虚拟示波器设计报告.docx
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虚拟示波器设计报告
虚拟示波器设计报告
内蒙古科技大学
虚拟仪器课程设计
题目：
简单虚拟示波器
学生姓名：
王雪利
学号：
0967112230
专业：
测控技术与仪器
班级：
测控09-2班
指导教师：
肖俊生
前言
随着计算机技术、大规模集成电路技术和通信技术的飞速发展，仪器技术领域发生了巨大变化。
出现了一种全新的仪器概念——虚拟仪器（VirtualInstrumentation,VI）。
虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。
一、设计题目:
信号发生器与双通道虚拟示波器
二、设计目的:
了解、熟悉并掌握虚拟仪器的相关知识；完成所要求的实验内容
三、设计要求
（1）信号发生器可以输出任意一种以下的信号：
正弦波信号、方波信号、锯齿波信号或三角波信号.
（2）信号频率、幅值、占空比、相位和偏移量可调。
制作双通道示波器，通过制作掌握LabVIEW的设计使用。
（3）通过数据采集卡进行波形的输入输出，以此来了解并掌握数据采集卡的使用方法
（4）所作示波器具有存储回放功能。
四、设计思想:
采用“基本函数信号发生器”中的锯齿波、正弦波、方波、三角波信号做信号源，用相应的数值输入控件控制以上信号的参数，编辑相应程序将其用波形图显示，同时用输入DAQ输出给数据板卡，用导线将数据板卡上相应的输入输出接口连接好，可通过配备DAQ采集卡，输出并显示采集信号。
采用DAQ板卡外接信号作为信号源，当程序运行起来后，先进行通道选择，然后用“旋钮”对信号波形进行设定，在这一过程中要调节信号的“扫描时间”、“幅值”两个量值，并选择通道，以接受所需的信号。
整个过程需通过波形图控件来显示产生的波形，以作参考，接着通过配备DAQ采集卡，采集信号并且输出,存储并回放。
五、设计实现过程：
启动LabVIEW8.5或8.2,进入程序运行界面，进入程序框图，击右键进行选
（一）、信号发生器的设计
1、设计过程
（1）条件结构及while循环
从“程序框图”面板中点击右键，然后按照“编程”——“结构”——“条件框图”的顺序，拖到面板中如图示：
按上述顺序在“条件结构”并列位置找到“while循环”，如图示：
（2）基本参数设置
在前面板中，点击右键，从“Express”中的“数值输入控件”中选择，将其拖入前面板中，总共需要个数值输入控件，并分别命名为“幅值”、“频率”、“占空比”、“相位”“偏移量”、“信号类型”。
如图示：
考虑到各参数的物理特性和对图形显示的影响，将其属性分别设置，例如对最大值和最小值的设置。
（3）条件结构中各层设计
创建基本信号发生器，在“程序框图”中点击右键，按“信号处理”——“波形生成”的顺序，找到“基本函数发生器”并将其托入“条件结构”框中。
其图标如图示：
然后，将已经设置好的“数值输入控件”对应在“程序框图”面板中的即“基本函数信号发生器”的参数控制器件与其上对应的接点连结。
创建虚拟通道，可以根据输出的波形的类型来设置物理通道的性质，并可以设置波形的一些基本参数。
图是输出PWM波的通道。
设置基本波形的采样时钟。
本设计中的PWM波是基于计数器产生的，采样时钟则是设置成计数器（samplecloke）。
时钟采样方式均设置为连续采样。
图是PWM波的时钟。
基本信号发生器需要先设置模拟信号的通道数及采样数，然后运行，PWM波则是则是在设置好波形参数和时钟后可以直接运行。
运行后，需要不断循环该程序，则在两个程序后都添加循环程序，并可以根据用户的需求随时按下停止按钮。
在程序停止后，添上任务清除控件，若有错误产生，则在最后加上可以提示错误的错误对话框。
具体程序如图所示。
（4）程序框图、前面板
整个程序框图完成后，将其整理好，使其合理整洁，整个如图示：
将前面板上的所有图标合理摆放，使其合理匀称，并做些修饰，其如图示：
2、硬件连接调试
连接数据采集卡到电脑上，在系统提示可以使用后，打开LABVIEW程序，按照实验要求选择合适的物理通道和合适的波形参数，开始运行，并用示波器采集信号，观察是否有信号被采集到。
信号发生器实现正弦波，三角波，方波，锯齿波等波形，在软件里运行，当频率为10，副值为1，相位为0，占空比为50时各个波形图如下：
（1）正弦波：
（2）方波：
（3）三角波
（4）锯齿波
（二）、虚拟示波器设计
1、虚拟示波器程序设计部分主要有数据采集、数据处理、结果显示三大模块
在控件选板中进行选择各种元件：
2、程序中主要包含条件结构和while循环
3、基本参数设置
在前面板中，击右键，从Express中的数值输入控件中，选择旋钮输入控件（如图2），在前面板生成一个相应的控件，左键点住这个控件，同时按住Ctrl键不放，一次拖动复制两个旋钮，并分别命名为“幅值1”、“幅值2”、用同样的方法生成两个转盘并命名为“扫描频率”、“上下移动”，找到如图3示的“selectchannel”三向开关控件放在前面板中，它对应的标签值有三个，即自上而下分别是双通道，通道2，通道1。
如图示：
4、参考模拟信号生成及输出
在函数，编程，结构中选择循环结构，通过一个条件结构进行连接，添加分支得到三个条件分支，可以相应的输出通道一、二和双通道。
，如图4所示。
在这个外侧加上while语句，确保生成连续信号。
最后进行显示，步骤是进入前面板右击选择控件中的图形显示控件下的波行图项，连接到条件语句后面。
在这个过程中由于双通道是一个捆绑数据，导致通道一、二必须要进行数据转换。
如图所示：
5、数据存储和回放
本部分是对硬件采集到的数据做简单的处理后，进行保存，其程序图如图4.3所示，此处还调用了两个子程序：
读取和保存子程序。
6、程序框图的调整、检错、整理
程序框图设计完成之后，单击
运行，观察运行结果，如果发现错误及时进行修改。
在确认准确无误之后对程序框图中的各个器件的连线进行整理，整理之后如（下图）所示：
7、数据的统计
在后面板中，击右键，从Express中的信号分析控件中，选择旋分析控件，在后面板面板生成一个相应的控件，双击这个控件得到配置统计界面，选择相应的选项。
如图所示：
8、前面板的调整、检错、美化
进行前面板的设计。
先进行合适的布局，然后主要用到控件中的新式中的修饰进行前面板的设计，可以添加一些框和盒之类的东西进行美化界面。
然后再添加一些必要的说明文字，再对其进行布置，修饰。
这样整个简单虚拟示波器就完成了。
实验的前面板如下：
9、硬件连接调试
在运行过程中，可以通过单击选项卡顶端的选项进行切换。
功能按钮的实现在程序设计中已经涉及。
坐标控制部分在前面板中主要是两个旋钮控件，其功能的实现还要通过其在程序框图中的相应程序来实现当点击
按钮之后，系统开始运行，通过操纵量旋钮可以选择通道形式。
调节幅值频率，待上面的显示波形稳定后，按下存储键，一段时间后按下回放键，右面的波形图回放波形，起到存储回放功能。
即显示下面的图形：
六、总结和学习体会：
通过这次设计，一学期的labview学习得到实践性学习，实验以课本上的知识为基础，又是对书本知识的一次综合实践。
“实践是检验真理的唯一标准”，这话说的很对，只有亲身实践，才能更深刻的体会课本上的知识。
通过这次课程设计，我觉得这是门实用性很强的课程，这个学期过后我们还要更加努力学习，思考，实践这门课程，为今后的工作做准备。
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