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《虚拟仪器的使用》PPT课件

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虚拟仪器ppt课件

虚拟仪器ppt课件
概念： 虚拟仪器是指在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户自己设计定义，具有虚拟的操作面板，测 试功能由测试软件来实现的一种计算机仪器系统。 （虚拟仪器是一种概念仪器，迄今为止，业界还没有一个明确的国际标准和定义。实质上虚拟仪器是 一种创新的仪器设计思想，而非一种具体的仪器。）
；....
5
1.3虚拟仪器的概念
的分析与处理、数据结果的表达与输出。
件
硬 件
用 户
应用软件——仪器功 应用软件——虚拟面
能
板
仪器驱动器软件 输入/输出接口软件
通用计算机 外围硬件设备
被测对象
；....
7
1.4虚拟仪器的系统结构
1.虚拟仪器
•硬件（虚拟仪器工作的基础）
通用计算机： 笔记本电脑、台式计算机或工作站 等。
外围硬件设备：可以选择GPIB系统、VXI系统、 PXI系统、数据采集或其它标准体系结构。也可以 选择两种或两种以上构成混合系统。
虚拟仪器概述
• 1.虚拟仪器
•1.1电子测量仪器的发展
•1.2传统仪器与虚拟仪器的比较
•1.3虚拟仪器的概念
•1.4虚拟仪器的系统结构
•1.5虚拟仪器开发介绍
（LabVIEW）
；....
1
1.1电子测量仪器的发展
1.虚拟仪器
电子测量仪器的发展，大致经历了四代：
模拟仪器
数字化仪器
智能仪器
虚拟仪器
（模拟电子技术，指针显 示结果）
1.4虚拟仪器的开发介绍
• LabVIEW 是一种图形化编程语言，与C++和VB 或其它语言的功能一样。它是唯一被普遍接受
的图形化编程语言。简单易学。
• 带有大量的内置功能，能够完成仿真、数据采集、仪器控制、测量分析和数据显示等任务 • 使用LabVIEW 能让您享受到强大的图形化编程语言所带来的灵活性，而无需忍受传统开发环

虚拟仪器1PPT课件

虚拟仪器1PPT课件
5.1虚拟仪器
虚拟仪器技术: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 量和自动化的应用。组成部分:高效的软件、 模块化I/O硬件和用于集成的软硬件平台.优 点:性能高,扩展性强,开发时间少,无缝集成
功能组成图
2020/10/13
1
5.3虚拟仪器的多种构成方式
DAQ卡与计算机及软件组成虚拟测 试仪器的一般方式
2020/10/13
2
谢谢您的指导Βιβλιοθήκη THANK YOU FOR YOUR GUIDANCE.
感谢阅读！为了方便学习和使用，本文档的内容可以在下载后随意修改，调整和打印。欢迎下载！
汇报人：XXXX 日期：20XX年XX月XX日
3

《虚拟仪器系统》课件

《虚拟仪器系统》课件

虚拟仪器系统的发展历程
起源
20世纪80年代，随着计算机技 术的不断发展，人们开始尝试 将计算机应用于测试和测量领
域。
发展阶段
20世纪90年代，随着计算机性 能的提高和软件技术的不断发 展，虚拟仪器系统开始得到广 泛应用。
当前状况
目前，虚拟仪器系统已经成为 测试和测量领域的主流技术之 一，被广泛应用于各种领域。
远程控制技术
远程控制技术是虚拟仪器系统 的关键技术之一，它负责实现
远程控制和监测功能。
远程控制技术需要具备跨网络 、安全可靠和实时性等特点， 以便在不同的地理位置和网络 环境下进行远程控制和监测。
远程控制技术还需要支持多种 通信协议和数据格式，以便与 各种设备和系统进行无缝集成 。
远程控制技术还需要提供易于 使用的API和用户界面，以便开 发人员能够快速地构建远程控 制应用程序。
随着测试数据的不断增加，如何高 效地处理和分析数据成为虚拟仪器
系统面临的技术挑战之一。
B
C
D
可靠性和稳定性
在长时间运行和高负载测试环境下，虚拟 仪器系统需要具备高可靠性和稳定性。
标准化和互操作性
为了实现不同虚拟仪器系统之间的互操作 和数据共享，需要制定统一的标准化规范 。
虚拟仪器系统的应用前景
工业自动化
虚拟仪器驱动技术还需要支持多种通 信协议和数据格式，以便与各种硬件 设备进行无缝集成。
虚拟仪器驱动技术需要具备跨平台、 可移植性和可扩展性等特点，以便在 不同的操作系统和硬件平台上运行。
虚拟仪器驱动技术还需要提供易于使 用的API和用户界面，以便开发人员 能够快速地构建虚拟仪器应用程序。
信号处理技术
数据库管理技术
数据库管理技术是虚拟仪器系 统的关键技术之一，它负责对 各种数据进行分析、处理和管 理。

第3章虚拟仪器ppt课件

第3章虚拟仪器ppt课件
不易与其他设备连接
虚拟仪器 关键是软件 开发与维护费用低 技术更新周期短 价格低，并且可重用性与可配置性强 用户定义仪器功能 系统开放、灵活，与计算机的进步同
容易与其他设备连接
仪器 = A/D + CPU+ 软件 The Software Is Instruments
3. 虚拟仪器的体系结构
• 基于数据采集卡的虚拟仪器 • 基于GPIB总线方式的虚拟仪器 • 基于VXI总线方式的虚拟仪器 • 基于PXI总线方式的虚拟仪器 • 基于LXI总线方式的虚拟仪器
第3 章
虚拟仪器
第3章 虚拟仪器
教学重点 虚拟仪器的基本概念 虚拟仪器的开发工具 虚拟仪器的数据采集 虚拟仪器的信号处理
3.1 概述
微处理器 MPU
程序存储器 （ROM）
数据存储器 （ROM）
I/O接口
键盘显示接口
被测量
A/D 转换器
D/A 转换器
信号 调理
模仿 执行器
键盘
显示
模拟量输入输出
人机接口
3)计数器数据采集与控制程序
前面板
程序框图
3.4 信号产生
信号产生是仪器系统的重要组成部分，要评价任 意一个网络或系统的特性，必须外加一定的测试 信号，其性能方能显示出来。
最常用的测试信号有正弦波、三角波、方波、锯齿 波、噪声波及多频波〔由不同频率的正弦波叠加而 形成的波形〕等。
1.数字化频率的概念
LabVIEW8.2菜单
LabVIEW8.2的工具栏
中 止 执 行
单 步 步 入单 步 步 出 文 本 设 置
分 布 对 象 显 示 即 时 帮 助 窗 口
单 步 步 过
对 齐 对 象

《虚拟仪器系统》PPT课件

《虚拟仪器系统》PPT课件

概述
三. 虚拟仪器的发展前景
第一阶段称为初级虚拟仪器。它是利用计算机来增强传统仪器的功能。 随着GPIB总线标准的确立，人们把传统仪器通过GPIB和RS-232C同计算机连 接，从而可以用计算机来控制仪器。随着计算机的普及，传统仪器的功能 通过这种方式得以较大扩展。
第二阶段称为开放式虚拟仪器。随着插入式数据处理卡的出现，如基于 台式计算机PCI总线的数据采集卡(DAQ)、基于笔记本计算机PCMCIA总线的 数据采集卡，特别是VXI及PXI总线的确立，使得虚拟仪器进入了开放式时 代。目前比较流行的开放式虚拟仪器的开发系统是NI公司的LabVIEW图形编 程系统。
无
8TTL触发线 2ECL触发线
扩展能力 结构规模
多接口卡 大
由系统或扩展机箱 可用插槽决定
使用MⅪ接口
小
中
使用MXI接口 中
虚拟仪器的结构
三. 虚拟仪器的软件结构
根据VPP系统规范的定义，虚拟仪器系统的软件结构包括仪器I/O接口 软件、仪器驱动程序和应用软件三部分。
1.I/O接口软件
I/O接口软件存在于仪器(即I/O接口设备)与仪器驱动程序之间，是一 个完成对仪器寄存器进行直接存取数据操作，并为仪器与仪器驱动程序 提供信息传递的底层软件，是实现开放的、统一的虚拟仪器系统的基础 与核心。在VPP系统规范中，详细规定了虚拟仪器的I/O接口软件的特点、 组成、内部结构与实现规范，并将符合VPP规范的虚拟仪器I/O接口软件 定义为虚拟仪器软件结构 (VISA)软件。
虚拟仪器的结构
一.虚拟仪器的结构
虚拟仪器除了测控对象、信号调理器外，其内部主要由三大功能模块构 成：信号的采集与控制、信号分析与处理、结果的表达与输出。虚拟仪 器的结构图如图7.1所示。

虚拟仪器和LabVEW.ppt

虚拟仪器和LabVEW.ppt

数据流方式编程
LabVIEW程序的编制过程
• 建立前面板 • 构建图形化的流程图 • 程序模块化和层次化
建立前面板
从控制模块上选择你需要的对 象 ,放在虚拟仪器的前面板上 。控制模板上的对象包括数字 显示、表头、压力计、热敏计 外壳、表、图片等。
构建图形化的程序框图
从功能模板上选择对象 (用图标表 示 )，并用线将它们连接起来以便 数据进行传递。功能模块上的对象 包括简单的数学运算、高级数据采 集和分析方法、以及网络和文件输 入输出操作。
• 字符串运算子模板：包含各种字符串操 作函数、数值与字符串之间的转换函数， 以及字符(串)常数等。
• 数组子模板：包括数组运算函数、数组 转换函数，以及常数数组等。
功能模板（三）
• 比较子模板：包括各种比较运算函数， 如大于、小于、等于。
• 文件输入/输出子模板：包括处理文件输 入/输出的程序和函数。
控制模板
数值子模板、布尔值子模板、字符串子 模板、数组和群子模板、图形子模板、 路径和参考名子模板、控件容器库子模 板、对话框子模板、用于修饰子模板、 用户自定义的控制和显示、调用存储在 文件中的控制和显示的接口。
LabVIEW的功能模板
功能模板是创建框图 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。
Motion Control
PXI
虚拟仪器的特点
• 一种功能上而非物理意义上的仪器 •具有图形化的用户界面 •更新速度快，可维护性好 •系统具有良好的开放型和可扩展性
传统仪器与虚拟仪器的比较
传统仪器
虚拟仪器
关键是硬件
关键是软件
开发与维护的费用高
开发与维护的费用低
技术更新周期长

虚拟仪器实验ppt课件

虚拟仪器实验
1
====================================== 实验教材： 虚拟仪器实验指导书（自编） ======================================
虚拟仪器技术室软、硬件介绍
=============================================
LabVIEW程序被称为VI（Virtual Instrument），即虚 拟仪器。
LabVIEW的核心概念就是“软件即是仪器”，即虚拟 仪器的概念。
LabVIEW还包含了大量的工具与函数用于数据采集、 分析、显示与存储等。
41
三、实验内容
8、属性节点
利用“报警信息”控件的blinking属性，实现在输出 报警信息的同时伴随闪烁，如下图所示。为了能看到 闪烁效果，需要将采样间隔设到5秒以上。
LabVIEW程序被称为VI（Virtual Instrument），即虚 拟仪器。
LabVIEW的核心概念就是“软件即是仪器”，即虚拟 仪器的概念。
LabVIEW还包含了大量的工具与函数用于数据采集、 分析、显示与存储等。
17
三、实验内容
1、数据操作
编写一个温度监测器，如右图所示，当 温度超过报警上限，而且开启报警时，报警 灯点亮。温度值可以由随即数发生器产生。
（三）、实验仪器与设备
34
参考程序-4
35
参考程序-5
36
参考程序-6
37
参考程序-7
38
实验三 LabVIEW软件基本操作（三） （本实验为设计性实验）
39
一、实验目的
1、熟悉虚拟仪器编程软件LabVIEW的基本操作 和熟悉虚拟仪器实验平台；

Multisim虚拟仪器仪表的使用(共127张PPT)

Multisim虚拟仪器仪表的使用
第1页，共127页。
第1章
Multisim 10概述
第2章
Multisim 10的元器件库与虚拟元器件
第3章
元器件创建与元器件库管理
第4章
Multisim 10虚拟仪器仪表的使用
第5章 电路原理图的设计
第6章
电路仿真分析
第7章 仿真分析结果显示与后处理
第8章
电工基础仿真实验
偏置电压上输出，其可选范围为 -999～999 kV。
⑤ Set Rise／Fall Time按钮：设置输出信号的上升时间与下降时间，而
该按钮只有在产生方波时有效。单击该按钮后，即可打开图4-11所示的
对话框。此时，在栏中可以设定上升时间(或下降时间)，再单击按钮即
可。如单击按钮，则恢复为默认值。
图4-11
4.10
逻辑分析仪
4.11
逻辑转换仪
第4页，共127页。
第4章
4.12
Multisim 10虚拟仪器仪表的使用
伏安特性分析仪
4.13 失真分析仪
4.14 频谱分析仪
4.15 网络分析仪
4.16
安捷伦函数信号发生器
4.17
安捷伦数字万用表
4.18
安捷伦示波器
4.19
泰克示波器
4.20
测量探针
4.21 电流探针
连接。
图4-3 电压表的连接
第8页，共127页。
电流表
4.2
图4-
4 电流表
的图标
电流表在使用前，一般应对其属性进行设置。
第9页，共127页。
4.2 电流表
图4-5 电流表属性对话框
(1)Label(标号)选项卡

虚拟仪器的使用


探讨未来发展趋势和挑战
智能化发展
随着人工智能技术的不断发展，虚拟仪器将实现更高程度 的智能化，能够自动识别和处理数据，提供更加智能化的 测试结果。
跨平台应用
为了满足不同用户的需求，虚拟仪器将实现跨平台应用， 可以在不同的操作系统和设备上使用，提高灵活性和便利 性。
多功能集成
未来的虚拟仪器将实现更多功能的集成，例如信号处理、 图像识别等，为用户提供更加全面的测试解决方案。
系统的数据交换和集成。
基于Modbus协议的集成方法
02
利用Modbus协议在虚拟仪器与PLC之间建立通信连接，实现数
据的实时传输和控制。
基于以太网/IP的集成方法
03
通过以太网/IP协议，将虚拟仪器与PLC控制系统连接在同一个
网络中，实现远程监控和数据采集。
DCS控制系统集成方法论述
基于OPC UA技术的集成方法
虚拟仪器的使用
• 虚拟仪器概述 • 虚拟仪器硬件组成 • 虚拟仪器软件设计 • 虚拟仪器在测量测试中应用
• 虚拟仪器在自动化控制中应用 • 虚拟仪器在远程监控中应用 • 总结与展望
01
虚拟仪器概述
定义与发展
定义
虚拟仪器是一种基于计算机技术的测 量和控制系统，通过软件编程实现对 各种物理量的测量、分析、显示和控 制。
基于移动设备的远程监控系统采用C/S架构，用户通过移动设备上的客户端应用程序实现远程监控。
系统设计包括客户端应用程序设计、服务器端数据处理和通信协议设计等方面。
客户端应用程序需要考虑不同移动设备的兼容性和用户体验，服务器端数据处理需要保证数据的实时性 和安全性，通信协议需要满足数据传输的稳定性和可靠性。
数据安全与隐私保护

EDA技术第3章 虚拟仪器使用PPT课件

带译码的8421数码管有4个引脚线，从左到右分别对应4 位二进制数的高位至低位，可显示0～F之间的16个数。
数码管有两类，即七段数码管
（SEVEN_SEG_DISPLAY）和带译 码的8421数码管（DCD_HEX），其 外观如图3-5所示。
8421数码管 七段数码发管
图3-5 数码管外观图
返回 7
13
3.应用举例
图3-9所示为一个整流滤波电路，电路中的两个万用表分 别测量电路的输入交流电压和输出直流电压。
测量交流电压
图3-9 万用表测量交、直流电压
测量直流电压
返回
14
3.2.3 函数信号发生器(Function Generator)
函数信号发生器可以输出正弦波、三角波和方波三种波 形，其输出波形的频率、幅度、直流偏置电压及占空比等参 数均可以调节，修改时可直接在面板上设置。
12
2.参数设置
单击面板上的【Set】（参数设置）按钮，屏幕弹出图3-8 所示的对话框，根据实际要求设置电压档、电流档的内阻、 电阻档的电流值等参数。
电流档内阻 电压档内阻 电阻档电流
图3-8 数字万用表内部参数设置
由于系统提供的数字万用表默认状态是一种理想万用表， 电压挡电阻很大，电流挡电阻很小，如果希望测量结果与实 际的数值一致，需要重新设置参数。
1. 连接方式
函数信号发生器有3个输出端：即“＋”端、“Common” 端和“－”端，通常它与电路的连接有两种方式。
⑴ 单极性连接方式。 将“Common”端子与公共地GND连接，“＋”端或
COM
正负 端端
端ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图3-10 函数信号发生器的图标和面板图
波形选择 信号频率 占空比 幅度 直流偏置 上升沿/下降沿时间
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频率计（Frequency couter） 波特图仪（Bode Plotter）
失真度仪（Distortion Analyzer）
ห้องสมุดไป่ตู้
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14
3.2.1电压表和电流表 (存放在指示元器件库中)
+
0.000
-
U1 V DC 10M
Voltmeter
U2
+
-
0.000 A
DC 1e-009
Ammeter
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7
练习3－1 在练习2－5的电路中
添加函数发生器和 逻辑分析仪。
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8
2 设置仪表
方法：双击图中虚拟仪器的图标，在面板中设置有关参数
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9
练习3－2
对练习3－1中的函数发生器和逻辑分析仪做如下设置
设置 波形：方波 频率：500HZ 占空比：10％ 振幅：5V 偏移：0V 其他默认值
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5
3.1.3 虚拟仪器的分类
可以分为6大类： •交流和直流测量类仪器：函数发生器、万用表、双通道示波器，
4通道示波器、功率表、伏安特性分析仪 频率计，扫描仪，失真度分析仪
•数字逻辑测试类仪器：逻辑分析仪、逻辑转换仪和字函数发生器 •射频测量类仪器：频谱分析仪和网络分析仪 •仿真仪器：安捷伦信号发生器、安捷伦数字万用表、安捷伦数字示波器
第3章 Multisim9 虚拟仪器
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1
本章主要内容
1概述 2交流和直流测量类仪器 3数字逻辑测试类仪器
4射频测量类仪器 5 仿真仪器
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2
3.1.1虚拟仪器的介绍
3.1 概述
虚拟仪器：（Virtual Instrumention)是基于计算机的仪器。 计算机和仪器紧密结合是目前仪器发展的一个方向。 二者结合方式有2种： 将计算机装入仪器：智能仪器 将仪器装入计算机：虚拟仪器
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13
3.2交流和直流测量类仪器
电压表和电流表 数字万用表（Multimeter）
函数发生器（Function Generator） 双通道示波器（Oscilloscope） 四通道示波器（4 Channel Oscilloscope） 功率表（Wattmeter） IV分析仪（IV Analyzer）
Multisim 9提供的万用表外观和操作与实际的万用表相似，可以测电 流A、电压V、电阻Ω和分贝值db，测直流或交流信号。万用表有正极和 负极两个引线端 。
思考：测电流、电压及电阻时 万用表接法有何不同
测量支路电流时，万用表串连于电路
测量电压和电阻时，万用表并联于被测元器件
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17
练习3－5
Multisim 9提供的函数发生器可以产生正弦波、三角波和矩形波，信 号频率可在1Hz到999MHz范围内调整。信号的幅值以及占空比等参数也可 以根据需要进行调节。信号发生器有三个引线端口：负极、正极和地
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连接规则： 信号发生器图标上有＋，GND，— 连接＋和GND，输出正极性信号 连接－和GND，输出负极性信号 连接＋和－，输出幅值等于信号发生器的有效值2倍 连接＋，GND和—，输出两个幅值相等，极性相反的信号
B 74LS190是一个BCD码可逆计数器，若～U/D端置0，为十进制加法计 数器置1，为减法计数器。
对3－2的电路如何修改可以变为减法计数器？ 如何修改可以变成一个可控的可逆计数器？
本次练习检查要求： 1）练习3－2的电路，仿真结果，问题（1）（2）（3）（4）的答案 2）练习3－3B部分的设计结果
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练习3－4
练习使用电流表和电压表
利用电流表和电压表测试下图中D3上的电压，及流过的电流 画出测试电路。
若二极管反向，电压表和电流表又该如何接？ 提示：要考虑仪表内阻引起的测量误差。
二极管正向时电压很小，反向时电流很小 参考教材：P2
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3.2.2 数字万用表（Multimeter）
泰克数字示波器 •测量笔 •基于LabVIEW仪器：LabVIEW的麦克风，扬声器、信号分析仪和信号发生器
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6
3.1.4虚拟仪器的添加和使用
1 仪器添加的操作步骤： （1）在仪器工具栏单击需添加的仪器按钮图标 （2）在绘图区合适的地方单击鼠标左键 （3）单击仪器符号的连线端子，移动鼠标到电路图的连接位置。
设置时钟源为外部，其他采用默认
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3仿真分析
开启仿真功能的方法： ➢ Simulate（仿真）/Run（运行） ➢ 仿真开关 ➢ 按F5键
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练习3－3
A 对练习3－2电路进行仿真 步骤： 1做好仿真准备，对开关J1，J2进行设置。
双击J1图标，弹出对话框，在参数选项卡中转换开关键设为“E” 双击J2图标，转换开关键设为“L” 2单击Simulate（仿真）/Run（运行） 3观察仿真结果
1 利用万用表测量图中电源提供的总电流 测量R1和R3上的电压。 要求：画出测量电路 记录万用表的测量结果
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2 测量R1和R2两端的电阻 要求：画出测量电路，记录测量值
提示：R1在Basic/POTENTIOMETER
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3.2.3函数发生器（Function Generator）
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21
3.2.4 双通道示波器（Oscilloscope）
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
从Multisim9开始，用户可以利用虚拟仪器编程软件LabView定制自己的虚拟仪器
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3
软件中，虚拟仪器的都有图标，符号和仪器面板3个外观图
符号图
图标
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仪器面 板
4
3.1.2 虚拟仪器的主要特点
仿真的同时可以改变设置 仿真的同时重新连接仪器端子 在一个电路图中可以使用多个同样的仪器 仪器的设置和显示数据可以与电路图一起保存 仪器面板可以根据屏幕分辨率和显示模式自动改变大小
问题：（1）按下E键，L键，改变J1状态， 改变J2状态，观察数码管的状态 填写下表，总结74LS190的LOAD 端和CTEN端有何作用？
J1 J2 U1
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（2）改变计数器脉冲信号的频率 观察频率的高低对数码管的显示有何影响？
（3）该电路为几进制加法还是减法计数器？ （4）观察逻辑分析仪的结果，看逻辑分析仪的结果与（3）答案是否相符？