虚拟仪器实验指导二.docx
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虚拟仪器实验指导二
实验二
1．任务
编写一个函数发生器，要求:
能够通过用户界面选择产生正弦波、三角波、锯齿波、方波等函数波形
用曲线图控件绘制用户选择的波形。
2．实验步骤
步骤1：
根据要实现的功能，设计如图2-1所示的用户界面，其具体控件属性设置如表2-1所示。
图2-1最终用户界面
表2-1主要控件的基本属性列表
控件类型
ConstantName
属性设置
面板
Panel
PANEL
命令按钮
CommandButton
QUITBUTTON
CallbackFunction
QuitCallback
Lable
__Quit
曲线图控件
Graph
GRAPH1
Control
Mode
Indicator
DataMode
Retain
Lable
波形显示
下拉列表控件
Ring
WAVEFORM
CallbackFunction
WaveFormChooseCB
Label
波形选择
Label/Value
Pairs
Label
无
Value
0
Label
正弦波
Value
1
Label
三角波
Value
2
Label
锯齿波
Value
3
Label
方波
Value
4
步骤2：
生成代码框架。
选择Code→Generate→AllCode,生成代码框架，接着添加自定义函数show_wave进行显示。
/*下拉列表控件“波形选择”对应的回调函数*/
intCVICALLBACKWaveFormChooseCB（intpanel,intcontrol,intevent,
void*callbackData,inteventData1,inteventData2）
{
switch（event）
{
caseEVENT_COMMIT:
show_wave（）;
break;
}
return0;
}
然后，在函数show_wave内添加如下代码。
voidshow_wave（void）
{
intPOINTS=200;
intwaveForm;/*波形选择变量*/
doubleample=5.0;/*幅度*/
doublephase=0.0,waveData[POINTS];/*相位和波形数据变量*/
doublesampleRate=10000.0,freq=100.0;/*采样率和频率变量*/
GetCtrlVal（panelHandle,PANEL_WAVEFORM,&waveForm）;
switch（waveForm）
{
case0:
/*无波形*/
DeleteGraphPlot（panelHandle,PANEL_GRAPH1,-1,VAL_IMMEDIATE_DRAW）;/*清除所画曲线*/
break;
case1:
/*正弦波*/
SineWave（POINTS,ample,freq/sampleRate,&phase,waveData）;
break;
case2:
/*三角波*/
TriangleWave（POINTS,ample,freq/sampleRate,&phase,waveData）;
break;
case3:
/*锯齿波*/
SawtoothWave（POINTS,ample,freq/sampleRate,&phase,waveData）;
break;
case4:
/*方波*/
SquareWave（POINTS,ample,freq/sampleRate,&phase,50.0,waveData）;
break;
}
if（waveForm）/*先判断是否选择了波形*/
{
DeleteGraphPlot（panelHandle,PANEL_GRAPH1,-1,VAL_IMMEDIATE_DRAW）;
PlotWaveform（panelHandle,PANEL_GRAPH1,waveData,POINTS,VAL_DOUBLE,1.0,0.0,0.0,1.0/sampleRate,VAL_THIN_LINE,VAL_EMPTY_SQUARE,VAL_SOLID,1,VAL_RED）;/*画出波形*/
}
}
代码中的函数意义及调用方法如下
（1）函数DeleteGraphPlot清除所画曲线，调用路径为：
Library→UerInterfaceLibrary→Controls/Graphs/StripCharts….→GraphsandStirpCharts→DeleteGraphPlot
其参数设置见图2-2。
（2）函数SineWave，TriangleWave，SawtoothWave，SquareWave分别为正弦波，三角波，锯齿波和方波生成函数。
它们都在Library→AdvancedAnalysisLibrary→SignalGeneration目录下获得，其参数设置如图2-3~2-6所示。
（3）函数PlotWaveform，画曲线图函数，调用路径为：
Library→UerInterfaceLibrary→Controls/Graphs/StripCharts….→GraphsandStirpCharts→PlotWaveform，
其参数设置见图2-7。
图2-2DeleteGraphPlot函数面板
图2-3正弦波生成函数面板
图2-4三角波生成函数面板
图2-5锯齿波生成函数面板
图2-6方波生成函数面板
图2-7PlotWaveform函数面板
步骤3：
运行程序。
选择Run→Debugex1_dbg.exe。
选做：
任务：
波形的频率幅度可调；
用曲线图控件绘制波形频谱。
步骤1：
根据功能需要，我们添加一曲线图控件和两数值控件，其具体设置如表2-2所示。
表2-2添加控件的基本属性列表
控件类型
ConstantName
属性设置
曲线图控件
Graph
GRAPH2
Control
Mode
Indicator
DataMode
Retain
Lable
频谱显示
数值控件
Numeric
AMPLE
CallbackFunction
ChangeAmpleCB
Lable
幅度
FREQ
CallbackFunction
ChangeFreqCB
Lable
频率
最终界面如图2-8所示。
图2-8最终用户界面
完成用户界面后，编写回调函数ChangeAmpleCB和ChangeFreqCB，注意把其事件改为EVENT_VAL_CHANGED，其代码如下。
/*数值控件AMPLE对应的回调函数*/
intCVICALLBACKChangeAmpleCB（intpanel,intcontrol,intevent,
void*callbackData,inteventData1,inteventData2）
{
switch（event）
{
caseEVENT_VAL_CHANGED:
/*事件不是EVENT_COMMIT*/
show_wave（）;
break;
}
return0;
}
/*数值控件FREQ对应的回调函数*/
intCVICALLBACKChangeFreqCB（intpanel,intcontrol,intevent,
void*callbackData,inteventData1,inteventData2）
{
switch（event）
{
caseEVENT_VAL_CHANGED:
show_wave（）;
break;
}
return0;
}
然后还需要对show_wave函数作如下改动：
voidshow_wave（void）
{
intwaveForm;
doubleample;
doublephase=0.0,waveData[POINTS],filterData[POINTS],specData[POINTS];
doublesampleRate=10000.0,freq;
doublecutoff_freq=3000.0;/*设置截止频率*/
GetCtrlVal（panelHandle,PANEL_WAVEFORM,&waveForm）;
GetCtrlVal（panelHandle,PANEL_AMPLE,&le）;/*获得幅度值*/
GetCtrlVal（panelHandle,PANEL_FREQ,&freq）;/*获得频率值*/
switch（waveForm）
{
case0:
DeleteGraphPlot（panelHandle,PANEL_GRAPH1,-1,VAL_IMMEDIATE_DRAW）;
break;
case1:
SineWave（POINTS,ample,freq/sampleRate,&phase,waveData）;
break;
case2:
TriangleWave（POINTS,ample,freq/sampleRate,&phase,waveData）;
break;
case3:
SawtoothWave（POINTS,ample,freq/sampleRate,&phase,waveData）;
break;
case4:
SquareWave（POINTS,ample,freq/sampleRate,&phase,50.0,waveData）;
break;
}
if（waveForm）
{
DeleteGraphPlot（panelHandle,PANEL_GRAPH1,-1,VAL_IMMEDIATE_DRAW）;
PlotWaveform（panelHandle,PANEL_GRAPH1,waveData,POINTS,VAL_DOUBLE,1.0,0.0,0.0,1.0/sampleRate,VAL_THIN_LINE,VAL_EMPTY_SQUARE,VAL_SOLID,1,VAL_RED）;
Bw_LPF（waveData,POINTS,sampleRate,cutoff_freq,5,filterData）;/*低通滤波*/
Copy1D（filterData,POINTS,specData）;/*复制数据*/
Spectrum（specData,POINTS）;/*进行功率谱分析*/
DeleteGraphPlot（panelHandle,PANEL_GRAPH2,-1,VAL_IMMEDIATE_DRAW）;
PlotWaveform（panelHandle,PANEL_GRAPH2,specData,POINTS,VAL_DOUBLE,1.0,0.0,0.0,sampleRate/POINTS,VAL_THIN_LINE,VAL_EMPTY_SQUARE,VAL_SOLID,1,VAL_RED）;/*画出信号的功率谱*/
}
}
上面代码中的函数意义及调用方法如下
（1）函数Bw_LPF
巴特沃兹低通滤波器函数，其调用路径为：
Library→AdvancedAnalysisLibrary→SignalProcessing→IIRDigitalFilters→One-stepFiltersFunctions→LowpassButterworth,其参数设置见图2-8。
（2）函数Copy1D
数组拷贝函数，其调用路径为：
Library→AdvancedAnalysisLibrary→ArrayOperations→1DOperations,其参数设置见图2-9。
（3）函数Spectrum
功率谱函数，其调用路径为：
Library→AdvancedAnalysisLibrary→SignalProcessing→FrequencyDomain→PowerSpectrum,其参数设置见图2-10。
图2-8Bw_LPF函数面板
图2-9Copy1D函数面板
图2-10Spectrum函数面板
最后，保存并运行程序如下：
#include
#include
#include
#include"test.h"
staticintpanelHandle;
intmain（intargc,char*argv[]）
{
if（InitCVIRTE（0,argv,0）==0）
return-1;/*outofmemory*/
if（（panelHandle=LoadPanel（0,"test.uir",PANEL））<0）
return-1;
DisplayPanel（panelHandle）;
RunUserInterface（）;
DiscardPanel（panelHandle）;
return0;
}
intCVICALLBACKQuitCallback（intpanel,intcontrol,intevent,
void*callbackData,inteventData1,inteventData2）
{
switch（event）
{
caseEVENT_COMMIT:
QuitUserInterface（0）;
break;
}
return0;
}
voidshow_wave（void）
{
intPOINTS=200;
intwaveForm;
doubleample;
doublephase=0.0,waveData[POINTS],filterData[POINTS],specData[POINTS];
doublesampleRate=10000.0,freq;
doublecutoff_freq=3000.0;/*设置截止频率*/
GetCtrlVal（panelHandle,PANEL_WAVEFORM,&waveForm）;
GetCtrlVal（panelHandle,PANEL_AMPLE,&le）;/*获得幅度值*/
GetCtrlVal（panelHandle,PANEL_FREQ,&freq）;/*获得频率值*/
switch（waveForm）
{
case0:
DeleteGraphPlot（panelHandle,PANEL_GRAPH1,-1,VAL_IMMEDIATE_DRAW）;
DeleteGraphPlot（panelHandle,PANEL_GRAPH2,-1,VAL_IMMEDIATE_DRAW）;
break;
case1:
SineWave（POINTS,ample,freq/sampleRate,&phase,waveData）;
break;
case2:
TriangleWave（POINTS,ample,freq/sampleRate,&phase,waveData）;
break;
case3:
SawtoothWave（POINTS,ample,freq/sampleRate,&phase,waveData）;
break;
case4:
SquareWave（POINTS,ample,freq/sampleRate,&phase,50.0,waveData）;
break;
}
if（waveForm）
{
DeleteGraphPlot（panelHandle,PANEL_GRAPH1,-1,VAL_IMMEDIATE_DRAW）;
PlotWaveform（panelHandle,PANEL_GRAPH1,waveData,POINTS,VAL_DOUBLE,1.0,0.0,0.0,1.0/sampleRate,VAL_THIN_LINE,VAL_EMPTY_SQUARE,VAL_SOLID,1,VAL_RED）;
Bw_LPF（waveData,POINTS,sampleRate,cutoff_freq,5,filterData）;/*低通滤波*/
Copy1D（filterData,POINTS,specData）;/*复制数据*/
Spectrum（specData,POINTS）;/*进行功率谱分析*/
DeleteGraphPlot（panelHandle,PANEL_GRAPH2,-1,VAL_IMMEDIATE_DRAW）;
PlotWaveform（panelHandle,PANEL_GRAPH2,specData,POINTS,VAL_DOUBLE,1.0,0.0,0.0,sampleRate/POINTS,VAL_THIN_LINE,VAL_EMPTY_SQUARE,VAL_SOLID,1,VAL_RED）;/*画出信号的功率谱*/
}
}
intCVICALLBACKWaveFormChooseCB（intpanel,intcontrol,intevent,
void*callbackData,inteventData1,inteventData2）
{
switch（event）
{
caseEVENT_COMMIT:
show_wave（）;
break;
}
return0;
}
intCVICALLBACKChangeAmpleCB（intpanel,intcontrol,intevent,
void*callbackData,inteventData1,inteventData2）
{
switch（event）
{
caseEVENT_VAL_CHANGED:
show_wave（）;
break;
}
return0;
}
intCVICALLBACKChangeFreqCB（intpanel,intcontrol,intevent,
void*callbackData,inteventData1,inteventData2）
{
switch（event）
{
caseEVENT_VAL_CHANGED:
show_wave（）;
break;
}
return0;
}
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