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基于LabVIEW的虚拟示波器的设计毕业论文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。
本文介绍了利用LabVIEW 图形编程语言进行虚拟仪器开发的方法，设计了一种基于PC机声卡的虚拟示波器，说明了虚拟仪器在现代测试领域中的重要地位以及其广阔的发展前景．从某种意义上说，“软件就是仪器”。
关键词LabVIEW,虚拟仪器，示波器The design of virtual wave displayer based onLabVIEWAbstractVirtual instrument is the produce that merges the computer technology and measurement technique．It stands for a brand new development directory in the field of auto-measurement and electronic measurement。
With the rapid development of information technology and the computer technology, the digital signal processing takes an emerging discipline, its importance displays day by day in each domain application. This article introduces how to develop virtual instruments using graph programming language-LabVIEW ,designs a virtual signal displayer based on PC and explains the important part and wide development prospects of virtual instrument in modern measurement technique field．In a sense, “The sof tware is an instrument”.Keywords LabVIEW, virtual instrument目录第1章绪论 (1)1.1 虚拟仪器的概述 (1)1.1.1 什么是虚拟仪器 (1)1.1.2 虚拟仪器的构成 (2)1.1.3 虚拟仪器的优点 (3)1.1.4 虚拟仪器的发展现状 (4)1.1.5 虚拟仪器的发展趋势 (4)1.2 图形化编程语言LabVIEW (4)1.2.1 什么是LabVIEW (5)1.2.2 LabVIEW的主要特点 (5)1.2.3 LabVIEW调试与运行 (6)第2章示波器的原理 (7)2.1 模拟示波器 (7)2.1.1 示波器的基本结构 (7)2.1.2 示波器的扫描原理 (8)2.2 数字示波器 (9)2.2.1 数字示波器的基本原理 (9)2.2.2 数字示波器的特点 (11)2.3 虚拟示波器 (12)第3章系统的硬件设计 (14)3.1 声卡 (14)3.1.1 声卡的工作原理 (14)3.1.2 声卡的基本结构 (14)3.2 硬件设置 (16)3.2.1 实验中声卡的参数设置 (16)3.2.2 虚拟示波器中声卡的连接方式 (16)3.3 前置运算电路 (17)第4章系统的软件设计 (18)4.1 虚拟示波器工作流程图 (18)4.2 数据采集模块 (18)4.3 频谱分析模块 (22)4.4 数据测量和显示模块 (23)第5章系统调试与程序显示 (25)5.1 虚拟示波器性能 (25)5.1.1 程序设计思路 (25)5.1.2 虚拟示波器操作界面 (25)5.1.3 虚拟示波器总程序框图 (26)5.2 虚拟示波器波形显示 (27)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (34)第1章绪论1.1虚拟仪器的概述虚拟仪器是计算机技术和传统的仪器仪表技术相结合的产物,它是在以计算机为核心的硬件平台上,由用户设计和定义其功能,具有虚拟面板. 虚拟仪器技术具有高效、易用、开放、灵活、更新快、功能强大、性价比高、用户定义等诸多优点. 目前在我国应用的虚拟仪器开发平台主要有美国NI公司的LabVIEW及其相应组件和Agilent公司的HP - VEE ,其中NI的LabVIEW系列产品在我国使用比较广泛.LabVIEW是当前用于数据采集、信号处理和虚拟仪器开发的一个标准工具,而且是一个基于图形化编程语言的虚拟仪器软件开发工具,设计者可利用它方便快捷地建立自己的虚拟仪器程序而无需复杂的程序代码编写. 它适用于多种操作系统,用LabVIEW设计的虚拟仪器程序可以脱离LabVIEW开发环境,最终用户看见的是和实际的硬件仪器相似的操作面板1.1.1什么是虚拟仪器所谓虚拟仪器，就是在通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义、具有虚拟面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。
本文介绍了一种虚拟示波器的设计过程。
首先介绍了数据采集的方法。
下位机采集的数据有温度和电压两种。
通过AD转换模块将模拟电压量转化为数字量实现电压采集，温度采集使用的是18B20温度传感器。
数据采集完成后根据上位机的需求，将相应的数据通过串口发送给上位机显示。
然后进行上位机界面设计。
上位机是用LabVIEW设计的，在接收到下位机传过来的数据后将其以波形的形式显示出来，从而实现了示波器的功能。
最后给出了本次设计的一个应用实例。
关键词：虚拟仪器；示波器；数据采集1 绪论 (1)2 单片机硬件电路及原理 (2)2.1 AT89C516RD+单片机 (2)2.2 模数转换 (4)2.3 18B20温度传感器 (5)3 单片机程序设计 (7)3.1 I2C总线介绍 (7)3.2 模数转换 (9)3.3 温度采集 (10)3.4 与电脑数据传输 (13)4 PC端软件设计 (15)4.1 软件界面设计 (15)4.2 主程序 (15)4.3 温度采集子程序 (17)4.4 电压采集子程序 (18)5 设计结果及应用 (20)5.1 结果展示 (20)5.2 应用实例 (21)6 总结体会 (23)参考文献 (24)附录重要程序清单 (25)1 绪论虚拟仪器是由电脑软件加外部硬件，实现传统仪器的功能的一种软硬件结合系统。
与传统仪器相比，虚拟仪器有很多优点，如极大的灵活性。
利用相同的外部硬件通过编写不同的软件就可实现不同的功能，并且不像传统仪器那样，一旦制造出来其功能就是固定的，虚拟仪器可根据用户不同的需求进行各种功能优化。
同时，虚拟仪器软件基于PC平台，可充分利用其强大的处理能力，出色的完成各种工作。
除此之外，虚拟仪器还能大幅降低资金投入、系统开发成本和系统维护成本，为企业带来更高的经济效益。
正因为虚拟仪器有着传统仪器无法比拟的优势，他拥有广阔的发展前景。
目前虚拟仪器主要用在数据采集与控制、数据处理与分析和数据显示等方面。
毕业设计（论文）基于LabVIEW的虚拟示波器的设计和实现系别自动化工程系专业名称测控技术与仪器班级学号5080911学生姓名高尚指导教师吴朝霞2012年6月15日基于LabVIEW的虚拟示波器的设计和实现摘要随着微电子集成技术和微计算机技术的飞速发展，现代虚拟示波器作为一种精密电测仪器得到了更快的发展，其功能越来越强、精度越来越高，而且外形越来越美观。
但现有的虚拟示波器价格普遍偏高，使其应用受到一定限制。
充分利用虚拟现实技术研究功能强大、性价比高的虚拟数字示波器，使之能更好地满足实际应用的需求，具有很好的现实意义。
本文介绍了虚拟仪器的研究背景和意义以及国内外的一些研究进展。
接下来对虚拟仪器总体进行了概述，讨论了虚拟仪器的概念、构成、特点、发展建立了虚拟仪器的基本框架,在此基础上，进行了虚拟示波器的系统设计。
完成了虚拟示波器各模块的详细设计，包括数据采集模块、用户界面模块、频谱分析模块、双通道信号发生模块、波形显示模块和参数计算模块的设计，还讨论了软件设计中的技术问题。
该示波器主要用于电子测量仪器教学,让学生掌握示波器的工作原理、示波器的测试和示波器的主要控键。
设计中我们通过模拟信号发生器产生的多通道信号对多种控制参数进行了设置、实时采集、处理、显示和存储等功能的试验，但在进行硬件试验时并未成功。
另外在程序的繁琐程度，资源的利用率方面仍有改进的需要。
关键词：LabVIEW；示波器；虚拟仪器；采集卡Design and Implementation of the Virtual Oscilloscope Based onLabVIEWAuthor：Gao ShangTutor：Wu Zhao XiaAbstractWith the rapid development of integrated microelectronics technology and microcomputer technology, modern digital storage oscilloscope as a precision electrical measuring instruments to develop faster, more powerful, higher and higher precision, but more and more shapebeautiful. However, the existing digital storage oscilloscope prices are generally high, its application is subject to certain restrictions. Make full use of virtual reality technology is a powerful, cost-effective virtual digital oscilloscope, so that it can better meet the needs of practical application, with good practical significance.This paper introduces the research background and significance of the virtual instrument, as well as some progress at home and abroad. Next on the virtual instrument overall, to discuss the concept of virtual instruments, composition, characteristics, development has established the basic framework of the virtual instrument, on this basis, the system design of the virtual oscilloscope. Completed the detailed design of the virtual oscilloscope module, including the data acquisition module, the user interface module, a spectrum analysis module, dual-channel signal generation module, waveform display module and parameters to calculate the module design, and also discussed the technical aspects of software design.The oscilloscope is mainly used for electronic measuring instruments and teaching, enable students to acquire the works of the oscilloscope, oscilloscope test and the oscilloscope control key. Multichannel signal design, analog signal generator to generate a variety of control parameters, settings, real-time acquisition, processing, display and storage of the test, but during the hardware test did not succeed. In addition, there is still room for improvement in the red tape of the program, the resource utilization needs.Key Words:LabVIEW; oscilloscope; virtual instrument; data acquisition card目录1绪论 (1)1.1虚拟仪器的概念 (1)1.2虚拟仪器的构成 (2)1.2.1 虚拟仪器的硬件系统 (2)1.2.2 虚拟仪器的软件结构 (3)1.3虚拟仪器的特点 (3)1.4虚拟仪器的发展 (4)1.5虚拟示波器及其特点 (6)1.5.1虚拟示波器的分类 (7)1.5.2虚拟示波器工作原理 (8)1.5.3 虚拟示波器的研究现状与发展 (9)2虚拟示波器方案设计 (11)2.1软件及硬件的选择 (11)2.1.1软件的选择 (11)2.1.2硬件的选择 (12)2.2软件设计方案 (16)2.2.1软件设计 (16)2.2.2仪器功能 (17)3 虚拟示波器的软硬件设计 (18)3.1虚拟示波器的总体设计 (18)3.2软件的设计与实现 (19)3.2.1前面板功能设计 (19)3.2.2触发、通道选择程序设计 (21)3.2.3时基、幅值控制模块设计 (22)3.2.4数据存储模块设计 (22)3.2.5数据读取模块设计 (23)3.2.5双通道信号发生器 (24)3.2.5信号测量模块设计 (25)3.3数据采集 (28)4 实验与分析 (30)4.1波形显示 (30)4.2基于虚拟示波器的参数测量 (30)4.2.1 虚拟示波器测量参数的优势 (30)4.2.2 基于虚拟示波器的参数测量的用户界面 (30)4.3基于虚拟示波器的频谱分析 (32)4.3.1 虚拟示波器频谱分析 (32)4.3.2 基于虚拟示波器的相位测量的用户界面 (32)4.4虚拟示波器与传统示波器的精度分析 (33)4.5设计心得 (33)4.6程序调试过程中发现的问题和解决办法 (34)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (39)附录A (39)附录B (49)附录C (50)1绪论从20世纪40年代开始，计算机革命给当代社会的发展注入了活力。
测控仪器设计课程设计---基于Labview 的数字示波器设计测控仪器设计课程设计说明书姓名：沈游学号： 200906028班级：测控091专业：测控技术与仪器学院：机械工程学院时间：2012.7.2～2012.7.13地点：机械工程学院机房指导教师：文妍李霞杨淑燕彭花测控仪器设计课程设计任务书设计题目：基于Labview 的数字示波器设计设计要求：一、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：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)。
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。
4．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：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。
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。
虚拟仪器课程设计题目：基于labview的虚拟示波器的设计院（系、部）：电控学院班级：测控06-1班姓名：学号：指导教师：辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表文献综述在现代测量领域中，为了对电路功能进行检测，有许多的测量仪器可供使用。
只要电量不随时间变化，借助于仪器来掌握数值大小就足够了。
但是，对于曲线形状、周期或频率以及最大值的附加数据都属于交流量的电路，由于交变量的曲线形状是多种多样的，以至于只有用图像才能充分加以描述。
因此一般的电过程差不多都可以用图像语言来描述，且只有这样才便于理解。
作为这类“电”图像的中介物，示波器在现代电子学中是不可缺少的。
它经常代替一系列单个仪器：电压表、电流表、频率计、相位计等。
由于传统的示波器加工工艺复杂，对制造水平要求高，生产突破有困难，因此价格非常昂贵，容易损坏，且开发和维护的费用高，功能单一，升级成本高，技术更新周期长，对于一般用户很不实用。
随着计算机技术的发展，传统仪器开始向计算机化方向发展。
虚拟仪器是90年代提出的新概念。
虚拟仪器技术的提出与发展，标志着二十一世纪测试与电子测量仪器领域技术发展的一个重要方向。
所谓虚拟仪器,就是在通用的计算机平台上定义和设计仪器的测试功能，使用者操作这台计算机，就像是在使用一台专门设计的电子仪器。
虚拟仪器是一种功能意义上的仪器，是一种具有仪器功能的软硬件组合。
它充分利用计算机技术，在基本硬件支持下，通过调用相应的软件模块来完成数据采集、控制、分析、处理以及结果显示，从而实现各种传统仪器的功能。
本设计便利用虚拟仪器设计一个虚拟示波器并实现它的虚拟频谱分析功能。
摘要虚拟仪器与传统仪器相比具有许多优点：对输入信号的处理和计算可以更加复杂，且处理速度更快；测试结果的表达方式更加丰富多样；可方便地存储和交换测试数据；可通过多种现有的通信标准方便地同外设、网络及其它应用连接；价格低而且可重复利用；功能升级方便，技术更新快(周期1～2年)；将所有的程控仪器的控制信息集成在虚拟仪器的软件模块中，用户无需专门查阅、学习仪器的程控方法与程控指令就可对仪器进行操作；计算机强大的图形用户界面(GUI)增强了仪器的结果显示功能；具有几乎无限的数据记录容量；自动化的测试过程；用户可自定义分析方式和接口；可扩展的工程函数库；自动生成测试运行报告；高品质的打印功能等。
labview示波器课程设计一、教学目标本课程旨在通过LabVIEW示波器的学习，让学生掌握以下知识目标：1.理解示波器的基本原理和结构；2.学会使用LabVIEW进行示波器的界面设计和数据处理；3.掌握示波器的使用方法和测量技巧。
同时，通过课程的学习，培养学生以下技能目标：1.能够独立操作示波器进行数据采集和分析；2.能够运用示波器解决实际问题；3.能够根据实验需求选择合适的示波器功能和参数。
在情感态度价值观方面，我们期望学生：1.培养对实验物理的兴趣和热情；2.培养科学探究精神和团队合作意识；3.培养对实验数据的严谨态度和逻辑思维能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.示波器的基本原理和结构；bVIEW软件的基本操作和界面设计；3.示波器的使用方法和测量技巧；4.示波器在实验中的应用案例。
教学大纲安排如下：1.第1-2课时：示波器的基本原理和结构；2.第3-4课时：LabVIEW软件的基本操作和界面设计；3.第5-6课时：示波器的使用方法和测量技巧；4.第7-8课时：示波器在实验中的应用案例。
为了提高教学效果，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：用于讲解示波器的基本原理和结构，LabVIEW软件的基本操作等理论知识；2.实验法：用于演示示波器的使用方法和测量技巧，以及让学生动手操作示波器进行数据采集和分析；3.案例分析法：通过分析示波器在实验中的应用案例，让学生学会如何运用示波器解决实际问题；4.讨论法：在课堂上学生进行讨论，培养学生的团队合作意识和科学探究精神。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《LabVIEW示波器教程》；2.参考书：相关实验物理教材；3.多媒体资料：示波器操作演示视频；4.实验设备：示波器、计算机、LabVIEW软件。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置与课程相关的中等难度作业，要求学生独立完成，评估学生的理解能力和应用能力；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能、数据采集和分析能力；4.考试：期末进行闭卷考试，评估学生对课程知识的掌握程度。
平顶山工学院毕业设计论文基于LabVIEW的虚拟数字示波器设计Design of virtual digital oscillograph based on LabVIEW作者：指导教师:：专业：电气工程及其自动化班级：1212041随着现代科学技术的发展，越来越多的信号采集、信号处理、结果显示对示波器功能有着高的要求。
因此，传统示波器功能问题日益引起人们的重视。
虚拟仪器是现代计算机软硬件技术飞速发展的产物，它正逐步取代传统的电子仪器，是现代电工电子测量仪器的发展方向。
将虚拟仪器技术引入到示波器设计中具有极其广阔的应用前景。
在此基础上，利用美国NI公司的虚拟仪器开发环境LabVIEW设计了一种新型示波器——虚拟两通道数字示波器。
虚拟两通道数字示波器是虚拟仪器技术的一种具体应用，它将软件和虚拟仪器硬件精密结合在一起，在计算机上虚拟地实现了示波器的各种功能。
虚拟两通道数字示波器系统由信号采集、信号处理和结果显示三大部分构成。
因为没有数据采集卡，所以信号采集部分是由软件模拟实现的。
测试结果表明，本文设计的两通道数字示波器系统设计正确。
关键词：虚拟仪器；示波器；LabVIEWWhih the development of modern science and technology, more signal acquisition、more signal processing and more output display need better oscillograph functions.So,people attach more importance to the problem of oscillograph functions.The virtual instrument is follow-on product outcome of software and hardware of computer technique,and it is replacing traditional electronic instrumentation step by step,and is the development direction of modern electrician’s electronic measurement instrument.leading the virtual instrument technique to the oscillograph design possesses the most vast application foreground.Among.The paper design the studying of a new kind of oscillograph--virtual tuo channels digital oscillograph. Virtual tuo channels digital oscillograph is the real application of virtual instrument technology. It hangs hardware with software together tightly and realizes every function of common oscillograph. Virtual digital oscillograph system includes signal acquisition , signal processing and output display. As we don’t have date acquisition clip,so date acquisition is completed by software.The test result indicates that two channels digital oscillograph system designed by this paper is correct.Key Words:Virtual Instrument; Oscillograph; LabVIEW.目录引言 (1)第一章：虚拟仪器 (2)1.1虚拟仪器概述 (2)1.2 虚拟仪器现状及其发展趋势 (3)1.3虚拟仪器的设计步骤 (4)第二章：LabVIEW基础 (6)2.1 LabVIEW简介 (6)2.1.1 LabVIEW软件 (6)2.1.2 LabVIEW 软件的特点 (6)2.2 LabVIEW的运行机制 (7)2.2.1LabVIEW应用程序的基本构成 (7)2.2.2LabVIEW程序调试技术 (8)2.2.3 子VI的建立 (9)第三章示波器设计 (11)3.1 两通道数字示波器系统总体设计 (11)3.2两通道数字示波器控制程序的主界面（前面板） (12)3.3 两通道数字示波器部分功能模块的程序框图 (13)3.3.1 触发控制程序 (13)3.3.2 生成波形图的Y轴及纵向缩放波形 (14)3.3.3生成波形图的X轴及横向缩放波形 (15)3.3.4 模拟采集数据及生成波形数据 (18)3.3.5 数据模拟采集、数据处理及波形显示 (21)3.3.6Chart的独有控件 (23)3.4 两通道数字示波器控制程序总框图（后面板） (25)结论 (26)后记 (27)参考文献 (28)引言虚拟仪器技术是基于计算机的仪器及测量技术。
毕业论文（设计）课题基于LABVIEW虚拟示波器的设计学生袁敏院部电气工程学院专业班级11电子信息工程（2）班指导教师陶沙二○一五年五月目录插图清单....................................................................................................................................摘要....................................................................................................... 错误！未定义书Abstract .....................................................................................................................................第一章绪论................................................................................................. 错误！未定义书1.1虚拟仪器的起源和结构 ............................................................... 错误！未定义书1.2虚拟仪器技术的四大优势 ........................................................... 错误！未定义书1.3虚拟仪器的现状及发展方向 ....................................................... 错误！未定义书1.4本论文的主要工作 ....................................................................... 错误！未定义书第二章LabVIEW ....................................................................................... 错误！未定义书2.1LabVIEW的概念.......................................................................... 错误！未定义书2.1.1 LabVIEW创建虚拟仪器 ................................................... 错误！未定义书2.2 labview的模板 ............................................................................. 错误！未定义书2.2.1工具选板 ........................................................................... 错误！未定义书2.2.2控件选板（Control Palette） ..................................... 错误！未定义书2.2.3函数选板(Functions Palette) ..................................... 错误！未定义书第三章系统硬件设计 ................................................................................ 错误！未定义书3.1数据采集与仪器控制 ................................................................... 错误！未定义书3.2虚拟仪器.....................................................................................................................3.2.1选择合适的总线 ............................................................................................第四章虚拟示波器软件设计 .................................................................................................4.1系统总体构成 ............................................................................................................4.2滤波器模块..................................................................................................................4.3存储与回放模块 ........................................................................................................4.4频谱分析模块..............................................................................................................4.5参数测量模块 ............................................................................................................第五章虚拟示波器的调试 .....................................................................................................5.1波形显示.....................................................................................................................5.2频谱分析.....................................................................................................................5.3参数测量.....................................................................................................................第六章结论和展望..................................................................................................................参考文献....................................................................................................................................致谢：........................................................................................................................................插图清单图2-1 工具图 .............................................................................................. 错误！未定义书图2-2 工具选板的功能图 ......................................................................... 错误！未定义书图2-3 新式功能选板图 .............................................................................. 错误！未定义书图2-4 控件各个子模板图 .......................................................................... 错误！未定义书图2-5 函数选板框图 .................................................................................. 错误！未定义书图2-6 编程的功能框图 .............................................................................. 错误！未定义书图3-1 传感器图 .......................................................................................................................图3-2 选择合适仪器图 ...........................................................................................................图4-1 系统总体流程图 ...........................................................................................................图4-2 系统总体前面板 ...........................................................................................................图4-3 系统总体程序框图 .......................................................................................................图4-4 滤波器前面板 ...............................................................................................................图4-5 滤波器程序框图 ...........................................................................................................图4-6 存储和回放模块前面板 ...............................................................................................图4-7a 存储和回放模块程序框图 .........................................................................................图4-7a 存储和回放模块程序框图 .........................................................................................图4-8 频谱分析模块程序框图 ...............................................................................................图4-9 频谱分析模块前面板 ...................................................................................................图4-10 参数模块前面板 .........................................................................................................图4-10 参数测量程序框图 .....................................................................................................图5-1 波形显示结果 ...............................................................................................................图5-2 频谱分析结果显示 .......................................................................................................图5-3 均方根分析结果 ...........................................................................................................图5-4 相位分析 .......................................................................................................................图5-5 全局结果的分析 ...........................................................................................................基于LabVIEW的虚拟示波器的设计摘要由于实验室大多驱动仪器硬件大多都是国外进口，不但前期的花费大，而且后期的维护、升级的使用也会花费大量的人力财力。
毕业设计（论文）题目：基于labview的示波器设计摘要设计：基于labview的示波器设计。
其主要介绍虚拟仪器的概念、组成和虚拟仪器开发软件LabVIEW，以及基于LabVIEW 的数据采集系统。
同时具体LabVIEW软件实现虚拟数字示波器。
比较了虚拟仪器和硬件仪器的各自特点。
分析了虚拟仪器的先进性，介绍了LABVIEW系列软件的应用方法和最新功能【关键词】示波器、虚拟仪器、函数模快、前面板、程序框图、接口板、控制件、数据采集。
AbstractDesign: Based on labview oscilloscope designIts main introduction hypothesized instrument concept, composition andhypothesized instrument development software labview as well as basedon Labview data acquisition system Simultaneously specificallyintroduced how uses the data acquisition card and the Labview softwarerealization hypothesized digital oscilloscope Compared withhypothesized instrument and hardware instrument respectivecharacteristic Introduced the Labview series software application method and thenewest function.[ Key word ] the oscilloscope, the hypothesized instrument, the letterdigital-analog are quick, the data acquisition.一、绪论1、虚拟仪器概况虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。
工程学院课程设计课程设计题目：基于Labview的虚拟示波器设计工程学院课程设计任务书课程设计题目：基于Labview的虚拟示波器设计系别自控系班级测本101 学生顾亚辉学号 2010312113指导教师雷彦华职称助工课程设计进行地点：实训F430 任务下达时间： 13年 3月4日起止日期： 13年3月4日起——至13年3月8日止教研室主任年月日批准基于Labview的虚拟示波器设计成绩评定表系部：自控系班级：测控本101 学生:顾亚辉中文摘要在现代测量领域中，为了对电路功能进行检测，有许多的测量仪器可供使用。
只要电量不随时间变化，借助于仪器来掌握数值的大小就足够了。
但是，对于曲线形状、周期或频率以及最大值的附加数据都属于交流量的电路，由于交变量的曲线形状是多种多样的，以至于只有用图像才能充分加以描述。
因此一般的电过程差不多都可以用图像语言来描述，且只有这样才便于理解。
作为这类“电”图像的中介物，示波器在现代电子学中是不可缺少的。
它经常代替一系列单个仪器：电压表、电流表、频率计、相位计等。
由于传统的示波器加工工艺复杂，对制造水平要求高，生产突破有困难，因此价格非常昂贵，容易损坏，且开发和维护的费用高，技术更新周期长，对于一般用户很不实用。
随着计算机技术的发展，传统仪器开始向计算机化方向发展。
虚拟仪器概念的提出并得到了迅速的发展，虚拟仪器技术的发展，标志着二十一世纪测试与电子测量仪器领域技术发展的一个重要方向。
所谓虚拟仪器，就是在通用的计算机平台上定义和设计仪器的测试功能，使用者操作这台计算机，就像是在使用一台专门的电子仪器。
虚拟仪器是一种功能意义上的仪器，是一种具有仪器功能的软硬件组合。
它充分利用计算机技术，在基本硬件支持下，通过调用相应的软件模块来完成数据采集、控制、分析、处理以及结果显示，从而实现各种传统仪器的功能。
本设计便是利用虚拟仪器设计一个虚拟示波器并实现它的虚拟频谱分析功能的一台简单的示波器。
测控仪器设计课程设计---基于Labview 的数字示波器设计测控仪器设计课程设计说明书姓名：沈游学号： 200906028班级：测控091专业：测控技术与仪器学院：机械工程学院时间：2012.7.2～2012.7.13地点：机械工程学院机房指导教师：文妍李霞杨淑燕彭花测控仪器设计课程设计任务书设计题目：基于Labview 的数字示波器设计设计要求：一、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：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)。
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。
4．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：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。
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。
二、主要控制结构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。
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。
目录一．前言 (5)二．示波器设计方案 (6)三．示波器工作原理与设计步骤 (8)Ⅰ.模拟采集模块 (8)Ⅱ.时基控制 (10)Ⅲ.波形显示模块 (10)Ⅳ.参数测量模块 (13)Ⅴ.频谱分析模块 (15)Ⅵ.数据存储和回放模块 (17)Ⅶ.波形打印模块 (18)Ⅷ.主要控制结构 (19)四．遇到的问题及解决方法 (20)五．总结 (21)附录：前面板和程序框图 (22)前言随着科学技术的发展，在测量领域中需要不断更新测量设备，以满足越来越高的测量要求。
在我国，传统仪器技术还比较落后，目前有大批陈旧的测试仪器等待更新。
这些仪器的测量精度和可靠性均低于国外，并且自动化程度较低。
高档仪器基本上依靠国外进口，每年都消耗国家大量外汇。
然而，花大量资金购买的仪器，可能我们只需要其中的一部分功能，同时有些其他应用的功能要求，该仪器却满足不了。
这些情况无疑是大大浪费了投资。
设想要是能将仪器稍微改动以实现更大的使用范围该多好。
但是这对于传统仪器来说是非常困难的。
虚拟仪器的出现，将彻底改变这种局面。
利用计算机丰富的软硬件资源，用户可以随心所欲地根据自己的需求，设计自己的仪器系统，满足多种多样的应用需求。
数字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。
目前高精度、具有数据存储能力的示波器，生产工艺复杂，价格昂贵。
所以虚拟数字存储示波器的设计有一定的经济价值；虚拟示波器能充分发挥虚拟仪器结构简单、功能丰富、价格低廉、能重复开发、可用户自定义的优势。
设计的虚拟数字存储示波器，可同时显示、记录和存储多通道输入的波形，并且可以对波形进行数据分析和处理，具有一定的研究意义。
结合虚拟仪器技术和软件编程技术，本文设计并实现了一个虚拟示波器。
整个系统分为硬件和软件两个部分。
硬件部分主要由计算机和数据采集模块组成。
数据采集模块采用阿尔泰公司的PCI2003数据采集卡，由于硬件部分主要是购买的成熟产品，本论文的研究重点放在软件的编制和实现上。
本课题的主要工作是首先进行虚拟数字存储示波器(简称为虚拟示波器)的整体设计；熟悉数据采集卡的使用；掌握虚拟仪器的软件编程环境LabVIEW的使用：用图形化编程语言LabVIEW实现虚拟示波器的数据采集模块、参数测量模块、频谱分析模块、数据存储和读取模块以及滤波模块的设计。
示波器设计方案虚拟示波器由硬件设备与接口、设备驱动软件和虚拟仪器面板组成。
其中硬件设备与接口包括仪器接口设备和计算机，设备驱动软件是直接控制各种硬件接口的驱动程序。
本设计的信号处理与结果显示都由软件完成，并以虚拟仪器面的形式在计算机屏幕上显示与真实仪器面板操作性对应的各种控件。
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。
接口总线图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所示。
另外，主面板的设计要力求简单、方便、使用、美观。
示波器工作原理与设计步骤1.工作原理：虚拟数字示波器的原理是对信号波形进行密集的采样，采样值被数字化后存储起来，当重建波形时便从缓冲区取数，然后用清晰、均匀一致的轨迹映现在屏幕上。
对模拟信号进行数据采集后存入数据文件，由软件对数据进行相应分析、处理，并在屏幕上显示处理结果。
两通道示波器，可以同时分析扫描两路信号，这种功能的实现得益于计算机的高速计算能力，计算机只需要多做一组或几组运算即可。
本虚拟数字示波器的设计双通道台式数字存储示波器的功能，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。
设计步骤2.设计步骤：Ⅰ.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1.1所示。
图1.1 模拟采集模块图标（图片用作子VI时用）模块程序框图如图1.2所示。
图1.2 模拟采集模块程序框图图1.3 模拟采集模块前面板Ⅱ.时基控制图2.1 时基控制模块程序框图图2.2 时基控制模块前面板Ⅲ.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。
