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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：图1-2硬件接口程序图Device用于指定所用的设备号．该设备号通过Measurment and Automation Exptorer 工具配置。
Waveform Length用于设定数据采集卡的缓冲区的大小。
2013届毕业设计说明书基于LabVIEW的多功能函数信号发生器设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：职称指导教师：职称专业：电子信息工程班级：完成时间：2013年5月30日摘要随着计算机软件、硬件的发展，计算机与外部设备之间的数据通信变得越来越频繁，也越来越便利，于是虚拟仪器也就应运而生。
从本质上来说，虚拟仪器是仪器技术与计算机技术深层次相结合的产物，它强调了“软件即仪器”的概念，使用户能够根据自己的需要来定义仪器的功能，这样用户就能更好的组建自己所需要的测试系统。
它是按照信号的处理与采集，数据的分析，结果的输出及显示的结构模式来建立通用信号处理的硬件平台。
本文就是在这个通用信号处理的硬件平台，进行了基于LABVIEW的虚拟函数信号发生器的设计，本设计是基于LabWIEW软件的多功能函数信号发生器，能够产生实验室所常用的正弦波、三角波、方波、锯齿波信号及任意公式波等基本波形信号，本设计充分利用了LabVIEW软件开发平台所提供的丰富资源, 采用模块化的设计方法，并设计了一个用户的登陆系统和登录音效以及按键音效给人以视觉和听觉上美的感受，并进一步完善了虚拟信号发生器的功能, 能产生5种我们经常用到的信号以及其他的一些较复杂的信号。
关键词：虚拟仪器；Labview；函数信号发生器ABSTRACTWith computer software and hardware development, computer and data communication between external devices become more frequent, but also more convenient, so virtual instruments also emerged.In essence, the virtual instrument is the instrument technology and computer technology product of the combination of deep level, it emphasizes the "software instrument" concept that allows users to define their own needs to the instrument function, so users can better the need to establish their own testing system.It is in accordance with the signal processing and collection, data analysis, and display the output results of the structural model to create common signal processing hardware platform.This article is in this general-purpose signal processing hardware platform for a LABVIEW-based virtual function signal generator design, the design is based on the LabWIEW software multi-function signal generator can produce lab common sine wave, triangle wave, square wave, sawtooth wave signal and the arbitrary formulas and other basic waveform signal, the design takes advantage of LabVIEW software development platform provides a wealth of resources, using a modular design approach, and designed a user login system and registry keys sound and sound gives a visual and auditory experience of beauty, and further improve the functionality of the virtual signal generator, can produce five kinds of signals, and we often use some other more complex signals.Keywords: virtual instrument; Labview; function signal generator目录1 绪论 (1)1.1 课题背景及意义 (1)1.2 波形发生器的发展概况 (1)1.3 本文的主要内容 (4)2 虚拟仪器技术 (5)2.1 虚拟仪器概述 (5)2.2 虚拟仪器的系统构成 (7)2.2.1 虚拟仪器系统的硬件构成 (7)2.2.2 虚拟仪器系统的软件构成 (7)2.3 虚拟仪器软件开发平台 (8)2.4 基于虚拟仪器的自动测试系统的优点 (9)2.5 虚拟信号发生器的介绍 (10)2.5.1 信号发生器的基本原理 (10)2.5.2 虚拟信号发生器的工作原理 (10)3 LabVIEW图形化开发环境 (11)3.1 LabVIEW简介 (11)3.2 LabVIEW的优点 (12)3.3 LabVIEW中的编程方式 (13)3.4 LabVIEW程序的设计模式 (14)4 虚拟函数信号发生器的设计 (15)4.1 登录模块设计 (15)4.1.1 登录界面的设计 (15)4.1.2 用户登录系统的设计 (16)4.1.3 利用局部变量来设计“记住密码”选项 (17)4.1.4 用户加载框的设计 (17)4.1.5 播放音效VI的设计 (18)4.1.6 获取系统时间的VI设计 (18)4.1.7 利用全局变量在子VI中显示主VI中的用户登录个人信息. 194.2 虚拟函数信号发生器设计 (19)4.2.1 软件的设计方案 (19)4.2.2 多功能函数信号发生器子VI的设计 (20)4.3 基本的函数波形产生模块 (21)4.4 任意公式波产生模块 (22)4.5 虚拟函数信号发生器的设计 (23)5 函数信号发生器的仿真和调试 (25)5.1 函数信号发生器的仿真和调试 (25)5.2 调试结果分析 (28)结束语 (30)参考文献 (31)致谢 (33)1 绪论1.1 课题背景及意义现代化生产要求电子仪器品种多、功能强、精度高、自动化程度高，而且要求测试速度快、实时性好、具有良好的人机界面。
成绩评定表课程设计任务书目录目录 (III)1 引言 (1)2 虚拟仪器开发软 LabVIEW入门 (2)2.1 LabVIEW介绍 (3)2.2利用LabVIEW编程完成习题设计 (4)3 利用 LabVIEW实现常用信号发生器的设计 (4)3.1常用信号发生器的基本原理 (21)3.2常用信号发生器的编程设计及实现 (21)3.3运行结果及分析 (23)3.3.1运行结果 (23)3.3.2结果分析 (28)总结 (29)参考文献 (30)1 引言虚拟仪器系统是由计算机、应用软件和仪器硬件三大要素构成的。
虚拟仪器技术是仪器技术和计算机技术深层次相结合的产物，其中软件技术是虚拟仪器的核心技术。
从20世纪80年代起，虚拟仪器逐渐被工业界和学术界所认识。
经过十几年的发展，它已成为21 世纪测试技术和仪器技术发展的主要方向，它的出现，使测量仪器和计算机之间的界线消失，是仪器领域的一次革命。
常用的虚拟仪器用开发软件LabVIEW。
LabVIEW是一种G语言即图形化编程语言的虚拟仪器软件开发工具。
在LabVIEW中单击加亮执行（Highlight Execution）按钮，即可以动画方式演示框图的执行过程，可以观察到数据流流动的方式，数据以有色小圆点表示，在各种不同颜色（代表不同数据类型）的连线上流动。
用编程操作简单、易于理解、可解决诸多问题，因而十分流行受欢迎。
测量用信号源是指测量用信号发生器，它可以产生不同频率的正弦信号、方波、三角波、锯齿波、调频信号以及随机信号等，期输出信号的复制也可按需要进行调节，可以说，几乎所有的电参量的测量都需要哟用到信号源。
常用信号和任意波形信号、多谐波信号和噪声信号等都是科学实验中的必用的信号，常用信号包括抽样信号、正弦信号、符号函数、单位冲激信号、矩形脉冲、单位阶跃信号、延时的单位阶跃、三角形脉冲信号、截平的斜变信号、单位斜变信号、延迟的斜变信号、单边指数衰减信号、指数信号。
基于LabVIEW的多功能虚拟信号发生器设计摘要随着微型计算机和软件技术的发展，虚拟仪器在智能化程序、处理能力、性能价格比、可操作性等方面与传统仪器相比都具有明显的技术优势，将虚拟仪器引入高校的实验教学不但可以提高测试效率和教学的质量，而且为降低实验仪器成本提供了有效的途径和方法。
本文选用LabVIEW图形化编程语言为开发软件，主要开发虚拟实验仪器：虚拟信号发生器，同时提出了虚拟实验室的建设方案。
基于专业虚拟仪器开发工具Labview，设计一虚拟函数信号发生器。
该虚拟信号发生器能够产生正弦波、三角波、方波、锯齿波等波形，频率动态范围较宽且可微调。
关键字：虚拟仪器labVIEW信号发器Abstrack：Along with the development of the microcomputer, compared with traditional instrument, the virtual instrument has the obvious technical advantage in knowledge ware, processing capability, the ratio between function and price, and Maneuver ability. The introduction of the virtual instrument to the university can not only increase the efficiency and quality of testing, teaching, but also provide the effective method to reduce the cost of the experiment instrument.In this paper, selected LabVIEW graphical programming language for software development, mainly the development of virtual experiment equipment, virtual signal generator, virtual laboratory also made the building program. A Virtual Function Signal Generator is designed Based on Labview, The Virtual Function Signal Generator can generate Sine wave, triangle wave, square wave, teeth of a saw wave...etc。
毕业设计(论文)课题：虚拟信号发生器的研究与设计专业：自动化班级：学生姓名：学号：指导教师：摘要本文仅就基于LabWindows/CVI虚拟信号发生器进行设计，虚拟信号发生器利用LabWindows/CVI提供的软件平台以及强大的函数库，通过简单的单片机MCU+DDS就可以产生频带宽，精度高，幅值、相位和频率连续可调的波形，借助PC机的网络传输功能可实现网络控制和信号处理。
基于LabWindows/CVI的虚拟信号采集卡利用C8051F020微处理器内的A/D通道及I/O端口完成虚拟信号采集，放大处理和数据传输任务，对信号的处理和显示可由PC机来完成或由网络控制，减少硬件的开支，易于实现自动测控。
最后，在对本文系统进行全面测试，结果表明本方案可行，具有较大的通用性。
通过虚拟信号发生器的设计，阐述利用labwindows/cvi进行虚拟仪器设计的方法、步骤和实现技术，并展望虚拟仪器的广阔应用前景。
利用其软件开发平台，按步骤阐述了虚拟信号发生器的设计和实现过程，最终实现了信号发生器的设计，该信号发生器可以选择波形以及幅值和频率。
更能可以由用户根据需要自行设计和扩展，人及界面友好。
关键词：信号发生器；虚拟仪器；labwindows/cviAbstractThe content of this paper is about virtual function signal generator which is based on LabWindows/CVI and digital signal processor. It includes designing the structure of virtual signal generator which is based on LabWindows/CVI and digital signal processor, which includes hardware and software structure, designing digital signal capture board which is based on C8051F020 and giving network measure and controlling based on TCP/IP and signal processor. Use LabWindows/CVI software platform and powerful function library, simple MCU+DDS while can generate signal wave with wide channel, high precision and continuous adjustive swing, phase and frequence, the transmission function of network, Virtual signal generator can achieve network control and signal process. Used A/D channel and I/O ports which insides C8051F020 microprocessor, Visual capture signal board based on LabWindows/CVI finishes analog signal capture, ampliation and data transmission . Signal process and display can be finished by personal computer or MCU. And by network control we can reduce hardware expenditure and simply achieve autocontrol. Finally, through all-sided test, the result showing the project is feasible and has been universal used.By the designing of the virtual signal generator,the designing methods,steps and technology of virtual instruments which is based on the labwindows/cvi are acquired,and prospect its wide application,after introduce the concept of the virtual signal generator,which makes the best use of the soft development platform,giving out the design and the implement steps of the virtual signal generator,and the virtual signal generator is carried out finally which can be used to select the waveform 、amplitude and frequency ,and the virtual instrument can be defined or develeped and according to the requirements and its man –machine interface is friendly.Keywords: signal generator ;Virtual Instrument ;labwindows/cvi目录第一章绪论.................................................. - 5 -第二章 LABWINDOWS/CVI简介..................................... - 7 -2.1LABWINDOWS/CVI概述 (7)2.2LABWINDOWS/CVI的特点 (7)2.3基于LABWINDOWS/CVI的虚拟仪器构成 (9)2.3.1 仪器硬件平台......................................... - 9 -2.3.2 虚拟仪器应用软件..................................... - 10 - 2.4虚拟仪器的内部功能 (10)2.5LABWINDOWS/CVI的运行环境 (10)2.6虚拟仪器技术及发展 (11)2.6.1 虚拟仪器特点......................................... - 11 -2.6.2 虚拟仪器技术应用..................................... - 12 -2.6.3 虚拟仪器的发展....................................... - 12 - 第三章虚拟信号发生器的理论研究 .............................. - 13 -3.1虚拟信号发生器的基本原理 (13)3.2.信号发生器现状及发展 (16)第四章虚拟信号发生器的设计................................. - 18 -4.1虚拟信号发生器设计 (18)4.1.1 虚拟信号发生器的工作原理............................. - 18 -4.1.2信号的频谱分析....................................... - 19 -4.1.3仪器硬件面板设计..................................... - 20 -4.1.4软件设计（程序设计）................................. - 24 -4.1.5运行程序完成项目文件................................. - 36 - 总结......................................................... - 41 -致谢............................................. 错误!未定义书签。
《虚拟仪器》设计说明书基于LabVIEW的虚拟信号发生器设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：罗万里指导教师：夏鑫职称讲师专业：自动化班级：自本1001班完成时间：2013年12月24日目录第1章虚拟仪器技术 (1)1.1 虚拟仪器的概念 (1)1.2 虚拟仪器的优势 (1)1.3 虚拟仪器的发展方向 (2)1.4 图形化虚拟仪器开发平台——Labview 简介 (2)1.5 本章小结 (3)第2章基于声卡的虚拟信号发生器的设计 (4)2.1 设计思路 (4)2.2 函数信号发生器程序的设计 (4)2.2.1 前面板 (4)2.2.2 全部程序框图 (5)2.2.3 波形选择和指示灯显示的程序 (5)2.2.4 频率选择的程序 (6)2.2.5 输出衰减程序 (6)2.2.6 信号产生程序 (7)2.2.7 基于声卡的子VI的使用 (7)2.3 测试情况和结果分析 (7)结论与展望 (10)参考文献 (11)致谢 (12)第1章虚拟仪器技术1.1 虚拟仪器的概念虚拟仪器(Virtual Instrument，简称VI)的概念是由美国国家仪器公司(NI)在20世纪80年代最早提出的。
虚拟仪器就是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义、具有虚拟前面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。
其核心的思想是利用计算机的强大资源使本来需要硬件实现的技术软件化，以便最大限度地降低系统成本，增强系统功能与灵活性。
虚拟仪器代表着从传统硬件为主的测试系统到以软件为中心的测试系统的根本性转变。
虚拟仪器的出现是仪器发展史上的一场革命，代表着仪器发展的最新方向和潮流，对科学技术的发展和工业生产的进步将产生不可估量的影响。
虚拟仪器利用个人计算机强大的图形环境和在线帮助功能，建立虚拟仪器面板，完成对仪器的控制，数据分析与显示，代替传统仪器，改变传统仪器的使用方式，提高仪器的功能和使用效率，大幅度降低仪器价格，使用户可以根据自己的需要定义仪器的功能。
：毕业设计（论文）题目：基于labview虚拟信号发生器的设计基于labview虚拟信号发生器的设计摘要虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密的融合在一起，利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能，打破了传统仪器的框架，形成一种新的仪器模式。
本设计采用USB6008数据采集卡，将虚拟仪器技术用于信号发生器的设计。
该系统具有生成正弦波、方波、三角波、锯齿波，序列信号及任意波形的功能。
其序列信号发生器是在n位寄存器的基础上，根据D触发器原理，加上异或反馈电路构成的。
并且实现了存储波形和远程通信控制的功能。
本文首先介绍了信号发生器的相关理论，给出了信号发生器的基本原理框图，并了解了虚拟仪器的总线及其标准、框架结构、LABVIEW 开发平台。
在分析本系统功能需求的基础上，介绍了数据采集卡、LABVIEW 的编程模式等设计中所涉及到的硬件和技术。
本设计是虚拟仪器模拟真实仪器的尝试。
实践证明虚拟仪器是一种优秀的解决方案，能够实现各种硬件可以完成的任务。
关键词:虚拟仪器，数据采集卡，信号发生器，LABVIEWThe design of signal generator based on virtual instrumentAbstractVirtual instrument is formed by the instrument technology, computer technology, bus technology and software technology. Powerful digital pr ocessing’s ability of computer is used to achieve the main functions of instrument. Virtual instrument broke the framework of the traditional instruments, and built a new device model.This design uses USB6008 data acquisition card. The virtual instrument technology has been utilized in the design of signal generator. The system has ability to produce sine wave, square wave, and triangle wave, saw tooth wave, sequence signals and arbitrary waveforms signals. The series generators is on the basis of the n - bit registers, and is under d trigger principle, coupled with the exclusive or of feedback circuit . And the waveform storage and remote communication control function has been realized. This article introduces the theory of signal generator, gives a basic block diagram of signal generator, also the frame structure and LABVIEW development platform of the virtual instrument with the inquiry of the bus’s standard. Based on the analysis of this system’s functional requirements, this article introduces the hardware and technology which involved in design of the data acquisition card and the LABVIEW’s programming modes.The design is an attempt of virtual instrument to simulate the reality instrument. It shows the virtual instrument is an excellent solution to achieve the task which is achieved by traditional hardware in the past.Key Words: Virtual Instruments，Data Acquisition Cards，Signal Generators，LABVIEW目录摘要.......................................................... I I 目录.......................................................... I V 1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2信号发生器概述 (1)1.2.1 信号发生器简介 (1)1.2.2 信号发生器的发展 (1)1.3信号发生器的分类 (3)1.3.1 正弦信号发生器 (3)1.3.2 函数发生器 (4)1.3.3 脉冲信号发生器 (4)1.3.4 随机信号发生器 (5)1.4课题的意义 (5)2 虚拟仪器和Labview简介 (6)2.1虚拟仪器概述 (6)2.1.1 虚拟仪器产生背景 (6)2.1.2虚拟仪器概念 (6)2.1.3 虚拟仪器的分类 (7)2.1.4 虚拟仪器的发展方向 (8)2.2虚拟仪器系统的构成 (9)2.3虚拟仪器与传统仪器的比较 (10)2.4虚拟仪器的开发软件 (11)3 系统设计硬件平台 (14)3.1PC机 (14)3.2数据采集卡的选择 (15)3.2.1 数据采集卡的主要性能指标 (15)3.2.2 数据采集卡的组成 (15)3.2.3 USB6008 (16)4 系统总体的设计和实现 (18)4.1基本信号发生器 (18)4.1.1传统基本信号发生器 (18)4.1.2 虚拟号发生器 (18)4.2档位选择 (20)4.3信号存储 (21)4.4任意波形发生器 (22)4.5序列信号 (24)4.5.1 序列信号概念 (24)4.5.2 基于虚拟仪器的序列信号产生原理 (24)4.6远程虚拟仪器 (27)4.6.1 用TCP/IP协议进行远程通信 (28)4.6.2 TCP子模板介绍 (28)4.6.3 远程显示模块程序 (30)4.7通道选择 (31)4.7.1 基本波形虚拟通道设计 (31)4.7.2循环及清除程序 (32)4.7.3 选定通道后运行 (33)4.8程序总框图 (34)4.9信号生成过程需要注意的事项 (36)5 结论 (38)参考文献 (39)致谢 (40)1 绪论1.1 引言信号发生器作为科学实验必不可少的装置，被广泛地应用到教学、科研等各个领域。
基于Labview的信号发生器的设计摘要：本文实现了基于Labview的虚拟正弦，余弦，方波，锯齿波，三角波信号发生器。
可以根据需要，改变波形的频率和幅值，保存波形的分析参数到指定文件，并介绍了基于USB数据采集卡的虚拟信号输出。
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：虚拟函数；labview；信号发生器；波形The Design of Signal Generator Based on Labview Abstract：This article describes the virtual Labview based on sine，cosine，square，saw tooth，triangle wave signal generator. Can change the waveform of the frequency and amplitude，the analysis of waveform parameters saved to the specified file，and introduced the USB data acquisition card based on the virtual signal output. Introduction In this paper，the first virtual function signal generator of the development platform，and virtual signal generators of design ideas，and gives the Labview-based virtual signal generator's front panel and the programming flow chart describes the design of these functional modules provides a virtual panel generator. Signal generator in the design process，after careful thought，combined with the specific function of Labview a certain innovation. The instrument system is simple，flexible design，has a strong adaptability.Keyword ：Virtual；function；Labview；signal generator；waveform目录1 引言 (1)1.1 EE1641D型函数信号发生器的结构和使用说明 (1)1.2 前面板说明 (1)1.3 后面板说明 (3)1.4 自校检查 (3)1.5 函数信号输出 (4)2 虚拟信号发生器的应用介绍 (6)2.1 Labview开发平台LabVIEW开发平台简介 ......................... 错误！未定义书签。
本科毕业论文（设计）题目: 基于LabVIEW的虚拟信号发生器院系：物理与电子信息科学系专业：电子信息科学与技术姓名：XXX学号：XXXXXXXXXXXXX指导教师：XXX教师职称：副教授摘要信号发生器是各种科研实践中最重要的仪器之一。
传统的大多是由硬件组成的，但是其结构比较复杂，维护性和操作性也不好。
随着现代科技的发展，信号发生器的设计种类也有很多，价格差异很大，性能也越来越完善。
虚拟仪器的主要平台应该是LabVIEW，为了给那些用C用习惯的人使得。
LabVIEW的最大特点是傻瓜似的编程，为了把工程师从繁琐的编程中解脱出来，LabVIEW实现了测试仪器模块化，使测试配置更加灵活，本设计采用美国国家仪器公司研制的基于虚拟仪器技术的虚拟信号发生器，和传统的仪器相比，其价格相比便宜、结构简单、实用范围广、设计简单等等。
用户可以根据实际需求用labVIEW（一种图形化编辑语言）设计制作各种功能的虚拟仪器。
还可以通过网络发布，然后客户端可以远程查看和控制虚拟信号发生器。
论文的主要工作是结合虚拟仪器技术，进行任意波形信号发生器的研究与设计。
首先，论文介绍了虚拟仪器技术的基本理论，包括虚拟仪器的概念、构成、分类，以及虚拟仪器与传统仪器的比较。
在此基础之上，介绍了虚拟仪器系统的软件结构，简单阐述了仪器驱动程序、VISA等相关技术。
其次，论文进行了任意波形发生器的软件设计。
制定了系统整体方案，本文利用功能强大的图形化虚拟仪器开发平台LabVIEW，主要完成对软件系统的设计，采用模块化的设计思想，每个功能的实现由一个模块完成。
其中主要包括模拟信号的生成何数字信号的生成，模拟信号、数字信号的调制，实际加噪信号以及手绘任意波形。
最后对虚拟任意波形发生器进行了系统测试和性能分析，实验结果达到了预先的设计要求。
关键词：数据采集；虚拟信号发生器；信号发生器；虚拟仪器；LABVIEW；正弦波；三角波AbstractSignal generator is a variety of research practice one of the most important instrument.Mostly by the traditional hardware, but its structure is complicated, maintenanceand operational is not good.With modern technology, the design of the signal generator, there are many types, prices vary widely, performance, become more perfect. The most important feature of LabVIEW programming is a fool, in order to engineer from the tedious programming freed, LabVIEW implements modular test instruments, making the test more flexible configuration, the design developed by National Instruments virtual instrumentation based on virtual signal generator, and traditional instruments compared to the price compared to cheap, simple, practical wide range of simple design and so on. The actual needs of the user can use the LabVIEW (a graphical editing language) design features of the virtual instrument. Can also be released through the network, then the client can remotely view and control a virtual signal generator. The main work is to combine the virtual instrument technology, arbitrary waveform signal generator of research and design.First, the paper introduces the basic theory of virtual instrument technology, including virtual instrument concept, composition, classification, and virtual instruments compared with traditional instruments .On this basis, virtual instrument system software architecture, describes a simple instrument drivers, VISA and other related technologies. Secondly, the paper was arbitrary waveform generator software design. Which mainly include the formation of any analog signal digital signal generation, analog, digital signal modulation, the actual signal plus noise, and hand-painted arbitrary. Finally, a virtual arbitrary waveform generator system testing and performance analysis results to the pre-design requirements.Keywords:Data acquisition card NI8006; Virtual Signal Generator; Signal Generator; Virtual Instrument; LabVIEW; Sine Wave; Triangle Wave目录前言 (2)第一章绪论 (3)第一节选题的目的和意义 (3)第二节虚拟仪器概述 (7)一、虚拟仪器与传统仪器的比较 (8)二、虚拟仪器系统的构成 (8)第三节课题研究目标 (9)第二章虚拟信号发生器的基本原理 (11)第一节信号发生器的基本原理 (11)第二节虚拟信号发生器的基本组成 (11)第三节虚拟信号发生器的工作原理 (11)第三章数据采集硬件平台的设计 (13)第一节数据采集理论基础 (13)第二节数据采集卡结构 (14)一、采集卡外观 (14)一、采集卡内部结构................................. 错误!未定义书签。
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。
而软件主要用于实现对数据的提取、分析处理、显示以及对硬件的控制等功能，这些功能在传统电子仪器中往往通过硬件来实现。
图1-1给出了一种利用数据采集卡实现的虚拟仪器。
图1-1 常见虚拟仪器的组件方案与传统仪器相比，虚拟仪器具有以下优点。
（1）虚拟仪器的软件和硬件具有开放性、模块化、互换性以及可重复使用等优点。
例如，为了提高仪器的性能，可加入一个通用的仪器模块，或者更换一个仪器模板，而不必重新购买整个仪器。
（2）在通用硬件平台搭建后，由软件来实现仪器的具体功能，即软件在虚拟仪器中具有重要的作用。
（3)虚拟仪器的功能是由用户根据实际需要通过软件来定义的，而不是事先由仪器商定义的。
（4）虚拟仪器研制的周期较传统仪器大为缩短。
（5）虚拟仪器的性价比较高。
（6）由于虚拟仪器技术是建立在计算机技术和数据采集技术基础上的，因而技术更新较快、成本较低、测试自动化程度较高，而且可与网络及其他设备互联。
（7）虚拟仪器具有友好、灵活的人机界面，传统仪器的界面较呆板。
1.2 虚拟仪器的分类虚拟仪器随着计算机的发展和采用总线方式的不同，一般可分为六种类型。
（1）PC 总线插卡型虚拟仪器这种方式借助插入计算机内的数据采集卡与专用的软件构成测试系统。
PC-DAQ/PCI 插卡是最廉价的形式，从数据采集的前向通道到后向通道的各个环节都有对应的产品。
它充分利用了PC 的机箱、总线、电源及软件资源，因而也受PC 机箱环境和计算机总线的限制，存在诸多的不足。
美国NI 公司提出的PXI 总线，是PCI 总线计算机在仪器领域的扩展，由它形成了具有性能价格比优势的最新虚拟仪器测试系统，但由于技术新、成本高，目前使用还不普及。
（2）GPIB 总线方式的虚拟仪器 传感器信号调理 数据采集卡数据处理 虚拟仪器面板GPIB技术是IEEE488标准的虚拟仪器早期的发展阶段。
它的出现使电子测量独立的单台手工操作向大规模自动测试系统发展，典型的GPIB系统由一台PC机、一块GPIB接口卡和若干台BPIB形式的仪器通过GPIB电缆连接而成。
用GPIB通用仪器总线，可替代传统的人工操作方式，在计算机的控制下完成复杂的测量。
我国几百家厂商的数以万计的仪器都配置了GPIB总线，应用遍及科学研究、工程开发、医药卫生、自动测试设备、射频、微波等各个领域。
（3）VXI总线方式虚拟仪器VXI总线是一种高速计算机总线VME总线在VI领域的扩展，它具有稳定的电源，强有力的冷却能力和严格的RFI/EMI屏蔽。
由于它的标准开放、结构紧凑、数据吞吐能力强、定时和同步精确、模块可重复利用、众多仪器厂家支持的优点，很快得到广泛的应用。
经过多年的发展，VXI系统的组建和使用越来越方便，尤其是组建大、中规模自动测量系统以及对速度、精度要求高的场合。
有其他仪器无法比拟的优势。
然而，组建VXI总线要求有机箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造价比较高。
（4）PXI总线方式虚拟仪器PXI总线方式是PCI总线内核技术增加了成熟的技术规范和要求形成的，增加了多板同步触发总线的技术规范和要求形成的，增加了多板发总线，以使用于相邻模块的高速通讯的局总线。
PXI的高度可扩展性。
PXI具有8个扩展槽，而台式PCI系统只有3~4个扩展槽，通过使用PCI—PCI桥接器，可扩展到256个扩展槽，台式PC的性能价格比和PCI总线面向仪器领域的扩展优势结合起来，将形成未来的虚拟仪器平台。
（5）并行总线方式虚拟仪器最新发展的一系列可连接到计算机并行接口的测试装置，它们把仪器硬件集成在一个采集盒内，完成各种测量功能。
（6）串行总线方式虚拟仪器USB通用串行总线，是简化PC与外设之间互联的一种标准总线，它使设备具有热插拔、即插即用、自动配置的能力。
USB的级联星形拓扑结构大大扩充了外设数量，使用外设更加便捷、快速。
而USB2.0标准更是将数据传输速率提高到了一个新的高度，因而具有很好的应用前景。
由于其价格低廉、用途广泛、特别适合于研发部门和各种教学实验室应用。
1.3 虚拟仪器系统的构成虚拟仪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，硬件设备与接口可以是各种以PC为基础的内置功能插卡、通用接口总线接口卡、串行口、VXI总线仪器接口等设备，或者是其它各种可程控的外置测试设备，设备驱动软件是直接控制各种硬件接口的驱动程序，虚拟仪器通过底层设备驱动软件与真实的仪器系统进行通讯，并以虚拟仪器面板的形式在计算机屏幕上显示与真实仪器面板操作元素相对应的各种控件。
用户用鼠标操作虚拟仪器的面板就如同操作真实仪器一样真实与方便。
1.3.1 硬件系统虚拟仪器的硬件系统主要由传感器、信号调理电路、数据采集设备（包括各种I/O接口设备、通信适配器、模块化仪器机箱等）以及计算机组成。
其中，计算机是虚拟仪器硬件平台的核心；传感器是虚拟仪器系统中的前置部件，将被测的非电量转化为电量；信号调理电路的主要功能是对传感器输出的模拟信号进行放大、滤波、隔离等；数据采集设备的主要作用是对被测信号进行采样、放大、模数转换等。
根据所使用的仪器硬件不同，虚拟仪器硬件系统可以分为PC-DAQ系统，GPIB系统、VXI/PXI/LXI系统、串口系统、现场总线系统等。
1.3.2 软件系统与虚拟仪器硬件模块在世界范围内的开放与标准化相适应，虚拟仪器的软件结构也要求具有开放的、统一的、格式和标准。
为此，1993年VPP(V XI Plug&Play）联盟成立，其目的在于补充和发展VXI总线规范中对虚拟仪器软件结构的定义。
目前，VPP规范已被广大的仪器生产厂家所接受和使用。
根据VPP系统规范的定义，虚拟仪器的软件结构从底层到顶层分别为：输入输出接口层、仪器驱动程序层和应用软件层。
第二章 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、Activ eX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。
图形化的程序语言，又称为“Ｇ”语言。
使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图。
它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，它是一个真正的３２位编译器。
像许多重要的软件一样，LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macinto sh的多种版本。
2.1 LabVIEW应用程序的构成所有的LabVIEW应用程序，即虚拟仪器（VI），它包括前面板（front panel）、流程图（block diagram）以及图标/连结器(icon/connector)三部分。
前面板前面板是图形用户界面，也就是VI的虚拟仪器面板，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（control）和显示对象（indicator）。
图2-1所示是一个随机信号发生和显示的简单VI的前面板，上面有一个显示对象，以曲线的方式显示了所产生的一系列随机数。
还有两个控制对象：控制开关——可以启动和停止工作；循环延时——能够控制随机信号发生的循环时间。
显然，并非简单地画两个控件就可以运行，在前面板后还有一个与之配套的流程图。
图2-1 前面板流程图流程图提供VI的图形化源程序。
在流程图中对VI编程，以控制和操纵定义在前面板上的输入和输出功能。
流程图中包括前面板上的控件的连线端子，还有一些前面板上没有，但编程必须有的东西，例如函数、结构和连线等。
2.2 LabVIEW中的操作模板LabVIEW具有多个图形化的操作模板，用于创建和运行程序。
这些操作模板可以随意在屏幕上移动，并可以放置在屏幕的任意位置。
操纵模板共有三类，为工具（Tools）选板、控制（Controls）选板和函数（Functions）选板。
工具选板（Tools Palette）图2-3工具选板工具模板用于创建、修改和调试VI程序的工具。
如果该模板没有出现，则可以在【查看(V)】菜单下选择【工具选板（T）】命令以显示该模板。
当从模板内选择了任一种工具后，鼠标箭头就会变成该工具相应的形状。
当从【查看(V)】菜单下选择了【工具选板（T）】功能后，把工具选板内选定的任一种工具光标放在流程图程序的子程序（Sub VI）或图标上，就会显示相应的帮助信息。
