科技与创新
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ScienceandTechnology&Innovation
·96·2023年第20期
文章编号：2095-6835（2023）20-0096-03
基于LabVIEW的示波器波形采集系统的设计＊
俞丙威，王宇霄，王飞，夏利勇
（浙江广厦建设职业技术大学智能制造学院，浙江金华322100）
摘要：示波器是一种功能强大的电子测量仪器，是电类专业的高校师生必须要接触和掌握的工具之一。在高校实验室
教学过程中，示波器常用于观测电信号的波形并读取相应的参数。学生需要将示波器波形通过手绘的形式添加到实验报
告中，并最终以纸质报告的形式上交教师并存档，这十分不利于资料的保存和管理。利用LabVIEW友好的人机交互性
和强大的通信能力，开发了一款基于LabVIEW的示波器波形采集系统。它可通过LAN接口，将示波器波形自动采集到
LabVIEW端，并可一键导出实验报告，实现了实验报告的无纸化管理。
关键词：示波器；LabVIEW；LAN接口；无纸化管理
中图分类号：TP311文献标志码：ADOI：10.15913/ki.kjycx.2023.20.028
示波器能够把随时间变化的电信号绘制到屏幕
上，以图形化的形式显示，将人类肉眼看不见的电信
号变换成看得见的图像。它属于通用基础类测试仪器，
可广泛应用于电子系统的科研、生产与维修保障等多
种测试场合[1]
。
在高校教学过程中，示波器与电类专业实验实训
紧密相关。现有的高校实验实训设备基本仅将示波器
作为一个辅助用测试仪器，并未将其融入到实验系统
中，是一个独立的“个体”。但在对实验实训的结果考
查中，又需要借助于示波器观测的波形和参数，现一
般都通过照片或者手绘的形式还原示波器波形和参
数，其存在一定的局限性，并且不利于后续的资料管
理和保存。
LabVIEW是虚拟仪器开发过程中最具代表性的
图形化编程语言，它用图标、连线、框图代替传统的
程序代码，能形象地观察数据的传输过程[2]
。LabVIEW
数据采集及显示系统设计
一、实验内容
设计一个 ADC0809 数据采集及显示系统。采样间隔为0.5 毫秒，系统时钟为512KHz。
AD 转换得到的8 位数据进行译码显示（显示可采用两位的LED）。
二、系统框架分析与设计
ADC0809是8位逐次逼近型A/D转换器，ADC0809内部没有时钟电路，故时钟需要由外部输入，允许范围为10KHz～1280KHz，典型值为640KHz，每一通道的转换需66～73个时钟周期。ALE是地址锁存使能信号输入端，在ALE信号的上升沿，ADDA～ADDC上的地址码被锁存、译码后，选通与8个模拟输入端对应的多路开关。START是启动信号输入端，在START信号的上升沿复位A/D转换器，下降沿启动A/D转换器。根据分析，系统可分为采样控制模块、数据转换模块和显示译码模块三个部分，如图1所示：
三、模块实现
（1）采样时钟产生模块：由输入、输出时钟的比例关系可知由256 分频器即可实现。具体VHDL代码如下：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY clkdiv IS PORT( RESET,CLK: IN STD_LOGIC;
CLK2: OUT STD_LOGIC );
END;
ARCHITECTURE ONE OF clkdiv IS SIGNAL FULL : STD_LOGIC;
BEGIN
P_REG: PROCESS(CLK)
VARIABLE CNT8 : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
BEGIN
IF RESET = '1' THEN
CNT8 := "00000000";
ELSIF CLK'EVENT AND CLK = '1' THEN
IF CNT8 = "10000000" THEN
龙源期刊网
数据采集的实现方法与分析
作者：穆天虹
来源：《硅谷》2011年第13期
摘要： 数据采集是指计算机处理的对象是数字量，而外部世界的大部分信息是连续变化的物理量，例如温度、压力、位移、速度，要将这些信息送入计算机进行处理，就必须先把这些连续的物理量离散化，即进行量化编码，变成数字量才能实现。
关键词： 数据采集；信号发生器；示波器；USB数据采集卡
中图分类号：TM60 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0710138－01
0 引言
本文介绍了数据采集的基本实现方法。数据采集是仪器设计中的关键环节，数据采集也为工程方面的运用打下了基础。本文中的数据采集是利用FG-273A函数信号发生器、BIOPAC数据采集器、USB2828数据采集卡、TDS3000C数字荧光示波器、PC机系统。
1 采集系统构成
1.1 示波器采集系统
数字示波器信号采集系统由FG-273A型函数信号发生器和TDS3000C系列数字荧光示波器组成。该采集系统的功能是将信号发生器产生的信号输出显示到数字示波器上，以此波形作为标准输出信号，与后续采集系统的输出波形进行对比观察和校正。
1.1.1 函数信号发生器
采用FG-275A型函数信号发生器。
1.1.2 数字示波器
本文采用TDS3000C系列数字荧光示波器进行了信号的采集，其主要功能是将电信号以波形的形式进行显示，并且波形的幅度、分辨率等可以自行设定，该款示波器具有信号采集功能、信号处理功能、显示功能、测量功能和触发功能等。
以下采集的部分波形显示： 龙源期刊网
结果分析：从以上结果可以看出：用示波器显示出来的波形虽然也是经过AD\DA转换后显示出来的，但因其比较平滑，与真实的函数器所产生的信号比较接近，可以作标准为参考信号，对相应的其他信号进行分析比较。
多路信号采集显示系统设计与实现
多路信号采集显示系统是一种可以同时采集多路信号并将其显示出来的电子系统。该系统主要由信号采集部分和信号显示部分组成。
在信号采集部分，系统需要设计一套信号采集电路。我们需要选择合适的传感器来采集不同类型的信号。常见的传感器有温度传感器、压力传感器、电流传感器等。接下来，我们需要设计合适的电路来转换传感器的模拟信号为数字信号。一种常见的方法是使用模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号。系统还需要设计一套数据传输电路，将采集到的信号传输给信号显示部分。
在信号显示部分，系统需要设计一套信号显示电路。我们需要选择合适的显示设备来显示信号。常见的显示设备有液晶显示屏、数码管等。接下来，我们需要设计合适的电路来处理和驱动显示设备。系统需要将数字信号转换为能够驱动显示设备的信号。系统还需要设计一套用户界面，用户可以通过界面来监控和操作系统。
多路信号采集显示系统的实现需要注意以下几点。系统需要选择合适的硬件平台来实现。常见的硬件平台有单片机、FPGA等。选择合适的硬件平台可以提高系统的性能和可扩展性。系统需要选择合适的软件平台来实现。常见的软件平台有C语言、LabVIEW等。选择合适的软件平台可以简化系统的开发和维护。系统在设计和实现过程中需要进行充分的测试和调试，确保系统的可靠性和稳定性。
多路信号采集显示系统是一种可以同时采集多路信号并将其显示出来的电子系统。该系统可以广泛应用于工业自动化、仪器仪表等领域。在设计和实现过程中需要注意硬件平台的选择、软件平台的选择以及系统的测试和调试。
