虚拟仪器课程设计基于labview的函数信号发生器的设计Word下载.docx
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基于labview的信号发生器的设计
1.设计主要内容及要求
设计基于Labview的函数信号发生器。
要求：
1）掌握NI-DAQ使用方法。
2）了解函数信号产生方法。
3）输出一路占空比可调的方波信号，一路函数信号（输出信号类型可选择）。
2.对设计论文撰写内容、格式、字数的要求
（1）.课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。
（2）.学生应撰写的内容为：
中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。
课程设计论文的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。
应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。
（3）.论文要求打印，打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。
（4）.课程设计论文装订顺序为：
封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
3.时间进度安排
顺序
阶段日期
计划完成内容
备注
1
2月27日
教师讲解题目，学生查阅相关资料
2
2月28日
进行方案论证，确定程序流程，熟悉NI-DAQ使用方法
3
2月29日
程序设计
4
3月1日
调试程序
5
3月2日
撰写论文，成果验收
虚拟仪器课程设计成绩评定表
系（部）：
班级：
学生姓名：
指导教师评审意见
评价
内容
具体要求
权重
评分
加权
分
调研
论证
能独立查阅文献,收集资料；
能制定课程设计方案和日程安排。
0.1
工作
能力
态度
工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作。
0.2
量
按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。
说明
书的
质量
说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。
0.5
指导教师评审成绩
（加权分合计乘以12）
分
加权分合计
指导教师签名：
年月日
评阅教师评审意见
查阅
文献
查阅文献有一定广泛性；
有综合归纳资料的能力。
工作量饱满，难度适中。
书的
0.3
评阅教师评审成绩
（加权分合计乘以8）
评阅教师签名：
课程设计总评成绩
中文摘要
随着电子技术、计算技术和网络技术的高速发展，传统的电子测量仪器的功能和作用已发生了质的变化，新型的虚拟仪器应运而生。
其实质是利用最新的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能。
计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。
实验表明，设计的虚拟函数信号发生器输出信号性能优于普通传统的信号源。
虚拟仪器是1986年美国国家仪器公司（NI）提供的一种新型一起概念。
其基本构成包括计算机、虚拟仪器软件、硬件接口模块等。
在这里，硬件仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个系统的关键。
当基本硬件确定后，就可以通过不同的软件实现不同的功能。
虚拟仪器应用软件集成了仪器的所有采集、控制、数据分析、结果输出和用户界面等功能。
使传统仪器的某些硬件甚至整个仪器都被计算机软件所代替。
虚拟仪器的软件是其最核心、最关键的部分，其主要功能是对硬件执行通信和控制，对信号进行分析和处理，以及对结果进行恰当的表达和输出等。
虚拟仪器的软件开发平台目前主要有两类。
NI公司的Labview软件开发平台是一种专业图形化编程软件，采用图形化编程方式，结构流程清晰，但缺点是对硬件的要求较高，比较依赖NI的专用产品，对信号控制方式不够灵活。
本文所述主要是虚拟函数信号发生器的设计原理及功能。
是基于Labview8.5软件的设计。
能够产生正弦波、方波、锯齿波、三角波等几种波形。
是以同学所接触的信号发生器的面板为基础进行的参数设置。
根据现实中常用信号源的基本要求，本文设计合理的数学模型，并通过虚拟仪器和采集卡共同作用输出该模型的物理信号。
关键词虚拟仪器NI-DAQ采集卡函数信号发生器
1设计任务描述
1.1设计题目：
基于labview的函数信号发生器的设计
1.2设计要求
1.2.1设计目的
能够熟悉利用Labview软件，并用此软件编写程序框图和构造前面板。
使设计的面板更直观，漂亮。
达到虚拟仪器的功能。
1.2.2基本要求
1.2.3发挥部分
1）产生的正弦波、三角波、锯齿波能够调节频率、幅值、相位；
方波能够调节占空比。
2）在调节的基础上能够将频率、幅值和相位的值显示出来。
2设计思路
理解题目以后，我们又回去查阅了很多相关资料。
最后确定了设计的总体思路。
用Labview软件设计的过程是先进行程序框图的设计，然后再设计前面板。
首先是确定我们需要的函数信号发生器一共可以产生哪些波形，然后是各个波形怎样实现和相互切换。
最后是怎样来控制波形的产生。
从一些资料中受到启发，我们需要解决的一共就只有四个大问题：
<
波形选择>
：
与我们常用的函数信号发生器相联系，根据仪器的功能，可以产生多种波形；
但是我们需要的是一种波形，所以必须做好信号相互切换的功能。
因此用case条件结构是最好的选择。
我可以在case结构中添加多个条件分支，并用特定的数据类型表示不同的波形。
在case结构中的条件选择端口加一个【文本下拉列表】，输入各个可以产生的波形（必须与条件分支中的标签一一对应），这样就可以实现波形的选择了。
信号产生>
产生各个波形的方法有很多。
比如用公式编写、有仿真信号生成、还有函数生成。
但是最简单的是用【函数选板】中的【信号处理】的子选板中的【波形生成】中的【正弦波形】、【方波】、【三角波】、【锯齿波】。
但是这些控件必须自己输入各种参数值。
波形控制>
一个理想的函数信号发生器必须有一个开关，如我们所用到的函数信号发生器一样。
在不需要发生器的时候就利用【开关】来控制信号的产生与否。
因此，只需要在case条件结构的外面再加一个while循环结构就可以了。
参数显示>
产生的波形的各个参数是否满足我们的要求，如果没有显示这些参数的话，我们是不能知道的。
所以只需在程序框图中加一个显示控件或局部变量都可以。
以上就是整个虚拟函数发生器的设计思路。
3主程序流程图
4各部分程序框图及前面板的设计
4.1正弦波信号的产生及参数的设计
产生波形的方法有很多，可以用【仿真信号】、【信号生成】等。
我选择的是【波形生成】，即正弦波形（
），它一共有四个参数：
频率、幅值、相位、直流偏移量。
只要我把四个参数都设置为变量，就能实现各个参数的调节，进而产生能满足不同要求的波形。
达到一个虚拟仪器的功能。
这只实现了一种波形，还有其它波形。
所以就涉及到了波形的选择。
因此，我用了case条件结构。
充分利用它的功能，我改变【选择器标签】中的数据类型，并添加所需要的条件分支。
每一个分支就对应一个波形。
并根据这个波形的特点，选择不同的参数。
同样，【分支选择器】的数据类型必须与【选择器标签】中的数据类型一致。
这样就可以实现正弦波。
为了使我们所得到的波形的参数更加准确，可以再添加一个显示控件；
这样，调节参数的同时，也可以观测它的值，看是否达到要求。
正弦波的设计原理图如下所示：
图4.1.1正弦信号程序框图
当然，“频率”是有单位的。
所以，我用了一个字符串函数：
【格式化写入字符串】，根据要求加入了单位：
“Hz”。
4.2方波信号的产生及参数的设计
接下来，我设计的波形是方波。
选择【波形生成】中的方波波形（
），它一共有五个参数：
频率、幅值、相位、直流偏移量、占空比。
其中，占空比尤其重要，不仅要能调节，而且要准确的显示它的数值。
同样，把其它四个参数都设置为变量，就能实现各个参数的调节，进而能满足我们的需要。
涉及到的波形切换，用case条件结构，充分利用它的功能，【分支选择器】的数据类型必须与【选择器标签】中的数据类型一致。
这样既可以实现正弦波，也可以切换到其它的波形。
再添加一个显示控件，调节参数的同时，也可以观测它的值。
方波的设计原理图如下所示：
图4.2.1方波信号程序框图
“频率”的单位处理方法与正弦波的方法一样即可。
用一个字符串函数：
【格式化写入字符串】，根据图标的提示和要求加入了单位：
4.3锯齿波信号的产生及参数的设计
与上面的方法一样，选择【波形生成】中的锯齿波形（
），一共有四个参数：
把四个参数都设置为变量，就能实现各个参数的调节。
再用一个case条件结构，让各参数值通过条件结构的通道，并充分利用它的结构特点，每一个分支就对应一个波形。
这样就可以实现锯齿波。
这样，调节参数的同时，也可以观测它的值。
锯齿波的设计原理图如下所示：
图4.3.1锯齿波信号程序框图
“频率”的单位处理方法与其它波形的方法一样。
4.4三角波信号的产生及参数的设计
选择的是【波形生成】，即三角波形（
同时，把四个参数都设置为变量，就能实现各个参数的调节。
还有其它波形，切换的方法前面已经提到过。
因此，用case条件结构，充分利用它的功能，改变【选择器标签】中的数据类型，并添加所需要的条件分支。
【分支选择器】的数据类型必须与【选择器标签】中的数据类型一致。
三角波的设计原理图如下所示：
图4.4.1三角波信号程序框图
【格式化写入字符串】，根据图
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