实现了基本的“存储”功能，反之通过‘读取测量文件’可以将LVM读取显示，从而完成“回显”功能。由于在硬件上是以PC机以及采集卡为基础的，所以本示波器在采样极限速率，带宽，分辨力等参数上受到限制。而程序响应时间上则依赖于PC的配置以及程序的执行效率。 本次设计的虚拟示波器所包含的功能主要有以下几个方面。 实时显示：通过采集卡采集信号并能对输入信号实时显示在PC机终端上。 数字滤波：采用数字IIR滤波器对信号进行滤波处理并实时显示，同时可以任意设置滤波器的最佳逼近函数类型、滤波器类型、阶次、上下截止频率等参数。 截波显示：即可满足波形的瞬态显示，同时也可以将瞬态波形进行保存。 波形存储：可随时将原始信号或处理后信号以LabVIEW特有的LVM文件格式存储在本地硬盘上，便于日后分析或处理。其中瞬态信号在截波后以BMP图片格式存储在本地硬