已经完成的《虚拟示波器》毕业设计之一步一步教你怎么做我将就我们的毕业设计（虚拟示波器）向大家介绍一下我们是怎么做的。有许多地方作的不太
好，请大家指点一下。
第一步：采样。
用数据采集卡将外界的模拟信号采集到计算机中来。
NI公司对其全部的DAQ产品提供了专门的驱动程序库，因此，在LabVIEW下应用NI公司的DAQ产品无
须专门考虑驱动程序的问题。其他数据采集卡，需要有针对它的驱动程序。
一般我们所买的数据采集卡，都带有驱动程序（.SYS，.DLL），可以在生产商的网站下载。如果没有驱动程序也不要紧，只要知道卡的寄存器在计算机中的地址、各位的意义等。我们可以
用LabVIEW的CIN来编驱动，也可以用DLL来写。DLL一般用VC来做（_inp,_outp等）。
前面所说的是在WIN9X下的，对于WINNT/2000就一定要驱动程序.SYS，或.VXD，这是因为WINNT/2000对系统的保护所引起的，即WINNT/2000不允许一般的应用程序和DLL访问硬件I/O，它
们是运行在Rin3级的。只有运行在Ring0级的.SYS和.VXD才可以访问硬件I/O。然后有DLL 来和.SYS
通信，DLL提供函数接口。在LabVIEW中调用DLL就可以了。
关于如何创建DLL和在LabVIEW中调用DLL，可以看一看
LabVIEW中的手册，
LabVIEW6.1/manuals/lvexcode.pdf，英文的。我翻译了一
点，大家可以看一看。
创建一个动态连接库
这一节用一个简单的共享库的例子来说明创建LabVIEW所
调用的外部代码的三个基本任务。
任务1：在LabVIEW中建立一个函数原形
任务2：编译这个.C文件
任务3：在外部集成开发环境（IDE）建立一个库工程
在例1中：调用在这节中创建的共享库，你将在这里调用
所创建的动态连接库。
任务1：在LabVIEW中建立一个函数原形
为你的共享库建立一个函数原形，你必须在LabVIEW中建
立函数原形，然后填充你的代码的所有细
节。当你允许LabVIEW来产生这个C语言源代码文件时，
你要确信代码的基本语法在你的共享库中
都是合法的。
执行下面几步来建立你的函数原形源文件myshared.c。
1.在LabVIEW中创建一个求数组平均值的VI，然后在框图
程序中选择
Functions»Advanced»Call Library
Function，把这个对象放到框图程序中。
2.在Call Library Function的图标上右键单击，在弹出
菜单中选择Configure将会出现
一个Call Library Function对话框，让Library Name or Path空着。
3.输入下面的详细说明
a.在Function Name域中输入avg_num
b.在Calling Conventions控制中选择C
4.定义返回值
a.在Parameter 控制中用一个有更多描叙意义的名字来改变缺省名字和返回类型，如
error。
b.在Type控制中选择Numeric。
c.在Data Type中选择Signed 32-bit Integer。
5．定义参数
a.单击Add Parameter After按钮。
b.在Parameter控制中用一个准确的名称，a，代替缺省的名称，arg1。
c.在Type控制中选择Array。
d.在Data Type控制中选择4-byte Singl
e.
e.在Array Format控制中选择Array Data Pointer。
说明：数组和字符串选项章节描述了数组和字符串变量的设置在Call Library Function图标中。
6．定义数组的大小（size）
a．单击Add Parameter After按钮
b．在Parameter控制中用名字size代替缺省的名称，arg2。c．在Type控制中选择Numeric。
d．在Data Type控制中选择Signed 32-bit Integer. e．在Pass控制中选择Value.
7．定义平均值
a.单击Add Parameter After按钮
b.在Parameter控制中用一个准确的名称，avg，代替缺省的名称，arg3.
c.在Type控制中选择Numeric。
d.在Data Type控制中选择4-byte Singl
e.
e.在Pass控制中选择Pointer to Value.
8. 检查Function Prototype指示，显示了返回值和三个参数的正确顺序如下：
long avg_num(float *a, long size, float *avg)
说明：你在Function Prototype指示中看见的语法技术上是正确的。然而下一节中LabVIEW产生
的.C文件是非常准确的，因为第一个参数出现如float
a[]。
9．单击OK来保存你的设置，并且关闭对话框。
10．观察Call Library Function图标，它根据你的设置来更新。
11．右键单击Call Library Function图标，在快捷菜单中选择Create .c file，以myshared.c.
来保存文件。
说明：在这个例子中，你使用.C源文件，当你使用C++库时，把文件扩展名改为.CPP。
任务2：完成.c文件
Call Library Function在myshared.c中产生如下的源代码概略符号：
/* Call Library Source File */
#include "extcode.h"
long avg_num(float a[], long size, float *avg); long avg_num(float a[], long size, float *avg) {
/* Insert Code Here */
}
用下面的函数代码代替/* Insert Code Here */的地方，保证所放置的代码在一个括号内：
int i;
float sum=0;
if(a != NULL)
{
for(i=0;i < size; i++)
sum = sum + a;
}
else
return (1);
*avg = sum / size;
return (0);
在这一部分将建立一个工程和编译myshared.c和创建myshared.dll.
动态连接库的导出关键词
你必须明确你的动态连接库的每个导出函数使LabVIEW.成为可行的。例如，你必须用_declspec
(dllexport)关键词来导出平均数函数。声明动态连接库的导出关键词时，你要去掉对模块定义文
件的要求，这一点将在模块定义文件部分里描述。
1．打开文件myshared.c，将关键词_declspec(dllexport)插入avg_num代码之前。函数
也有一个声明语句，你也必须把关键词插入到声明语句之前。下面的摘录显示了用关键词
_declspec(dllexport)替换了两处的myshared.c
_declspec(dllexport) long avg_num(float *a,long size,
float
*avg);
_declspec(dllexport) long avg_num(float *a,long size,
float *avg) {
}
建立工程
在Visual C++开发环境中实现下面几步来为myshared.c.
建立一个工程
2.选择File》New ，并且在Projects Tab项的列表框中选择Win32 Dynamic Link Library
（DLL），单击OK继续。
3．用程序提示你所创建的DLL的类型，选择An empty DLL project.。
4．单击Finish来完成创建工程并返回到Visual C++工作间。
5．在Project 菜单中选择Add to Project»Files
加入myshared.c源文件。
说明：当你在Windows DLL中想使用LabVIEW的管理函数时，你必须把labview.lib加到工程中，
LabVIEW的安装盘中的cintools文件夹中包含这个.LIB文件。
6．选择Project»Settings到Project Settings对话框的C++ Tab页，完成下面几步。
a.在Category下拉菜单中选择Code Generation。
b.在这个例子中，所有的配置，设置Struct member alignment 控制 1 Byte.
c.在Use run-time library控制中选择Debug Multithreaded DLL 应用与Win32 Debug配置。
如果你选择的是Win32 Release配置，在这里就选择Multithreaded DLL。
7．选择Build»Build myshared.dll在输出文件夹
中将输出动态连接库。
模块定义文件
在创建共享库（DLL）这一节中，通过配置LabVIEW使用C 调用规范来为LabVIEW的Call Library
Function所建.C源文件。当你使用WIN32 API时，用
-stdcall 调用规范。当你用_stdcall建立共
享库时，你要用模块定义文件（.DEF）来导出DLL中的函数。如果没有模块定义文件，_stdcall或
许会用一个不可预知的样式截断文件名。因此实际的名字
在调用DLL时，将不能应用。
你可以联合模块定义文件和DLL，模块定义文件包含DLL 的描述。如DLL的名字和导出函数，如下所
示：
LIBRARY myshared
EXPORTS
avg_num
前面的代码例子显示了模块定义文件的关键部分。
模块定义文件中的强制性只有LIBRARY和EXPORTS语句。LIBRARY语句必须为文件中的第一个语句。
每一件事做了不一定成功，但不做是肯定失败！我会争取每一丝希望！
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首通道与末通道决定了采集的通道总数。在设置末通道号时，末通道号应大于或等于首通道
号。当末通道号等于首通道号时，数据采集将固定在首通道号上；当末通道号大于首通道号时，
数据采集顺序将由首通道号开始，每启动一次A/D 转换，就自动切换到下一通道，直到末通道号，
然后再回到首通道号重复进行。
采样频率在硬件上的实现是通过PCI2003数据采集卡上的8254定时器来实现的。在驱动程序中
通过控制8254定时器定时输出触发A/D转换来实现固定的采样周期，可选的频率范围为488Hz～
100KHz。采样频率的选择要依据信号频率，当信号频率很高时，采样频率应更高。香农定理，采
样频率应大于或等于信号频率的两倍。实时采样中采样频率应是信号频率的8倍或更高才能重现原
信号。利用插值运算时，采样频率为信号频率的4、5倍时也能很好的重现原模拟信号。
采样点数是一次采样共采集的点数，采样点数的选择主要与信号的频率有关。当信号的频率很
高时，一个波形能够采集的点数较少，这时，采样点数小一点，也可以捕获多个波形。例如，当
信号频率为10KHz，采样频
集100个波形了。当信号的频率很低时，需要的采样点数就很多。例如，当信号频率为1Hz，采样
频率为100KS/s时，一个波形大约能采100000个点。需要注意的是，采样点数越多，系统的显示刷新速度越慢。
硬件增益，PCI2003数据采集卡有一个程控增益放大器PGA2003，其放大倍数可选为1、2、4、8
倍。模拟信号首先经过PGA2003然后进入A/D采样器，当放大倍数选8时，最小分辨率为
（5000/4096）
/8=0.1526mV，即一个LSB 值为0.1526mV。
Waveform为采样波形数组。数组的大小即为采样点数。当采样通道为多通道时，每一通道的采
样点数=采样点数/通道数，这时需要注意的是，采样点数应设置为通道数
的整数倍。
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
USB虚拟示波器设计 -LabVIEW实现 内容提要：随着计算机技术的快速发展，计算机技术已经渗入到各个领域。由于计算机 的快速性、稳定性、高精度等特点，基于计算机技术的现代仪器也快速的发展起来，虚拟仪器应运而生，在对精度、稳定性等方面要求高的场合，虚拟仪器将逐渐取代传统仪器。 虚拟示波器，是将计算机强大的计算处理能力和一般硬件仪器的信号采集，控制能力结合在一起，从而实现一般示波器所不能实现的功能和友好的界面。随着计算机技术的发展，使得虚拟仪器的实现成为可能，传统仪器的一些专用处理器和设备，被计算机的通用设备所代替，常用的虚拟仪器，多采用PCI或ISA插槽，将各种硬件连接到一起，然而采集卡的数量一般有限，因此组织系统的时候，只能指定特定的计算机，或打开计算机盖装入专门的采集卡，在使用笔记本电脑或工业一体化电脑的场合，根本就不支持PCI或ISA总线的设备。 本文围绕“虚拟示波器”这一热点课题，阐述了基于USB的无线虚拟示波器的设计方案、开发方法、开发过程。在设计中使用了TI公司的单片机MSP430 F1611、ATMEL公司的AVR系列单片机ATMEGA16L、Philips公司的USB器件芯片以及Nordic Semiconductor ASA公司的增强型无线通信芯片nRF24L01。利用MSP430F1611芯片内置的A/D采样实现数据采集，并通过无线模块将数据传输到主机；ATGMEGAL16L实现数据的接收并与USB通信。关键词：A/D采样无线传输 USB 虚拟仪器 ATMEGA16L nRF24L01 PDIUSBD12
USB virtual oscilloscope design -- LabVIEW to achieve Abstract：With the rapid development of computer technology, computer technology has infiltrated into every field. As the computer's fast, stable, high-precision, and other features of modern computer-based technology equipment is also rapidly developed, virtual instrument came into being in on the accuracy, high stability, and so on the occasion, the virtual machines will be gradually replaced by Traditional instruments. Therefore, we need a more convenient and more effective and flexible communication bus to achieve virtual machines, modern computer with a USB interface in general, the USB interface and the use of flexible, convenient, so first of all consider the USB bus. USB bus is Intel, IBM, NEC, Microsoft, and so on 7 well-known bus company's next-generation technology, following the adoption of a new generation of USB bus, PC configuration of the new machine's hardware devices do not have to flip open, and hot swap support Technology, to the great convenience to users through the USB hub, to expand up to 127 devices, and through the 3-5m of cable to connect to the computer, by collecting cards close to the test object, thus greatly improving the electromagnetic Compatibility standards in the agreement USB1.1 in, UMB bus transfer rate up to 1.5-12Mb / s, and in the USB2.0 specification, the rate of up to 360Mb / s. Such a rate sufficient to meet the vast majority of occasions. In this paper, around a "virtual oscilloscope" hot topics on the USB-based wireless virtual oscilloscope design, development methods, the development process. In the design used in TI's single-chip MSP430 F1611, ATMEL's AVR family of single-chip ATMEGA16L, Philips's chip USB devices as well as the Nordic Semiconductor ASA's enhanced wireless communications chips nRF24L01. MSP430F1611 use the built-in chip A / D sampling data collection and wireless data transmission module to the host; ATGMEGAL16L data reception and communication with the USB. Key words:A/Dsampling wireless transmission USB virtual instrument ATMEGA16L nRF24L01 PDIUSBD12
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/989032660.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
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
中国科技论文在线
https://www.doczj.com/doc/989032660.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/989032660.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
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第20卷第11期 武汉科技学院学报Vol.20 No.11 2007年11月 JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF SCIENCE AND ENGINEERING Nov. 2007 基于USB的虚拟示波器的设计 马双宝 （武汉科技学院电子信息工程学院，湖北武汉430073） 摘要：本文在介绍虚拟仪器的基础上提出了一种基于USB的高速虚拟数字式存储示波器的设计思路， 并着重对虚拟示波器的软件设计流程图以及部分程序源代码进行了分析与设计，最后总结了虚拟示波 器的性能指标。该虚拟示波器具有功能强大，操作简单、高速数据采集等优点。 关键词：USB；虚拟示波器；LabView 8.2；高速 中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009－5160(2007)－0033－03 常规仪器是由各种功能硬件组合而成，仪器的功能由厂家定义，越来越难满足现代测试技术的需要[1]。虚拟仪器提出“软件即仪器”的新理念，一块数据采集卡加上相应的软件即可实现仪器的功能，仪器的功能由软件来定义。虚拟仪器实质是将传统仪器硬件与最新计算机软件技术结合起来，以实现并扩展传统仪器的功能，它在智能化程度、处理能力、性价比等方面均比传统仪器具有优势。 示波器的使用越来越广泛,有必要设计高速的性价比高的示波器,本文设计一款基于USB的高速数字式虚拟存储示波器，USB串行通信接口使其具有高速的数据传输速率、热插拔等优点。 1 虚拟示波器整体设计 图1 虚拟示波器的整体设计框图 图1是虚拟示波器的整体设计框图，虚拟示波器整体分为硬件和软件两大部分。硬件部分包括信号输入单元、信号调理和保护电路、12位模数转换器AD7892、USB控制芯片CY7C68013以及电源部分，其实质是一块USB数据采集卡；软件部分包括驱动程序和实现虚拟示波器功能的用户软件。硬件和软件相互结合，构成一个整体。 系统工作过程：虚拟示波器有2个输入通道，输入的信号根据需要进行信号调理，对输入的信号进行放大或者衰减，倍数为0.1倍，1倍，10倍，100倍之间进行选择，同时在调理电路中还带有保护电路；调理电路的输出信号通过12位的模数转换器AD7892进行采样，USB控制器 CY7C68013通过可编程IO口（GPIF）将模数转换的结果送到内部的端口2中，在控制器的固件程序中以批量传输模式将采集结果经过USB串行总线送至PC机的内存中；在PC机中驱动程序为虚拟示波器用户软件对数据采集卡的操作提供了一个句柄，同时提供了数据采集卡的读、写、控制等操作的驱动函数；在虚拟示波器用户软件中通过调用相应的驱动函数来对数据采集卡进行操作，采集数据，在用户软件中对数据进行分析、处理、显示等操作，实现示波器的所有功能。 收稿日期：2007-09-18 作者简介：马双宝（1979-），男，助教，研究方向：智能仪器.
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
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
虚拟示波器的设计 一、设计目的 设计示波器系统，该系统具有以下功能： 1.测量交流电压和电流的瞬时值、显示波形并实现动态刷新； 2测量交流电压和电流的频率和有效值； 3.对电压电流信号进行频谱分析。 二、总体思路 查阅了众多资料和结合书本知识后，了解到虚拟示波器是现代示波器发展的主流方向，考虑到现在软件的开放性和编程语言的丰富多样化，已经硬件设备的成本较高，硬件集成配置较麻烦，故采用了以虚拟示波器为主的示波器系统设计。该虚拟示波器软件部分直接在pc机windows系统上运行，基于软件实现设计目的；而数据的采集则由硬件——高速数据采集卡完成，数据采集卡将采集到的信号传入pc机的虚拟示波器分析后直接在虚拟示波器的图形界面给出相应的参数和波形。 该系统主要部分为pc端软件分析模块，这个模块实现的功能为：数字滤波、频谱分析、参数计算、波形显示。是整个系统的核心部分。 虚拟示波器主要有硬件和软件两部分构成。硬件部分主要是普通PC机和数据采集卡，在这里选择的是北京阿尔泰科技有限公司的USB2852数据采集卡；软件部分则包括了前面板，采集卡驱动程序及相关的应用软件（主要有频谱分析，数字滤波，数据存储和读取，波形显示） 三、系统的软硬件选择 软件部分研究了可视化编程语言c/c++和图形化编程环境LabVIEW加文本变成环境LabWindows。考虑到对软件编程了解较少，软件功能需要面向仪器，故选择了LabView。LabVIEW的优势在于程序是框图的形式，用框图代替了传统的程序代码。因而可在很短的时间内被掌握并应用，而且labview具有成熟的波形分析处理模块，可以直接使用。 硬件部分pc机市面上大部分电脑均可。数据采集卡考虑到数据传递的实时性以及数据接口的方便性，在查阅了大量资料后选择北京阿尔泰科技有限公司的USB2852数据采集卡。USB2852 卡是一种基于 USB 总线的数据采集卡，可直接和计算机的 USB 接口相连，使用便捷、性能稳定、 四、系统硬件设计 硬件包括pc机和数据采集硬件，pc机就不在此介绍，主要介绍数据采集硬件。数据采集硬件使用的是北京阿尔泰科技有限公司的USB2852数据采集卡，该数据采集卡除满足这是设计的要求外，还具有经济实惠，方便易用的特点。
目录 1.1 LabVIEW简介 (1) 1.2LabVIEW软件设计基本原理 (1) 2 关于虚拟示波器的设计思路及方案的实现 (3) 2.1 设计思路 (3) 2.2 方案的实现 (3) 2.2.1前面板的设计 (3) 2.2.2设计的基本原理和设计步骤 (4) 3 设计心得 (9) 4 参考文献 (10) 5 程序调试过程中发现的问题和解决办法 (10) 基于LABVIEW的虚拟示波器设计
1 LabVIEW软件及其基本设计原理简介 1.1 LabVIEW简介 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。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/IP、ActiveX 等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。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都生动有趣。 传统文本编程语言根据指令的先后顺序决定程序执行顺序，但LabVIEW 则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。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。 LabVIEW尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念。因此，LabVIEW是一个面向最终用户的工具。它可以增强你构建自己的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，可以大大提高工作效率。利用LabVIEW，可产生独立运行的可执行文件。 1.2LabVIEW软件设计基本原理 我们把用LabVIEW实现的一个完整的LabVIEW应用程序成为一个虚拟仪器，称为VI。所有的VI，它包括前面板、程序框图图以及图标/连结器三部分。 1）前面板。前面板是图形用户界面，也就是VI的虚拟仪器面板，前面板直接面向用户，是用户使用虚拟仪器的基本操作面板。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、图形以及其他控制和显示对象。一个典型实现正弦波显示和幅值调节的前面板如图1。
虚拟示波器设计报告
内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计 题目：简单虚拟示波 器 学生姓名：王雪利
学号：0967112230 专业：测控技术与仪器 班级：测控09-2班 指导教师：肖俊生 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。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。 一、设计题目:信号发生器与双通道虚拟示波器 二、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 三、设计要求 （1）信号发生器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. （2）信号频率、幅值、占空比、相位和偏移量可调。 制作双通道示波器，通过制作掌握LabVIEW的设计使用。 （3）通过数据采集卡进行波形的输入输出，以此来了解并掌握数据采集卡的使用方法 （4）所作示波器具有存储回放功能。 四、设计思想: 采用“基本函数信号发生器”中的锯齿波、正弦波、方波、三角波信号做信号源，用相应的数值输入控件控制以上信号的参数，编辑相应程序将其用波形图显示，同时用输入DAQ输出给数据板卡，用导线将数据板卡上相应的输入输出接口连接好，可通过配备DAQ采集卡，输出并显示采集信号。 采用DAQ板卡外接信号作为信号源，当程序运行起来后，先进行通道选择，然后用“旋钮”对信号波形进行设定，在这一过程中要调节信号的“扫描时间”、“幅值”两个量值，并选择通道，以接受所需的信号。整个过程需通过波形图控件来显示产生的波形，以作参考，接着通过配备DAQ采集卡，采集信号并且
重要声明： 如果你没有一定电路基础,请不要使用本软件。如果操作不当可能会损坏声卡甚至电脑。对造成的一切后果,作者不负责。测试电缆的制作:需要两个３．5的立体声插头,并将两段三芯屏蔽线接上，另一端可接上鱼夹,如果要求不高可直接使用耳机线。使用方法: １.检查你的声卡是否支持4４100采样率1６位双声道双工方式（现在的声卡不存在这些问题）。检查声卡上是否有ｌine in，如果只有ｍiｃ口,那么本软件部分功能可能无法实现(一些主板集成声卡存 在这些问题)。 2．打开音频高级控制(通常在屏幕的右下角),关闭一切特效如环绕音 之类，将录音方式选择为line。 ３.将做好的两根音频电缆分别接到声音输出口和line ｉｎ口。 4.找一些准确的电阻器,电容器，电感器作标准元件,把它们的值填入你可以这样填4.7k 4．６9８k 4698 ,填不填单位没有关系，但显示的数值和对应框中的数为同一单位。? 5.将待测元件和同一类标准元件串联，标准元件另一端（非公共端)接地，待测元件那端（非公共端）接R输出或L输出（两边输出频率不同)可视具体情况而定。将待测元件的两端接到lｉnｅ in电缆的非地的两端（Ｒ_in,L_in) 。现在屏幕上显示的值就是待测元件的值了,如果不是则交换line in 电缆的非地的两端。（参考连接图）
6.测交流电压时，直接输入到lｉne iｎ电缆的L－in,你需要一个电位器控制输入的幅度，并可用它校准电压表,显示的是有效值。(!!!! 过高的电位会造成声卡的损坏!！!!）注：声卡的设置 声卡的正确设置是本软件正常工作的前提，由于声卡种类繁多，各种版本的驱动程序更是多不胜数,作者。并不能保证每一块声卡上都能正常工作。但通过两种常见声卡上的测试,软件都能很好的工作。测试的声、卡芯片为雅马哈７24，使用公版驱动，另一为主板集成声卡，芯片为创新ｅｓ１37３，使用主板自带驱动。设置时大致按以 下步骤进行： 1. 打开声音高级控制 2. 选择录音属性，打开录音音量控制面板,将输入方式选成LINＥ。 3.关闭不必要的声音特效,如混响环绕，以避免左右声道互相干扰。4．如果无信号时背景噪声较大,可尝试将一些选项静音,特别是CD音 频。 5. 调整输出和输入的平衡，可借助示波器部分和信号发生器部分实现。?这时信号是从LINE IＮ口输入的。在输出音频信号时，输入 口是没有信号的。 如果使用其它声卡，可参照以上步骤设置。注意使用公版驱动或自带驱动，不要使用windows带的驱动。
测控仪器设计课程设计 说明书 姓名：****** 学号：********* 班级：测控072 专业：测控技术与仪器 学院：机械工程学院
时间：2010.7.2～2010.7.15 地点： 指导教师：无 目录 前言 (1) 课程设计任务书 (2) 虚拟仪器设计方案 (4) 虚拟仪器设计步骤 (6) 一、DAQ数据采集模块 (6) 二、模拟采集模块 (7) 三、波形显示模块 (8) 四、参数测量模块 (10) 五、频谱分析模块 (11) 六、数据存储和回放模块 (13) 七、波形打印模块 (14) 八、主要控制结构 (15) 总结 (17) 附录：前面板和程序框图 (18) 参考文献 (20)
前言 随着电子科学技术的发展，微电子集成电路技术、计算机技术、通信技术、测控技术互相渗透，互相融合而形成了新型的电子信息技术。经过二十多年的发展，虚拟仪器（Virtual Instrument，简称VI）的概念已逐步为工业界和学术界所认识，成为21实际测试技术与仪器技术发展的一个重要方向，并且在研究、制造和开发等总舵领域得到广泛应用。 虚拟仪器技术是测试技术和计算机技术相结合的产物，是以计算机为基础，配以相
应测试功能的硬件作为信号输入输出的接口，利用虚拟仪器软件开发平台（如LabVIEW、LabWindows/CVI）在计算机的屏幕上虚拟出仪器的面板并实现相应的功能，使得使用者在操作计算机时就像在操作一台自己设计得测试仪器。虚拟仪器的出现，打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的工作模式，使得用户可以根据自己的需求，设计自己的仪器系统，给用户提供了一个充分发挥自己才能和想象力的空间，实质上代表了一种创新的仪器设计思想。与传统仪器相比，虚拟仪器具有性价比高、开放性好、智能化程度高、界面友好、使用方便、模块化和网络化的优点，在很多领域大有取代传统仪器的趋势。 虚拟仪器包括硬件和软件两个基本要素，硬件功能是获取被测的物理信号，提供信号传输的通道；软件则是实现数据采集、分析、处理、显示等功能，并将其集成为仪器操作与运行的一体化环境。总体而言，虚拟仪器硬件以VXI、PXI等先进的计算机接口总线发展为标志，而软件技术则是以VISA、SCPI、IVA等标准和LabVIEW、LabWindows/CVI等先进开发平台为核心，构成一个完整的虚拟仪器技术体系。 示波器是以短暂扫迹的形式显示一个量的瞬时值的仪器，也是一种测量、观察、记录的仪器，在科研和实验室中应用十分广泛。传统的模拟示波器把需要观察的两个电信号加至示波管的X、Y通道以控制电子束的偏移，从而获得荧光屏上关于两个电信号关系的显示波形。这种模拟示波器体积大、重量轻、成本高、价格贵，并不适合于对非周期的、单次信号的测量。基于多功能DAQ卡和LabVIEW平台开发的虚拟数字示波器，具有结构简单、开发成本低等优点，在众多领域已得到广泛应用。
本科毕业论文（设计） 题目基于LabVIEW的虚拟示波器设计 学生 指导教师讲师 年级2011级 专业电子信息工程 二级学院信息工程学院 信息工程学院 2015年5月
郑重声明 本人的毕业论文（设计）是在指导教师的指导下独立撰写完成的。如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。特此郑重声明。 毕业论文（设计）作者（签名）： 年月日
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 world, into the corresponding digital signal, realizes the waveform display on the computer, and able to perform simple waveform processing, can display the waveform of maximum, minimum, average, and can according to need to amplify multiples of waveform, the final debugging. KEY WORDS：LabVIEW Virtual instrument Virtual oscilloscope