桂林电子科技大学2010届测控技术与仪器专业本科生毕业论文—基于LabVIEW的自动测试系统实验平台

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。

桂林电子科技大学电子工程学院本科毕业设计(论文)修改说明
2010年6月 3日学生姓名指导老师姓名专业测控技术与仪器论文编号及题目C50 单片机与FPGA通信设计
评审意见处置说明1.在摘要里增加了对如何实现课题和测试结果的描述，符合摘要的基本要求。

2.将数据采集部分使用到的表1 居中处理，更正了图标注的错误。

3.将摘要中的“总所周知”改成“众所周知”。

4.在分析测试数据时，规范了用语，将“剩下给存采集数据的空间比较少”改成“由于单片机本身RAM容量的限制”。

5.在描述拨动开关部分，增加了对逻辑高低电平的描述，当拨动开关拨向VCC端时，电路输出高电平，当拨动开关拨向GND端时，电路输出低电平。

6.将主程序流程图里“FPGA的译码显示部分”去掉，主程序里不应该包含它在内。

指
导
教
师
审
查
意
见指导教师签名：
年月日
附件：
桂林电子科技大学电子工程学院
本科毕业设计（论文）意见反馈表
评审修改意见
评审一1.摘要中应该说明是如何实现课题的，效果怎么等。

2.图的标注方式不正确。

3.存在少量错别字，如摘要中的“总所周知”。

4.在分析实验数据误差时，说法不妥当。

评审二1.拨动开关部分，请说明开关拨动到哪个位置，是逻辑0和逻辑1。

2.主程序中不应该包括FPGA的译码和显示。

我校测控技术与仪器专业通过全国工程教育专业认证发布时间：2015-03-11 17:06 新闻来自：宣传部日前，中国工程教育专业认证协会下发通知（工认秘【2015】7号），公布了2014年全国122个专业的工程教育专业认证结论。

我校测控技术与仪器专业通过国家工程教育专业认证，有效期为三年。

这是我校第一个通过全国工程教育专业认证的专业，也是广西高校首个通过工程教育认证的专业。

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。

教育部于2007年6月开展了认证试点工作，我国已取得认证的高校工科专业毕业生赴海外就业会享受与其他成员国学生同等的待遇。

（供稿：教务处高教研究中心魏银霞审稿：宣传部贺超）我校参加全国“卓越工程师人才培养计划”工作交流研讨会发布日期：2015-01-14 15:07:45 来源：培养办公室2015年1月9日-11日，由教育部卓越工程师计划专家组主办的全国“卓越工程师人才培养计划”工作交流研讨会在大连理工大学国际会议中心召开。

我校研究生院主管领导及四个获批“卓越计划”领域的主管领导应邀参加了此次会议。

会议旨在积极推进“卓越计划”的深入实施和工程人才培养模式改革，促进“卓越计划”实施高校间的工作交流与经验分享。

大会上，教育部高等教育司侯永峰处长作了《我国工程教育改革发展与卓越计划实施工作评价》的报告。

报告介绍了我国工程教育的概况以及“卓越计划”实施的进展、成效及下一步推进的思路；汕头大学校长顾佩华教授作了《CDIO-OBE工程教育改革与工程认证——汕头大学的探索与实践》的报告；大连理工大学副校长李志义教授作了《成果导向教育——工程教育改革之方向》的报告。

分组会上，各高校针对卓越人才培养及实践基地建设等问题进行了探讨与经验分享。

我校参会人员通过此次参会受益匪浅，其为今后我校研究生层面的“卓越计划”的实施启动明晰了思路、提供了经验借鉴。

目录摘要 (3)第一章绪论 (4)1.1研究目的与意义 (4)1.1.1研究目的 (4)1.1.2研究意义 (4)1.2传感器实验仪的计算机测试技术发展现状 (5)1.2.1计算机辅助测SIC(CAT)技术现状 (5)1.2.2虚拟仪器总线现状 (5)1.2.3传感器的测试系统现状 (6)1.3本课题系统总体方案、目标及任务 (6)1.4数据采集系统的概述 (7)1.4.1性能指标 (7)1.4.2信号输入方式 (8)1.4.3数据采集模块 (9)第二章静态测试系统设计 (10)2.1静态采集设计 (10)2.1.1开关机械动作的介绍 (11)2.2数据存储 (12)2.3数据处理 (13)2.3.1数据处理简介 (14)2.3.1.1灵敏度 (14)2.3.1.2滞后度 (15)2.3.1.3线性度与线性误差 (15)2.3.1.4回程误差. (16)2.3.2数据的标定 (17)第三章动态测试系统设计 (18)3.1时域特性分析实验 (18)3.2频域分析 (20)3.3频谱分析及数据分析 (22)3.3.1频谱分析 (22)3.3.2频谱分析数据处理 (23)第四章系统性能分析 (25)4.1模块介绍 (25)4.1.1差动放大器 (25)4.1.2相敏检波 (26)4.1.3移相器 (26)4.2分析步骤及结果 (27)第五章总结与建议 (30)5.1总结 (30)5.2建议 (30)参考文献 (31)致谢........................................................................................................ 错误!未定义书签。

附录.. (32)摘要实验在普通高等教育中占有非常重要的地位，它是对学生进行素质教育的一个重要环节。

目前在中国许多高等院校中使用的教学实验仪器仍大多为相当落后的传统仪器。

编号：毕业设计说明书题目：基于LabVIEW的自动测试系统实验平台院（系）：电子工程学院专业：测控技术与仪器学生姓名：彭彪学号：0600820322指导教师：殷贤华职称：讲师题目类型：理论研究√实验研究工程设计工程技术研究软件开发2010年5月25日随着科学技术的发展，对电子测量与仪器的要求越来越高。

自动测试系统孕育而生，发展非常迅速。

“自动测试系统课程”是测控技术与仪器专业的主干课程，自动测试系统实验包括自动测试系统软件开发和组建，这对理论学习非常重要。

开发基于局域网的自动测试系统实验平台，终端共享实验设备，节约实验成本，提高实验效率。

根据自动测试系统课程的实验项目的需要，在对图形化软件开发工具LabVIEW以及用VISA为底层工具开发的虚拟仪器驱动程序进行深入研究的基础上，设计了基于LabVIEW的自动测试系统实验平台。

它由硬件系统和测试软件组成，硬件系统由计算机、网关、GPIB仪器、VXI机箱及仪器模块和多功能实验板组成，测试软件包括虚拟任意波形发生器、虚拟示波器、虚拟万用表以及各实验项目测试程序。

多功能实验板作为测试对象，可以根据各个实验项目的不同要求灵活设置。

该实验平台可以完成对交直流电压电流信号、电阻、幅值、频率、周期、相位等基本参量的测量，满足自动测试系统实验项目的要求。

通过测试验证，达到了预期设计目标，可以应用到自动测试系统实验当中。

关键词：仪器驱动程序；虚拟仪器；实验平台With the development of science and technology, the requirements of Electronic Measurement and Instruments is been more and more important, thus the Automatic Test System is emerged and is developing rapidly. Automatic Test System（ATS）is the main course in the major of measurement control technology and instrumentation. The experiment of ATS includes software development formation and is of great importance to theoretical study. The ATS experimental platform is based on Local area network, which makes equipments be shared in the terminal. In addition, the ATS experimental platform also saves the experiment cost as well as improves the efficiency.To meet the needs of the experiment item of A TS，the ATS experimental platform is designed，based on the study of LabVIEW which is a kind of graphical tools and virtual instrument driver which is developed by VISA. It consists of hardware system and test software. The hardware system includes computer, gateway, GPIB instruments, VXI box & module and multi-functional Panel. The test software consists of virtual profile generator, virtual oscilloscope, virtual multimeter and some lab tests programs. As the tested objects, the multi-functional experimental board can be seted flexibly on the basis of different requirements. This platform accomplish measurements of AC or DC voltage, resistance, amplitude, frequency, cycle, phase and other basic parameters as well as experiment item. The test results show that it achieve the expected goals and can be applied to the Automatic Test System experiment.Key words：Instrument Driver; Virtual Instrument; Experimental Platform目录引言 (1)1 自动测试系统实验平台概述 (2)1.1 自动测试系统实验项目 (2)1.2 实验平台软件结构 (2)1.2.1 VISA（虚拟仪器软件结构） (2)1.2.2 仪器驱动程序 (3)1.2.3图形化软件开发工具LabVIEW (3)1.3 实验平台硬件工具 (4)1.4 实验平台系统结构及工作原理 (4)2 自动测试系统实验平台软件开发 (5)2.1 实验平台软件开发环境的配置 (5)2.2 虚拟仪器软件开发 (6)2.2.1虚拟任意波形发生器（一） (6)2.2.2虚拟示波器 (8)2.2.3虚拟任意波形发生器（二） (9)2.2.4虚拟万用表 (10)2.3 实验项目测试程序开发 (11)3 多功能实验板设计 (13)4 自动测试系统实验平台集成 (17)4.1 实验平台组建 (17)4.2 实验平台调试 (18)4.3 实验平台功能验证 (20)结论 (24)谢辞 (25)参考文献 (26)附录 (27).桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸第 1 页共30页引言随着科学技术的发展，对电子测量与仪器的要求越来越高，测试项目和测试范围与日俱增，测试对象也逐渐复杂，测试的参数繁多，测试速度和测量的要求不段提高，这就使得自动测试系统（ATS）的发展越来越广泛、越来越迅速。

攀枝花学院本科毕业设计（论文）基于LabVIEW的存储示波器设计学生姓名：叶英学生学号： 201010504046院（系）：电气信息工程学院年级专业：2010级测控技术与仪器指导教师：黄昆助理指导教师：二〇一年六月摘要随着科学技术和现代测试技术要求的不断提高，虚拟仪器成为未来仪器技术的重要方向。

设计基于LabVIEW软件作为开发平台，采用模块化设计的思路，设计一个虚拟存储示波器。

实现了利用USB4716数据采集卡对外部数据的采集、信号的分析与处理、信号的存储功能，显示信号幅值、频率、相位差、波形变化等要素。

论文首先绍了虚拟仪器和LabVIEW程序编程开发环境，其次在基于LabVIEW开发平台上实现了虚拟示波器的设计和基于声卡的虚拟存储示波器设计。

整个设计部分由设计思路介绍、前面板设计、程序框图设计和程序运行调试四部分构成，其中软件设计的核心，基于函数和结构实现程序的功能，最终经过程序运行调试，达到了设计要求和目的。

关键词虚拟仪器，LabVIEW，存储示波器，USB4716数据采集卡目录摘要 (I)ABSTRACT......................................................................................................... 错误！未定义书签。

1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 课题的提出和研究意义 (1)1.3 虚拟仪器的概述 (2)1.4 虚拟仪器的现状和发展趋势 (5)2 设计方案介绍 (6)2.1 数字存储示波器基本原理 (6)2.2 数字存储示波器的主要技术指标 (7)2.3 虚拟存储示波器设计原理 (8)3 LabVIEW编程环境的介绍 (9)3.1 LabVIEW简介 (9)3.2 LabVIEW操作模板 (11)3.3 创建一个VI (14)4 虚拟示波器的具体设计 (16)4.1 数据采集模块 (16)4.2 前面板设计 (18)4.3 程序框图设计 (21)4.4 程序运行调试 (25)5 基于USB4716的虚拟存储示波器设计 (28)5.1 前面板设计 (28)5.2 程序框图设计 (31)5.3 程序运行调试 (34)结论 (38)参考文献 (39)附录：基于USB4716的存储示波器设计参数变化 (40)致谢 (43)1 绪论1.1 引言仪器仪表器是发展现代科基础，是实现测试和测量的基础。

成绩：xx建筑科技大学毕业设计 (论文)文献综述院（系）：信息与控制工程学院专业班级：测控技术与仪器xxx毕业设计论文方向：厨房监控系统设计综述题目：基于Labview的厨房监测系统学生姓名：xxxx学号： xxxx指导教师：xxxx2015 年 3 月 30 日基于Labview的厨房监测系统摘要：随着现代社会经济的飞速发展，人们的生活水平也在不断提高。

家庭住宅居室是人们生活的最主要场所，室内居住环境的舒适度、便利性以及安全性直接关系着人们的生活质量，影响着人们的身心健康，因此室内环境污染对人体健康的影响已越来越被人们所关注，人们对室内环境的要求也越来越高。

但是如今由于室内装修污染物以及人们各种不良生活习惯等原因，导致室内环境隐患众多，严重危害人们的身心健康，特别是厨房油烟中所含有的有害物质更是严重危害着人的生命健康，所以对厨房环境的监控是非常必要的。

本系统利用烟雾传感器、温度传感器、有毒气体传感器与数据采集卡相连，用来实现对厨房环境参数的实时采集传输功能，通过数据采集卡将所采集到的数据传送到PC机上，利用图形化编程语言LabVIEW对采集到的数据进行处理，并分析结果，产生警报，启动风扇换气系统，从而实现对厨房环境安全的监控。

关键词：传感器监控数据采集卡 LabVIEW1.前言随着当代我国社会经济的高速发展和人们生活水平的不断提高，人们对日常生活的质量问题也越来越重视。

家庭住宅是人们休息、学习、聚会、活动的最主要场所，住宅环境的好坏直接影响着人们的身心健康。

与此同时，人们现在追求的是集舒适、便利、安全于一体的多元化、高品质的健康生活环境。

而如今，人们的家庭室内环境污染随着装修以及各种不良的生活习惯而日益严重，甚至有些污染是人们用单纯的自身感知所不能察觉的，这样就会严重影响人们的身心健康。

室内环境的温湿度，光照环境，或者可能泄漏的天然气等都会对人们的生活健康状况和工作效率造成严重影响。

室内光的强度对人眼的影响很大，长期处在在光强过暗或过强的环境下工作生活会对人眼造成危害；现在做为高效、节能、环保的天然气主要是由甲烷组成的气态化石燃料，同时含有高量的乙烷、丙烷等烷烃，还有一些酸性气体，如二氧化碳和硫化氢。

基于LabVIEW的数字示波器设计院系：机电与自动化学院专业班：电气0905班姓名：学号：20091131193指导教师：2013年6月基于LabVIEW的数字示波器设计Digital Oscilloscope DesignBased on LabVIEW摘要数字示波器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。

传统的数字示波器其功能完全靠硬件实现，不但其购置、维护费用高，而且灵活性低，受限于仪器厂商提供的特定功能。

与传统仪器相比，虚拟仪器的突出优势在于能够与计算机技术结合，将计算机资源、仪器硬件、数字信号处理技术与不同功能的软件模块结合，组成不同的仪器功能。

用户可根据测试的需要，自己设计所需要的仪器系统，即利用数据采集卡及计算机外围硬件进行信号的采集与检测，然后用计算机所编的软件来实现对信号的处理、计算和分析以及对测试结果进行显示。

虚拟示波器的出现改变了原有示波器的整体设计思路，用软件代替了硬件。

将传统仪器由硬件实现的数据分析与显示功能，改由功能强大的计算机及其显示器来完成。

本设计选用国内外较为先进的虚拟仪器软件开发平台LabVIEW，实现了双通道数字示波器的数据采集、数据分析和波形显示等功能。

该虚拟数字示波器具体实现的功能包括信号发生，触发模式、耦合方式、显示通道的选择，时间、幅值分度的调节以及波形的移动。

关键词：数字示波器虚拟仪器LabVIEW 数据采集数据分析波形显示IAbstractDigital oscilloscopes have been widely used in circuit experiments and equipment examinations in nowadays. The functions of traditional digital oscilloscopes are completely achieved by hardware,which make them not only with high cost and maintenance, but also with low flexibility, limited by functions that equipment manufacturers provided. Compared with traditional instrument, virtual instruments show its main advantages in ability to combine with computer technology, which means it combines computer resources, instrument hardware, digital signal processing technology with different function software module to fulfill various instrument functions. Users can design their instrument systems according to their needs ,which is using data acquisition card,computer peripheral hardware to achieve signal acquisition and detection, then using computer software to implement the signal processing, calculate and analysis and display the result of the tests. The emergence of the virtual oscilloscope changed the overall design train of the traditional one, with software instead of hardware.Traditional instruments using hardware to implement data analysis and display have been replaced by powerful computers and monitors. In this design a domestic and foreign advanced virtual instrument software development platform LabVIEW has been used,and it help us to implement a two-channel digital oscilloscope data collection, data analysis and waveform display, etc. Specifically,the functions of digital oscilloscope include signal generating，trigger ,coupling mode and channel selection, adjustment of time and amplitude degrees and waveform display movement.Key words: digital oscilloscope virtual instrument LabVIEW data collection data analysis waveform displayII目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)1 LabVIEW概述 (3)1.1 LabVIEW集成开发环境 (3)1.1.1LabVIEW编程的特点 (3)1.1.2LabVIEW程序的基本构成 (3)1.2虚拟仪器 (4)1.2.1 虚拟仪器的构成 (5)1.2.2 虚拟仪器的特点 (5)2 虚拟数字示波器的设计方案 (6)2.1设计目标 (6)2.2 功能模块的分类 (6)3虚拟数字示波器设计的具体实现 (8)3.1虚拟数字示波器前面板设计 (8)3.1.1示波器波形图控件的设计 (8)3.1.2示波器其他面板控件的设计 (9)3.2虚拟数字示波器总程序框图的设计 (12)3.3虚拟数字示波器各功能模块的设计 (12)3.3.1信号波形产生模块 (12)3.3.2耦合方式选择模块 (15)3.3.3通道选择模块 (17)3.3.4分度调节模块 (19)3.3.5触发器模块 (21)3.3.6输出波形的移动显示模块 (25)3.3.7程序控制模块 (29)III结论 (30)致谢 (32)参考文献 (33)附录1前面板中波形图控件的创建与设置过程（图） (34)附录2前面板中其他面板控件的创建过程（图） (36)IV绪论虚拟仪器技术是一种将计算机科学技术与现代仪器技术相结合的创新技术,其被应用的领域极其广阔，包括电子，通信，机械，科研，教育和军事等各个领域。