虚拟示波器设计方案报告.docx

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虚拟示波器设计方案报告

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：

专业：

测控技术和仪器

班级：

测控09-2班

指导老师：

肖俊生

序言

伴随计算机技术、大规模集成电路技术和通信技术飞速发展，仪器技术领域发生了巨大改变。

出现了一个全新仪器概念——虚拟仪器（VirtualInstrumentation,VI）。

虚拟仪器实际上是一个根据仪器需求组织数据采集系统。

一、设计题目:

信号发生器和双通道虚拟示波器

二、设计目标:

了解、熟悉并掌握虚拟仪器相关知识；完成所要求试验内容

三、设计要求

（1）信号发生器能够输出任意一个以下信号：

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，经过制作掌握LabVIEW设计使用。

（3）经过数据采集卡进行波形输入输出，以此来了解并掌握数据采集卡使用方法

（4）所作示波器含有存放回放功效。

四、设计思想:

采取“基础函数信号发生器”中锯齿波、正弦波、方波、三角波信号做信号源，用对应数值输入控件控制以上信号参数，编辑对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对应输入输出接口连接好，可经过配置DAQ采集卡，输出并显示采集信号。

采取DAQ板卡外接信号作为信号源，当程序运行起来后，优异行通道选择，然后用“旋钮”对信号波形进行设定，在这一过程中要调整信号“扫描时间”、“幅值”两个量值，并选择通道，以接收所需信号。

整个过程需经过波形图控件来显示产生波形，以作参考，接着经过配置DAQ采集卡，采集信号而且输出,存放并回放。

五、设计实现过程：

开启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，然后根据“编程”——“结构”——“条件框图”次序，拖到面板中图示：

按上述次序在“条件结构”并列位置找到“while循环”，图示：

（2）基础参数设置

在前面板中，点击右键，从“Express”中“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”。

图示：

考虑到各参数物理特征和对图形显示影响，将其属性分别设置，比如对最大值和最小值设置。

（3）条件结构中各层设计

创建基础信号发生器，在“程序框图”中点击右键，按“信号处理”——“波形生成”次序，找到“基础函数发生器”并将其托入“条件结构”框中。

其图标图示：

然后，将已经设置好“数值输入控件”对应在“程序框图”面板中即“基础函数信号发生器”参数控制器件和其上对应接点连结。

创建虚拟通道，能够依据输出波形类型来设置物理通道性质，并能够设置波形部分基础参数。

图是输出PWM波通道。

设置基础波形采样时钟。

本设计中PWM波是基于计数器产生，采样时钟则是设置成计数器（samplecloke）。

时钟采样方法均设置为连续采样。

图是PWM波时钟。

基础信号发生器需要先设置模拟信号通道数及采样数，然后运行，PWM波则是则是在设置好波形参数和时钟后能够直接运行。

运行后，需要不停循环该程序，则在两个程序后全部添加循环程序，并能够依据用户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，则在最终加上能够提醒错误错误对话框。

具体程序图所表示。

（4）程序框图、前面板

整个程序框图完成后，将其整理好，使其合理整齐，整个图示：

将前面板上全部图标合理摆放，使其合理匀称，并做些修饰，其图示：

2、硬件连接调试

连接数据采集卡到电脑上，在系统提醒能够使用后，打开LABVIEW程序，根据试验要求选择适宜物理通道和适宜波形参数，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时各个波形图以下：

（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关键有数据采集、数据处理、结果显示三大模块

在控件选板中进行选择多种元件：

2、程序中关键包含条件结构和while循环

3、基础参数设置

在前面板中，击右键，从Express中数值输入控件中，选择旋钮输入控件（图2），在前面板生成一个对应控件，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”、用一样方法生成两个转盘并命名为“扫描频率”、“上下移动”，找到图3示“selectchannel”三向开关控件放在前面板中，它对应标签值有三个，即自上而下分别是双通道，通道2，通道1。

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，经过一个条件结构进行连接，添加分支得到三个条件分支，能够对应输出通道一、二和双通道。

，图4所表示。

在这个外侧加上while语句，确保生成连续信号。

最终进行显示，步骤是进入前面板右击选择控件中图形显示控件下波行图项，连接到条件语句后面。

在这个过程中因为双通道是一个捆绑数据，造成通道一、二必需要进行数据转换。

图所表示：

5、数据存放和回放

本部分是对硬件采集到数据做简单处理后，进行保留，其程序图图4.3所表示，此处还调用了两个子程序：

读取和保留子程序。

6、程序框图调整、检错、整理

程序框图设计完成以后，单击

运行，观察运行结果，假如发觉错误立即进行修改。

在确定正确无误以后对程序框图中各个器件连线进行整理，整理以后如（下图）所表示：

7、数据统计

在后面板中，击右键，从Express中信号分析控件中，选择旋分析控件，在后面板面板生成一个对应控件，双击这个控件得到配置统计界面，选择对应选项。

图所表示：

8、前面板调整、检错、美化

进行前面板设计。

优异行适宜布局，然后关键用到控件中新式中修饰进行前面板设计，能够添加部分框和盒之类东西进行美化界面。

然后再添加部分必需说明文字，再对其进行部署，修饰。

这么整个简单虚拟示波器就完成了。

试验前面板以下：

9、硬件连接调试

在运行过程中，能够经过单击选项卡顶端选项进行切换。

功效按钮实现在程序设计中已经包含。

坐标控制部分在前面板中关键是两个旋钮控件，其功效实现还要经过其在程序框图中对应程序来实现当点击

按钮以后，系统开始运行，经过操纵量旋钮能够选择通道形式。

调整幅值频率，待上面显示波形稳定后，按下存放键，一段时间后按下回放键，右面波形图回放波形，起到存放回放功效。

即显示下面图形：

六、总结和学习体会：

经过这次设计，一学期labview学习得到实践性学习，试验以书本上知识为基础，又是对书本知识一次综合实践。

“实践是检验真理唯一标准”，这话说很对，只有亲身实践，才能更深刻体会书本上知识。

经过这次课程设计，我认为这是门实用性很强课程，这个学期过后我们还要愈加努力学习，思索，实践这门课程，为以后工作做准备。