文杰 基于labview多功能函数信号发生器课程设计报告.docx
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文杰基于labview多功能函数信号发生器课程设计报告
武汉理工大学华夏学院
课程设计报告书
题目：
基于虚拟仪器的信号发生器的设计
系名：
信息工程系
专业班级：
测控1081班
姓名：
文杰
学号：
10212508115
指导教师：
周颖
2011年6月24日
课程设计任务书
学生姓名：
文杰专业班级：
测控1081班
指导教师：
周颖工作单位：
武汉理工大学华夏学院
题目：
基于虚拟仪器的信号发生器的设计
初始条件：
查询现有信号发生器产品，找到参考设计的仪器参数及前面控制界面，用虚拟仪器软件完成相近大部分功能，并适当说明操作和设计思想。
输入信号可用软件模拟，或用函数发生。
要求完成的主要任务：
至少完成设计内容中各部分基本内容，可添加适当相关内容。
1）用户认证入口。
2）能运用设计前面板中字体、颜色、修饰功能。
3）载入指定公司图标图片到前面板（信号发生器参考原形图片）。
4）设计中运用弹出对话框操作至少2处。
5）结构设计至少用到3种以上，（for循环，while循环，公式节点，事件结构，局部变量，全局变量等）
6）最少完成3种信号的输出。
7）VI层次结构包含主程序－子程序调用，子程序图标修改（非默认形式即可）
8）论述说明各环节分析及设计原理。
9）完成正文8-18页的报告。
时间安排：
（按10个工作日安排）
1）.2天进行全局规划,软件熟悉,能找出相关使用函数,设计理论依据准备.
2）.4天进行软件设计
3）.2天进行调试
4）.2天完成课程设计报告
指导老师签字：
年月日
系主任签字：
一、设计要求1
二、设计与实现2
三、测试结果8
四、个人心得与体会10
五、参考文献11
基于虚拟仪器的信号发生器的设计
一：
设计要求
1）用户认证入口。
2）能运用设计前面板中字体、颜色、修饰功能。
3）载入指定公司图标图片到前面板（信号发生器参考原形图片）。
4）设计中运用弹出对话框操作至少2处。
5）结构设计至少用到3种以上，（for循环，while循环，公式节点，事件结构，局部变量，全局变量等）
6）最少完成3种信号的输出。
7）VI层次结构包含主程序－子程序调用，子程序图标修改（非默认形式即可）
二：
设计与实现
1）设计思路：
a.先上网搜索有关函数信号发生器的清晰图片以及该函数信号发生器的详细资料。
b.将信号发生器的图片导入前面板，按照该函数发生器布置相应器件到前面板上面，大致与图片一致。
c.在程序面板编写程序，先编写波形主程序，大致实现该函数发生器的功能，然后设计登录子程序。
d.实现任务要求，然后逐步完善。
2）具体实现：
本次设计是参考CA1640-02型函数发生器的设计，该函数发生器的基本参数如下：
1:
登录子vi的设计
登录界面利用子程序单独编写，在运行主程序时直接弹出登录对话框，登录成功运行函数信号发生器程序，登录失败可选结束程序或者重新输入密码，这里默认输入用户名是“文杰”，密码是“1314520”。
登录子程序前面板图：
登录界面程序框图面板图：
利用“提示用户输入”函数实现运行程序就弹出对话框的要求，然后利用“while”结构实现程序的持续执行，利用双按钮对话框显示用户登录状态和结束程序。
2：
函数信号发生器主vi设计：
本版块是整个程序的主程序。
在本程序中完成函数发生器的主要功能，分别可以输出正弦信号，方波信号，三角波信号。
并可以对采样信息，频率，幅值以及相位参数进行调节控制，方波还可以控制占空比，还可以进行输出衰减调制。
基本实现该函数信号发生器的功能。
并且符合设计要求。
主vi前面板图：
主vi程序框图：
1）其中波形选择控制灯显示的程序如下：
利用条件结构实现下拉框控制灯显示输出波形的选择。
2）频率选择的程序如图所示，由于频率的选择不仅要亮灯显示档位，还要让该档位与频率的细调相乘才能实现所要输出的频率（输出波形频率=档位×旋钮频率）。
3）输出衰减程序如图所示。
利用条件结构来实现不同情况下的输出衰减倍数。
其中衰减20dB就是将电压幅度衰减为原来的十分之一，衰减40dB就是将电压幅度衰减为原来的100分之一，60dB就是将电压衰减为原来的一千分之一。
程序框图如下：
4）信号产生是仪器系统的重要组成部分，要评价任意一个网络或系统的特性，必须外加一定的测试信号，其性能方能显示出来。
最常用的测试信号有正弦波、三角波、方波、锯齿波、噪声波及多频波（由不同频率的正弦波叠加而形成的波形）等。
正弦波信号：
u（t）=Asin（ωt+θ0）
ΔT为采样间隔，T为信号周期，设一个周期内的采样点数为n，则T=nΔT,采样频率：
fs=1/ΔT,信号频率：
fx=1/T=1/（nΔT）=fS/n,u（iΔT）=Asin（2πi/n+θ0）,设f=fx/fS=1/n,将2π弧度用360º表示，并省略,则得数字化频率f=模拟频率/采样频率
波形选择输出的程序框图如下：
利用示波器输出显示，验证输出是否达到要求。
通过调节前面板的旋钮和下拉框可以改变输出信号的参数。
3.扩展子vi设计：
这里设计了一个登录音效，在登录成功后会播放一段时间的音乐，在播放的时间中也可以对函数面板进行调制，在登录失败了会放一段音乐，然后程序才停止执行。
登录音效子vi如下图所示：
前面板如图所示：
这个子程序比较简单，也实现了任务要求的子程序调用功能，而且学会了这个子程序的应用功能后可以应用在许多其他的场合中，很实用。
三：
测试和结果
运行主程序“文杰虚拟仪器函数发生器正版”，显示如下登录界面：
按照要求输出默认用户名“文杰”和密码“1314520”，输入正确，则显示登录成功，并且会播放一段音乐，如下图所示：
若输入不正确则显示如图所示对话框，点击返回继续登录界面，点击退出则退出登录界面。
登录成功后点击确定或返回都将进入信号发生器主界面进行主界面的操作。
经调试频率输出范围为0.2Hz—2MHz，输出波形有正弦波、方波、三角波，输出幅度为0—20V可调，输出衰减为0db、20db、40db、60db可调，方波占空比0—100%可调。
电压幅度显示和频率显示都正确，经调试完全实现了任务要求，而且在原信号发生器的基础上扩展了相位调节功能。
点击电源按钮可以结束运行状态。
原实物图：
四：
个人心得与体会
经过为时两周的Labview课程设计让我学到了许多东西。
将自己在课堂上的东西都融合起来，真正的学以致用，虽然这个设计题很简单，但是当我独立设计的时候还是遇到了许多问题。
在设计过程中开始很傻很傻的用了许多等号来判断下拉框的选择又和条件结构相结合走了很多弯路，花了不少的程序，后来把以前上课学的东西一看，才发现条件结构不仅仅只有真和假的选项的，还可以直接和输入的下拉框相结合，不用等号来判断，简单方便许多。
在设计中还发下修饰的用法有许多小技巧，在这次的设计中学会了颜色的修饰，字体的调节，还有vi的调用，不是子程序的调用，而是利用路径的一种调用方法，利用那种方法实现了在登录成功后接着显示我要显示的图片（logo），然后才进入主程序面板进行函数信号发生器的操作，但是由于我多弄了vi的调用发现了一些问题，还有待解决，在这次设计中学会了.exe可执行文件的生成，虽然都与这个课程设计无关，但是对我以后的学习很有帮助，也提升了我对labview的兴趣。
在这次设计中仍然花了很多的精力到处收集资料，而且在不懂的时候就上网查阅资料，借阅别人的程序，逐渐的实现自己需要的功能，虽然设计的还不是很好，但是我相信在以后的学习中我一定了逐渐完善，
五：
参考文献
1.Labview程序设计与应用（第二版）杨乐平李海涛杨磊编著
2.LabVIEW8.20程序设计从入门到精通陈锡辉，张银鸿编著
3.精通LabVIEW程序设计张桐编著
4.LabVIEW虚拟仪器程序设计与应用刘其和编著
5.LabVIEW高级程序设计杨乐平编著
本科生课程设计成绩评定表
姓名
性别
专业、班级
课程设计题目：
基于虚拟仪器信号发生器的设计
课程设计答辩或质疑记录：
成绩评定依据：
序号
评定项目
评分成绩
1
选题合理、目的明确（10分）
2
设计方案正确，具有可行性、创新性（20分）
3
设计结果可信（例如：
系统建模、求解，仿真结果）（25分）
4
态度认真、学习刻苦、遵守纪律（15分）
5
设计报告的规范化、参考文献充分（不少于5篇）（10分）
6
答辩（20分）
总分
最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）
指导教师签字：
年月日
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