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：肖俊生刖百随着计算机技术、大规模集成电路技术和通信技术的飞速开展，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一一虚拟仪器[VirtualInstrumentation,VI)o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)通过数据采集卡进展波形的输入输出，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，先进展通道选择，然后用“旋钮〃对信号波形进展设定，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，以承受所需的信号。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［^^正能.5或8.2,进入程序运行界面，进入程序框图，击右键进展选(一)、信号发生器的设计1、设计过程(1)条件构造及while循环从“程序框图”面板中点击右键，然后按照“编程”一一"构造〃一一“条件框图”的顺序，拖到面板中如图示：按上述顺序在“条件构造〃并列位置找到“while循环〃，如图示：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)条件构造中各层设计①创立基本信号发生器，在“程序框图〃中点击右键，按“信号处理〃一一“波形生成〃的顺序，找到“基本函数发生器〃并将其托入“条件构造〃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。②创立虚拟通道，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。③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，采样时钟那么是设置成计数器〔samplecloke〕。时钟采样方式均设置为连续采样。图是PWM波的时钟。④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波那么是那么是在设置好波形参数和时钟后可以直接运行。③运行后，需要不断循环该程序，那么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顿按钮。在程序停顿后，添上任务去除控件，假设有错误产生，那么在最后加上可以提示错误的错误对话框。具体程序如以以下图。(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，翻开LABVIEW程序，按照实验要求选择适宜的物理通道和适宜的波形参数，开场运行，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局部主要有数据采集、数据处理、结果显示三大模块在控件选板中进展选择各种元件：2、程序中主要包含条件构造和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，构造中选择循环构造，通过一个条件构造进展连接，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。最后进展显示，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、二必须要进展数据转换。如以以下图：5、数据存储和回放本局部是对硬件采集到的数据做简单的处理后，进展保存，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，单击号画I运行，观察运行结果，如果发现错误及时进展修改。在确认准确无误之后对程序框图中的各个器件的连线进展整理，整理之后如〔以以下图）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。如以以下图：8、前面板的调整、检错、美化进展前面板的设计。先进展适宜的布局，然后主要用到控件中的新式中的修饰进展前面板的设计，可以添加一些框和盒之类的东西进展美化界面。然后再添加一些必要的说明文字，再对其进展布置，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展切换。功能按钮的实现在程序设计中已经涉及。坐标控制局部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，系统开场运行，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labv