基于LabVIEW的虚拟示波器开发及应用

并初始化数组。
（３） 硬件搜索
搜索 硬 件 的 连 接 情 况 ， 即 调 用 ＦｉｎｄＨａｒｄｗａｒｅ（）函 数 ， 其 返 回
值为硬件型号参数。
（４） 测量档位控制的初始化
在数据采集之前需要根据采样要求设置测量档位， 主要包
括 采 集 频 率 、存 储 深 度 、探 头 衰 减 系 数（探 头 比）、电 压 幅 度 灵 敏
许佐明： 硕士研究生 基 金 项 目 ： 国 家 自 然 科 学 基 金 （５０７７７０１４）资 助 项 目 ； 项目名称： 水射流等离子弧推进模型研究
转 ＵＳＢ 实 现 ； ＰｏｗｅｒＯｎ（）／／打开示波器电源， 在程序开始时调用； ＰｏｗｅｒＯｆｆ（）／／在程序退出 之 前 ， 关掉 示 波 器电 源 ， 使 示波 器 处
系数（探头 比）、触 发 电 平、电 压 档 位变 量 和 耦合 方 式 等变 量 的 初
始化， 即为这些变量分配存储位置并设置默认值。
（２） 存储缓冲区的初始化
将数据存储缓冲区中的所有元素初始化为零电平值。在
ＬａｂＶＩＥＷ 中 通 过 Ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅ Ａｒｒａｙ 子 ＶＩ 开 辟 相 应 大 小 的 缓 存 区
２．３ 数据保存与回放 ＬａｂＶＩＥＷ 中 波 形 文 件 输 入 输 出 函 数（Ｗａｖｅｆｏｒｍ Ｆｉｌｅ Ｉ／Ｏ ＶＩ） 可以把波形存储为波形文件， 这种文件格式能方便地实现波形 的 回 放。使 用 Ｗｒｉｔｅ Ｗａｖｅｆｏｒｍｓ ｔｏ Ｆｉｌｅ ＶＩ 创 建一 个 新 的文 件 写 入指定数量的记录， 然后关闭文件并检查错误。每个记录都是 由 一 个 ｗａｖｅｆｏｒｍ 组 成 的 数 组 。 在 波 形 回 放 时 利 用 Ｒｅａｄ Ｗａｖｅ－ ｆｏｒｍ ｆｒｏｍ Ｆｉｌｅ ＶＩ 打开已创建的波形文件， 读出文件中的记录。 ２．４ 数据分析 数据分 析包 括 频 谱分 析 、Ｘ－ Ｙ 曲 线、波 形 参 数分 析 。其 中， 频 谱 分 析 主 要 采 用 ＦＦＴ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ 子 ＶＩ 返 回 信 号 幅 值 谱 ， 用 ＦＦＴ Ｐｏｗｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ 子 ＶＩ 返 回信 号 功 率谱 ； Ｘ－ Ｙ 曲 线 绘制 功 能 是将通道 Ａ 和通道 Ｂ 所采集到的信号作为 Ｘ 和 Ｙ 轴坐标绘制 李 沙 育图 形 ； 波 形参 数 分 析可 以 显 示波 形 的 最大 值 、最 小值 、平 均值和有效值。 ２．５ 前面板设计 虚拟示波器的控制和显示功能均能通过前面板的控件 来实现， 设计前面板时既要符合传统仪器的操作习惯又要 利 用 ＬａｂＶＩＥＷ 平 台 的 各 种 优 势 。 本 文 设 计 的 双 通 道 虚 拟 示 波器前面板如图 ２ 所示。图中显示为水中交流电弧放电的 电压电流波形。在前面板中可以设置各项数据采集参数， ＬａｂＶＩＥＷ 程 序 运 行 后 开 始 采 集 信 号 。 用 户 可 以 进 行 单 通 道 和双通道的任意切换。各种数据分析功能在前面板中都有 相应的按钮， 按下按钮后就可以调出该模块子程序。在子模 块中按下返回键回到主程序界面。
在休眠状态；
创 新
ＦｏｒｃｅＴｒｉｇｇｅｒ（）／／使 硬 件 自 动 产 生 一 个 适 当 的 触 发 ；
Ｃａｐｔｕｒｅ（）／／传 送 所 有 通 道 的 参 数 到 硬 件 ， 如 触 发 电 平 ， 触 发
方式， 触发斜率， 触发位置， 触发通道， 存储深度， 采样时钟等，
设置完成后进行数据采集；
返 回 参 数 类 型 。需 要 注 意 的 是 参 数 类 型 设 置 必 须 与 原 函 数 中 的
类型一致， 当参数为数 组 时 必须 使 用 Ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅ Ａｒｒａｙ 子 ＶＩ 严 格
按照参数数据类型和大小创建数组， 否则调用时会出错。
２ 功能实现
２．１ 初始化 初始化是在数据采集之前对系统软硬件参数的设置， 包括 以下几部分：
上 ， 通 过 对 Ｃａｌｌ Ｌｉｂｒａｒｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ 节 点 的 配 置 能 较 容 易 的 实 现
ＤＬＬ的调用从而实现示波器的各项功能。配置 节 点 的目 的 在 于
指定 ＤＬＬ 模块中与 ＬａｂＶＩＥＷ 数据交换的相应驱动函数。
在 ＣＬＦ 节 点 的 右 键 菜 单 中 选 择 “Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅ… ”或 直 接 双 击
《Ｐ ＬＣ 技术应用 ２００ 例》
邮局订阅号： ８２－９４６ ３６０ 元 ／ 年 － １５７ －
传感器与仪器仪表
中 文 核 心 期 刊 《 微 计 算 机 信 息 》（ 测 控 自 动 化 ）２００８ 年 第 ２４ 卷 第 ８－１ 期
（１） 全局变量的初始化
全 局 变 量 的 初 始 化 是 指 对 采 集 频 率 、存 储 深 度 、探 头 衰 减
在自动测试与控制系统的集成中， 为了加快系统构建的速 度，通常选取功能强大，价格合理的现成仪器硬件模块，结合自身 开 发 的 软 件 实 现 系 统 集 成 。为 了 采 集 水 射 流 等 离 子 弧 放 电 波 形 并将测量系统与控制系统集成， 本 文 对 Ｌｉｎｋ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ 公 司 的 ＤＳＯ２９０２ 示波器硬件进行了二次开发。该硬件模块具有 ２ 路模 拟 量 采 集 通 道，采 样 频 率 可 达 ２５０ＭＨｚ，同 时 该 公 司 还 提 供 了 实 现 模块 硬 件 控制 的 动 态链 接 库（ＤＬＬ）。在上 述 软 硬件 基 础 上，以 ＬａｂＶＩＥＷＥ 为 平 台 设 计 了 满 足 自 动 测 试 系 统 要 求 的 双 通 道 虚 拟数字 存 储 示波 器 ， 能 够实 现 数 据采 集 、数 据保 存 与 回放 、频 谱 分 析 、李 沙 育 图 形 及 波 形 参 数 测 量 等 功 能 。
ＥｎｄＣａｐｔｕｒｅ（）／／传 送 硬 件 采 样 数 据 到 计 算 机 内 存 ；
ＧｅｔＴｒｉｇＳｔａｔ（）／／从 硬 件 读 状 态 寄 存 器 得 到 触 发 状 态 ， 通 过 返
回值确定示波器所处的工作状态。
１．２ ＤＬＬ 函数调用方法
在了 解 被调 用 的 函数 名 称 、功能 及 其 输入 输 出 参 数 的 基 础
度 档 位 、耦 合 方 式 、触 发 通 道 、触 发 电 平 、触 发 沿 、触 发 模 式 等 。
具体实现可通过设置 Ｃａｐｔｕｒｅ（）函数中的相应参数来完成。
２．２ 波形数据采集与显示
软 硬 件 初 始 化 之 后 首 先 调 用 Ｃａｐｔｕｒｅ（）函 数 将 初 始 化 值 传
递给硬件，然后调用 ＧｅｔＴｒｉｇＳｔａｔ（）函数读取 ＤＳＯ 的触发状态寄存
（１．哈尔滨理工大学；２．华北电力大学） 许 佐 明 １ 金 花 ２ 王 新 掌 １ 杨 嘉 祥 １
ＸＵ Ｚｕｏ－ｍｉｎｇ Ｊ ＩＮ Ｈｕａ ＷＡＮＧ Ｘｉｎ－ｚｈａｎｇ ＹＡＮＧ Ｊ ｉａ－ｘｉａｎｇ
摘要： 在 ＬａｂＶＩＥＷ 环 境 下 通 过 调 用 动 态 链 接 库 （ＤＬＬ）函 数 的 方 法 对 ＤＳＯ２９０２ 示 波 器 进 行 了 二 次 开 发 。 所 开 发 的 虚 拟 示 波 器
具 有 ２ 路 模 拟 量 采 集 通 道 ， 能 够 实 现 通 道 选 择 、数 据 采 集 、数 据 保 存 与 回 放 、频 谱 分 析 、李 沙 育 图 形 及 波 形 参 数 测 量 功 能 。仪
器 前 面 板 界 面 友 好 ， 操 作 方 便 。 本 开 发 对 于 ＬａｂＶＩＥＷ 驱 动 非 ＮＩ 公 司 硬 件 设 备 具 有 参 考 价 值 。
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传感器与仪器仪表
基于 Ｌａ ｂ ＶＩＥＷ 的虚拟示波器开发及应用
Ｄｅ ｖｅ ｌｏ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ Ａｐ ｐ ｌｉｃａ ｔｉｏ ｎ ｏ ｆ Ｖｉｒｔｕ ａ ｌ Ｏｓ ｃｉｌｌｏ ｓ ｃｏ ｐ ｅ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｌａ ｂ ＶＩＥＷ
技 Ｂｅｓｉｄｅｓ， ｔｈｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｈａｓ ａ ｆｒｉｅｎｄｌｙ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｔｏ ｏｐｅｒａｔｅ． Ｔｈｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｈａｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖａｌｕｅ ｆｏｒ ｄｒｉｖｉｎｇ
ｈａｒｄｗａｒｅ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｎｏｔ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ＮＩ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｉｎ ＬａｂＶＩＥＷ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．
关键词： 虚拟示波器； ＬａｂＶＩＥＷ； 动态链接库
中图分类号： ＴＭ９３５
文献标识码： Ｂ
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄａｒｉｌｙ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｈｅ ＤＳＯ２９０２ ｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅ ｉｎ ＬａｂＶＩＥＷ ｂｙ ｃａｌｌｉｎｇ ｄｙｎａｍｉｃ ｌｉｎｋ ｌｉｂｒａｒｙ （ＤＬＬ） ｆｕｎｃｔｉｏｎ．
技 器的状态值，根据其状态值来决定进行数据采集或等待操作。设
ＧｅｔＴｒｉｇＳｔａｔ（）函数返回值为 ｓｔ，则 ｓｔ 表示的意义如下：
术
ｓｔ＝０，１，４，５ 预触发等待状态；
ｓｔ＝２
预触发等待， 充满缓冲区；
创
ｓｔ＝３
预触发等待状态之后没看到触发字；
新
ｓｔ＝６
触发， 缓冲区满。
当 检 测 到 硬 件 触 发 状 态 有 效 时， Ｃａｐｔｕｒｅ（）函 数 根 据 软 面 板
１ 硬 件 ＤＬＬ 函 数 及 其 调 用 方 法
１．１ ＤＬＬ 函数说明 在 ＬａｂＶＩＥＷ 中 通 过 ＣＬＦ （Ｃａｌｌ Ｌｉｂｒａｒｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ） 节 点 调 用 ＤＬＬ 函 数 可 以充 分 利 用已 有 的 硬 件 ， 使 得 ＬａｂＶＩＥＷ 的 应 用 更 加 灵 活 和 广 泛 。要 实 现 对 硬 件 的 控 制 ，首 先 必 须 分 析 实 现 控 制 功 能 的 动 态 连 接 库 函 数 。 对 ＤＳＯ２９０２ 的 动 态 链 接 库 中 所 包 含 的 函数功能分析如下： Ｆ ｉｎｄＨａｒｄｗａｒｅ （）／／ 在 程 序 执 行 前 ， 用 来 检 测 硬 件 型 号 及 并 口 通 讯 是 否 为 ＥＰＰ 增 强 并 口 ， 若 为 ＵＳＢ 通 讯 则 通 过 并 口