虚拟仪器设计与应用实验报告3000字

虚拟仪器设计与应用实验报告3000字

选修实验课：虚拟仪器设计与应用实验报告姓名：学号：班号：专业：院系：时间：选修实验课：虚拟仪器设计与应用基于LabVIEW的双声道语音录制系统实验摘要：此次实验要求设计一套语音信号录制系统：PC机上的声卡作为音频信号采集硬件，使用者使用话筒录音，将声音信号由声卡输进计算机，然后由该系统采集音频信号，在最后程序结束以后将该音频文件保存为WAV文件存储到计算机中。该录音系统所需要实现的功能依次为：配置声卡参数、将信号收集到声卡缓存区、从缓存区读取信号并保存在计算机上、停止并关闭声卡工作。关键字：多声道、采样位数可调、录音系统。1．设计任务及要求1.1设计任务每个人的声音都有各自的特征以及讲话时特殊的语言习惯，这些都反映在声音信号中。本次实验设计一套语音信号录制系统，即将PC机上的声卡作为音频信号采集硬件，使用者使用话筒录音，将声音信号由声卡输进计算机，然后由该系统采集音频信号，在最后程序结束以后将该音频文件保存为Wav文件存储到计算机。1.2要求①声音质量为双声道。②在开始采集前，操作者可根据实际需要，更改采样位数（8位和16位）。③按下“开始”按钮时，才开始采集声音。④在采集过程中，按下“暂定”按钮，暂定声音的采集，再次按下“暂定”按钮，继续采集声音。⑤按下“停止”按钮，停止采集声音，并弹出保存文件的对话框，保存成“*.wav”文件。2．使用设备选修实验课：虚拟仪器设计与应用硬件设备：计算机、声卡、话筒（MIC）。软件设备：据采集程序、数据处理程序及数据存储程序。3．任务分析3.1硬件组成计算机、声卡、话筒（MIC）3.2软件组成3.2.1录音系统设计流程配置声卡采集信号数据处理关闭声卡设置声卡的工作模式和参数，为声卡的正常工作做准备。启动声卡采集输入的信号，并将其数字化，转换成计算机能处理的数据将声卡采集获得的新数据显示出来，并将它添加到原有信号的存在数组中。停止声卡采集任务，释放占用的系统资源。并将采集的数据按指定格式进行保存3.2.2数据采集程序数据采集程序要实现的任务就是用软件控制声卡采集输入的信号，并将其转换为数字信号（即我们常说的数据）提供给后续程序处理。它为后续程序提供了一个数据来源。数据采集程序的流程采集信号3.2.3数据处理程序实时波形显示，并将它添加到已有信号的存在数组中。因为是实时显示采集信号的波形，因此我们需要用WaveformChart来实现；将新信号添加的已有选修实验课：虚拟仪器设计与应用信号的数组中，可通过移位寄存器来实现。3.2.4数据保存程序在最后程序结束以后，将该音频文件保存为Wav文件存到计算机。4．设计步骤4.1配置声卡参数函数：SIConfig功能：配置声卡参数，为声卡采集信号做准备。输入端口：◆device：设备号，默认值为0，该参数一般不需要改动。操作系统中用设备号表示硬件设备。◆soundformat：用于指定声卡的参数：单声道还是立体声，采样率，8位还是16位。它是一个簇，包括下面三个元素：★soundquality：声音质量，枚举型，两个取值：mono（单声道）和stereo（立体声）★rate：采样率，枚举型，4个取值：0，1，2，3；分别对应四种采样率：11025，22050，44100和8000Hz。★bitspersample：采样点位数，枚举型，两种取值：8位和16位输入端口◆buffersize：数据缓存区大小。是LabVIEW与声卡之间传递数据的一个中转站。默认大小为8192字节。◆errorin：错误簇。输出端口◆taskIDout：声卡的标识号。其它声音函数通过它对声卡进行操作。◆errorout：错误簇。此次实验中，用户可以自主选择声音质量、采样频率和采样位数，需要新建三个枚举型的输入变量来确定声卡参数，将三个参数捆绑成簇，作为配置声卡的声音参数。声卡在数据的收集时，便会按照用户的选择对声音进行收集。4.2信号的处理函数：SIStart功能：启动声卡，开始采集信号并将数据保存到缓存区。输入端口◆taskIDin：声卡的标识号。◆errorin：错误簇输出端口◆taskIDout：声卡的标识号◆errorout：错误簇选修实验课：虚拟仪器设计与应用函数：SIRead功能：从声卡缓存区读取数据。输入端口◆taskIDin：声卡的标识号◆errorin：错误簇输出端口◆taskIDout：声卡的标识号◆errorout：错误簇函数：SIStop功能：停止声卡采集的工作。输入端口◆taskIDin：声卡的标识号◆errorin：错误簇输出端口◆taskIDout：声卡的标识号◆errorout：错误簇功能包含启动和停止声卡收集工作两部分。当按下“录音”按钮时，启动声卡的收集工作，此时信号作为输入流存储在声卡的缓存区里面。当按下“暂停”按钮时，停止声卡的收集工作，此时声卡的缓存区里面没有信号的输入。当按下“录音”按钮时，启动一个每200毫秒一次的循环，并启动声卡的信号收集工作，将声音信号按先前配置好的参数收集到声卡缓存区内，同时更改工作状态为“录音中”。当按下“暂停”按钮时，停止声卡的收集工作，并把工作状态由“录音中”改为“未录音”。从声卡缓存区中读取信号，并将信号保存到本地计算机上。将信号按照用户要求的格式从声卡缓存区中读出，需要刚开始时用户所设定的参数，使用老师提供的“录音保存.VI”将信号从缓存区中读取并保存到本地计算机上。当按下“停止”按钮时，停止声音的采集工作，并将按下的“录音”按钮弹出，修改当前工作状态为“未录音”。然后使用录音保存功能将收集到的信息保存在本地计算机上。4.3停止并关闭声卡函数：SIClear功能：关闭声卡，并释放所有占用系统的资源。输入端口◆taskIDin：声卡的标识号◆errorin：错误簇输出端口◆errorout：错误簇实验结束后，关闭声卡，并释放所有占用的资源，以便计算机执行其他任务。选修实验课：虚拟仪器设计与应用此次实验中，用“声音输入清零”来释放所占用的资源。5.结论与展望通过一周的努力，我终于完成了多声道采样位数可调录音系统的设计任务。基于LABVIEW的双声道语音录制系统的设计应用LABVIEW编程语言简单而较圆满的完成对语音信号的录制，录音文件成功保存，录音回放效果良好，达到预期效果,完成了既定设计任务。但是由于设备及程序多方原因，音频存在撕拉声等杂声。

第二篇：虚拟仪器程序设计实验报告(三)1900字河南机电高等专科学校学生实验报告LabVIEW虚拟仪器程序设计及应用实验项目名称：实验三波形图及文件保存系部：计科系年级：10级专业班：姓名：学号：实验时间：20xx年5月22日成绩：教师签名：实验三波形图及文件保存一实验名称：波形图及文件保存二实验要求和目的要求:创建一个VI程序，此VI要实现的功能是：使用一个For循环并执行100次循环，在循环中将产生100个随机数，同时使用一个正弦函数来生成正弦波形，正弦波形的周期通过数值来调整。通过For循环生成的两条曲线的数据通过创建数组函数转换成一个二维数组，用户使用一个数值显示控件和波形图控件来分别显示两条曲线的数据和波形。最后使用文件写入函数将曲线数据写至一个电子表格文件中。目的：熟悉如何在一个波形图控件中创建多条曲线，同时显示曲线数据以及将其保存至指定的路径和格式文件。三实验步骤1.前面板波形图VI前面板如下图所示:图1波形图VI前面板（1）新建一个VI，在前面板中添加一个波形图控件。该控件可在控件选板中“Express→图形显示控件”子选板中找到。（2）在前面板中添加一个显示二维数组中元素的数值显示控件。首先需要创建一个空数组，创建空数组控件可在“控件→新式→数组、矩阵与簇”子选板中找到，创建一个空数组后，在前面板中创建一个数值显示控件，并将该控件拖放入空数组中作为数组的输入数据类型。默认情况下创建的数组为一维数组，此时为了显示一个二维数组数据，需要将创建的数组由一维更改为二维。（3）将鼠标移至数组左侧的带有上、下箭头的元素的下边框处，该处元素用于控件数组的维数。按住鼠标左键，并向下拖至出现两个元素，这时便将原来的一维数组更改为二维数组，然后再将鼠标移至数组中元素框架的右下角，当鼠标变成楼梯状时拖动鼠标来控制可见的数据元素的行、列。2.程序框图波形图VI程序框图如下所示：图2波形图VI程序框图（1）切换至程序框图中，在程序框图中放置一个For循环，并设置循环总数为100。（2）在For循环中放置一个随机数函数。在For循环中放置2个乘法函数和1个除法函数，这2个函数都位于函数选板中的“函数→数值”子选板中。在程序框图中单击鼠标右键，从函数选板中选择“函数→数值→数学与科学常量”子选板中的常量2π.再按相同的方法在函数选板中选择”函数→数学→初等与特殊函数→三角函数”子选板中的正弦函数并将其拖放至程序框图中的For循环中。（3）在程序框图中单击鼠标右键，选择函数选板中的“函数→编程→数组”子选板的创建数组函数并将其拖放至程序框图中合适的位置。（4）从函数选板中的“函数→编程→文件I/O”子选板中选择写入电子表格文件函数，并将其拖放至程序框图中合适的位置，并为该函数创建如图2所示的文件写入的路径以及是否在存入数据时转置输入的二维数组选择控件。此处给定了文件存储的路径以及在存储数据时先将数组数据进行转置。如果文件写入路径为空时，则当程序运行时会弹出一个写入文件路径的对话框，类似于OFFICE中存储文件时的对话框。默认情况下，转置端子属性为无。因为经过创建数组函数创建的二维数组中的数据是每行存储一条曲线数据，如果需要在写入文件时将其转换为列数据，则此处属性应设置为“是”。文件存储路径如下图所示：图3文件存储路径（5）按给定的程序框图完成控件与函数间的连线，同时为图中所示的两个数值函数的输入端子创建常量，分别为50和2。（6）切换至前面板窗口，单击工具栏中的运行按钮运行程序，会发现波形图中同时显示有两条曲线。其中一条为随机数曲线，另一条为正弦曲线。在100个点内正弦曲线的周期数与For循环中在正弦函数前后进行的一些数值运算相关。为了同时在波形图控件中显示多条曲线，需要将每一条曲线的数据利用创建数组函数变成一个二维数组，原来的每条曲线的数据转换为二维数组中的一行数据。（7）保存此VI程序，并命名该程序为“波形图.VI”。该程序