[畢業(yè)設計精品]基于LabVIEW的虛擬雙蹤示波器的設計

1、摘要摘 要示波器是科學研究和工程設計中廣泛應用的一種通用儀器。虛擬數(shù)字存儲示波器是虛擬儀器技術的一種具體應用，主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和結果顯示三大部分組成。其中，數(shù)據(jù)處理和結果顯示由計算機軟件系統(tǒng)來完成，只有數(shù)據(jù)采集是在軟件的控制下由硬件來完成。本文主要利用功能強大的圖形化虛擬儀器開發(fā)平臺labview，完成虛擬雙蹤示波器的設計。本設計采用模塊化的設計思想，將每個功能均由一個模塊來完成。其中主要包括由信號發(fā)生、觸發(fā)控制和采樣控制組成的數(shù)據(jù)采集模塊，由濾波、頻譜分析、加窗處理和波形存儲及回放組成的信號分析及處理模塊，時基控制的波形顯示模塊。數(shù)據(jù)處理和結果顯示都是由計算機軟件系統(tǒng)來實現(xiàn)的，而數(shù)據(jù)

2、采集則是在軟件的控制下由硬件來完成的。本文所設計的虛擬示波器除具有通用功能外，又優(yōu)于普通示波器，具有自身的優(yōu)點，如濾波、頻譜分析、波形的存儲和調(diào)用，其成本低廉，功能可根據(jù)應用的需要不斷地擴展。最后對虛擬示波器進行了系統(tǒng)測試和性能分析，實驗結果達到了預先的設計要求。關鍵詞：虛擬儀器，虛擬雙蹤示波器，labview39abstractabstractscope of scientific research and engineering design is a widely used general-purpose equipment. virtual digital storage oscill

3、oscope is a kind of virtual instrument technology specific application, mainly by the data acquisition, data processing and the results showed three major components. among them, the data processing and results accomplished by the computer software system, only the data acquisition is under the cont

4、rol of the software from the hardware to complete.this paper mainly using powerful graphical labview virtual instrument development platform, completed the design of virtual oscilloscope double steps.this design uses the modular design thought, will each function all by a module to complete. include

5、 the signal happen and trigger the control and sampling control the data acquisition module, composed by filtering, spectrum analysis, add window treatment and waveform storage and playback of signal analysis and processing module, the time base control of the waveform display module. data processin

6、g and the results showed that are made by computer software system to achieve, and the data acquisition is under the control of the software by the hardware to finish. in this paper, the design of virtual oscilloscope is in addition to the general function, and better than the ordinary oscilloscope,

7、 which has its own advantages, such as filtering, spectrum analysis, waveform, the storage and call low cost, according to the needs of the function can be used continuously expanded. at last the virtual oscilloscope system test and performance analysis, the experimental results to advance design re

8、quirements. key words: virtual instrument, virtual oscilloscope.were double, labview 目錄目 錄1 緒 論11.1問題的提出及課題研究意義11.2 虛擬儀器概述21.3 虛擬儀器的現(xiàn)狀71.4 本研究的內(nèi)容92 虛擬示波器的基本原理112.1示波器的結構112.2示波器的波形顯示原理122.3虛擬示波器的工作原理143 系統(tǒng)設計173.1 硬件設計183.2 軟件設計193.2.1 labview編程環(huán)境介紹193.2.2 軟件編程223.3 信號分析及處理設計253.3.1波形存儲及調(diào)用293.3.2數(shù)據(jù)存儲

9、293.3.3 數(shù)據(jù)回放303.3.4 顯示控制314 虛擬示波器的調(diào)試與測試結果334.1虛擬示波器的性能指標334.2程序的調(diào)試與儀器對比測試結果334.2.1波形顯示調(diào)試結果334.2.2觸發(fā)控制調(diào)試354.2.3數(shù)據(jù)分析和處理調(diào)試365結論與展望37參考文獻391 緒論1 緒 論1.1問題的提出及課題研究意義隨著電子技術、計算機技術、軟件技術、網(wǎng)絡技術的高度發(fā)展，其在儀器技術和測量技術上的應用也越來越廣，儀器儀表結構在許多方面都較傳統(tǒng)儀器有很大突破，在功能和作用上發(fā)生了質(zhì)的變化，由此產(chǎn)生了許多新的測試儀器、測試理論、測試方法。同時越來越復雜的測試條件，高度自動化的工業(yè)化大生產(chǎn)迫切需要功

10、能更強大、成本更低廉、系統(tǒng)更靈活的新一代測試儀器。隨著科技的發(fā)展，雖然傳統(tǒng)儀器也得到迅猛的發(fā)展，儀器精度越來越高，功能越來越強，性能越來越好，但傳統(tǒng)儀器基本上沒有擺脫單獨使用、手動操作的局限。在工業(yè)自動化測試及測量領域，傳統(tǒng)的測量方法使用起來很不便利，其局限性非常明顯，顯然已經(jīng)不能適應時代發(fā)展的需要了。傳統(tǒng)臺式儀器的主要結構由硬件構成,是由廠家設計并定義好功能的一個封閉結構，形式相對固定，所能實現(xiàn)的測試功能單一，每種儀器只能實現(xiàn)一類測量功能，用戶在使用過程中難以對其功能進行改變，并只能以確定的方式提供給用戶。因此人們對測試儀器提出了更高的要求:例如測試精度高，可靠性好，功能強，儀器體積小，測試

11、全程自動化，智能化，使用靈活方便，升級便利, 同時還能進行測量數(shù)據(jù)的存儲、處理和顯示,具有和其他儀器設備(如計算機等) 進行數(shù)據(jù)通訊等功能。今后電子測試儀器的發(fā)展方向，是從模擬技術轉(zhuǎn)向數(shù)字技術，從單臺儀器轉(zhuǎn)向多種功能組合儀器，從硬件實現(xiàn)儀器功能轉(zhuǎn)向軟硬件結合使用，從簡單的功能組合轉(zhuǎn)向以一個人計算機為核心的測試平臺，從硬件模塊轉(zhuǎn)向軟件包形式。基于計算機的測試儀器的思想逐漸形成，美國國家儀器公司首先提出了“軟件即是儀器”的口號，虛擬儀器應運而生。虛擬儀器的核心思想是利用計算機的強大資資源，使本來需要硬件實現(xiàn)的技術軟件化，以便最大程度地降低系統(tǒng)成本，增強系統(tǒng)靈活性。在現(xiàn)代電子測量、儀器儀表等領域，示

12、波器是電子信號測量行業(yè)最常用的儀器之一，主要用來測量并顯示被測信號的參數(shù)和波形，在科學試驗及現(xiàn)場檢測等許多領域被廣泛應用。目前我國高檔臺式儀器如數(shù)字示波器、頻譜分析儀、邏輯分析儀等還主要依賴進口，這些儀器加工工藝復雜，對制造水平要求高，生產(chǎn)突破度難。計算機技術的進步為新型測控儀器的產(chǎn)生提供了技術基礎、功能更強的應用軟件提供了方便。虛擬儀器的誕生，使用戶可以將一些先進的數(shù)字信號處理算法應用于虛擬儀器的設計，增加傳統(tǒng)臺式儀器所不具備的功能，還能利用先進的計算機技術提高效率，而且完全可以通過軟件配置實現(xiàn)多功能集成的儀器設計。因此，目前研制一種結構簡單、操作方便、生產(chǎn)技術要求不高、成本低的數(shù)字示波器是

13、非常必要的。1.2 虛擬儀器概述信號調(diào)理器d/a轉(zhuǎn)換器信號調(diào)理器信號調(diào)理器數(shù)據(jù)發(fā)生器a/d轉(zhuǎn)換器人機接口信號分析及處理器各類接口顯示器虛擬儀器 (virtual instrument)是基于計算機的儀器。計算機和儀器的密切結合是目前儀器發(fā)展的一個重要方向。粗略地說這種結合有兩種方式，一種是將計算機裝入儀器，其典型的例子就是所謂的智能化儀器。隨著計算機功能的日益強大及其體積的日趨縮小，這類儀器的功能也越來越強大，目前已經(jīng)出現(xiàn)含嵌入式系統(tǒng)的儀器。另一種方式是將儀器裝入計算機。以通用的計算機硬件及操作系統(tǒng)為依托實現(xiàn)各種儀器功能。虛擬儀器主要是指這種方式。所謂虛擬儀器就是在通用計算機上選用一組軟件和硬

14、件，使得在操作這臺儀器時就像使用一臺自己設計的專用的傳統(tǒng)儀器，操作人員可以通過友好的用戶界面來控制儀器的啟動、運行和結束，只需要向儀器發(fā)布一個測試指令，就可以獲得最終的測試結果和信息。完成對被測信號的數(shù)據(jù)采集、信號分析、波形顯示、故障診斷、數(shù)據(jù)存儲以及控制輸出等功能。虛擬儀器的構成如圖1-1所示：圖1-1 虛擬儀器的結構測量儀器的發(fā)展，一種較普遍地說法是分為五個階段，如圖1-2所示數(shù)字儀器智能儀器虛擬儀器電子儀器模擬儀器七十年代五十年代20世紀19世紀九十年代圖1-2 測量儀器的發(fā)展模擬儀器主要有模擬式電壓表、電流表等，這些儀表解決了當時對某些量的測量需求。從二十世紀初到五十年代左右，測量理論

15、、方法與電子技術、控制技術相結合，出現(xiàn)了以記錄儀和示波器為代表的電子儀表。五十年代以后，隨著晶體管和集成電路的出現(xiàn)以及應用電子技術的發(fā)展，數(shù)字技術成功地應用到測量儀器。七十年代初，出現(xiàn)了智能儀器。智能儀器是將微機置于儀器內(nèi)部，使儀器具有控制、存儲、運算、邏輯判斷及自動操作等智能特點，并在測量準確度、靈敏度、可靠性、自動化程度、運用能力及解決測量技術問題深度和廣度等方面都有明顯的進步。這種內(nèi)置微處理器的儀器，既能進行自動測試又能完成數(shù)據(jù)處理，可取代部分的腦力勞動。但在數(shù)字化儀器和智能儀器階段基本上沒有擺脫傳統(tǒng)儀器那種獨立使用、手動操作的模式，難以勝任更復雜、多任務的測量需求。為解決這樣的問題，總

16、線式儀器與系統(tǒng)應運而生。人們發(fā)明制造出camac、rs232和gpib(即ieee-488)等多種儀器通訊接口總線，用于將多臺智能儀器連在一起，以構成更復雜的測試系統(tǒng)。但在復雜的總線式儀器系統(tǒng)中還有許多重復的部件或功能單元，如鍵盤、crt、存儲器等。1987年，美國的惠普和泰克等5家公司在vme總線的基礎上，聯(lián)合提出了一種新型總線系統(tǒng)vxi總線。由于它的標準基于開放性原則，又具有結構緊湊、數(shù)據(jù)吞吐能力強、定時和同步精確、模塊可重復利用，很快得到了廣泛的應用。尤其是在組建中、大規(guī)模自動測量測試系統(tǒng)，以及對速度、準確度要求較高的場合，有著其它儀器系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢。1997年nl公司推出了一種新的

17、儀器總線標準pxi總線標準。相對vxi儀器，pxi儀器具有成本低、便于組成便攜式測試系統(tǒng)等優(yōu)點。這些以pc為核心、由測量功能軟件支持，具有虛擬控制面板、必要儀器硬件和通信能力的pc儀器或vxi儀器就是虛擬儀器。電測量理論和技術的不斷發(fā)展、測量領域和測量觀念的不斷拓展，給測量儀器儀表提出了更高的要求。儀器是測量的工具，測量的本質(zhì)是利用儀器儀表獲得定量認知的過程，測量的實現(xiàn)離不開儀器儀表，測量技術的發(fā)展過程，也就是儀器儀表的發(fā)展過程。因而，為適應測量技術發(fā)展的需要，儀器儀表技術也不斷地進步和提高，虛擬儀器就是為了適應測量技術發(fā)展的需要而產(chǎn)生并發(fā)展起來的。虛擬儀器利用pc機顯示器的顯示功能模擬傳統(tǒng)儀

18、器的功能面板，以多種形式表達輸出檢測結果，利用pc機強大的軟件功能實現(xiàn)信號數(shù)據(jù)的運算、分析、處理，由fo接口設備完成信號的采集、調(diào)理和測量，從而完成各種測試功能。虛擬儀器以透明的方式，通過軟件對數(shù)據(jù)的分析處理、表達以及圖形化用戶接口，把計算機資源(如微處理器、顯示器等)和儀器硬件(如a/d、d/a、數(shù)字fo、定時器、信號調(diào)理等)的測量能力、控制能力結合在一起。虛擬儀器突破了傳統(tǒng)儀器以硬件為主體的模式。實際上使用者是在操作具有測試軟件的電子計算機進行測量，猶如操作一臺虛設的電子儀器。虛擬儀器的“虛擬”兩字主要包含以下兩個方面的含義：（1）虛擬儀器的面板是虛擬的虛擬儀器面板上的各種“圖標”與傳統(tǒng)儀

19、器面板上的各種“器件”所完成的功能是相同的。由各種開關、按鈕、顯示器等圖標實現(xiàn)儀器電源的“通”、“斷”，實現(xiàn)被測信號的“輸入通道”、“放大倍數(shù)”等參數(shù)的設置，以及實現(xiàn)測量結果的“數(shù)值顯示”、“波形顯示”等。傳統(tǒng)儀器面板上的器件都是“實物”，而且是由“手動”和“觸摸”進行操作的。虛擬儀器前面板是外形與實物相像的“圖標”，每個圖標的“通”、“斷”、“放大”等動作通過用戶操作計算機鼠標或鍵盤來完成。因此，設計虛擬儀器前面板就是在前面板設計窗口中擺放所需要的圖標，然后對圖標的屬性進行設置。(2)虛擬儀器測量功能是通過對圖形化軟件流程圖的編程來實現(xiàn)的虛擬儀器是在以pc為核心組成的硬件平臺支持下，通過軟件

20、編程來實現(xiàn)儀器的功能。當基本硬件確定以后，就可以通過不同的軟件實現(xiàn)不同的功能。用戶可以根據(jù)自己的需要，設計自己的儀器系統(tǒng)，滿足多種多樣的應用要求。利用計算機豐富的軟硬件資源，可以大大突破傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)分析、處理、表達、傳遞、存儲等方面的限制，達到傳統(tǒng)儀器無法比擬的效果。它不僅可以用于電子測量、分析、處理等領域，而且還可以用于進行設備的監(jiān)控及工業(yè)過程自動化。虛擬儀器系統(tǒng)可以廣泛地應用在通訊、自動化、半導體、航空、電子、電力、生化制藥、和工業(yè)生產(chǎn)等各種領域的電力工程、物礦勘探、醫(yī)療、振動分析、聲學分析、故障診斷及教學科研等多個方面?，F(xiàn)有的虛擬儀器系統(tǒng)按硬件工作平臺主要可有以daq板卡和信號調(diào)理為儀

21、器硬件而組成的pc總線的pc-daq測試系統(tǒng)，或以gpd3，vxi，serial和 field bus等標準總線為儀器硬件組成的gpib系統(tǒng)、vxi系統(tǒng)、串口系統(tǒng)和現(xiàn)場總線系統(tǒng)等多種形式。常見虛擬儀器組建方案如圖1-3所示:信號調(diào)理器數(shù)據(jù)、圖像采集卡gpib接口卡gpib接口儀器串行口儀器計算機（裝有虛擬儀器開發(fā)軟件）被測對象并行口儀器vxi儀器現(xiàn)場總線（field，canbus）設備其它計算機硬件板卡圖1-3 常見虛擬儀器組建方案(l)pc-daq插卡式的vi這種方式用數(shù)據(jù)采集卡配以計算機平臺和虛擬儀器軟件，便可構成數(shù)據(jù)采集和虛擬儀器系統(tǒng)。它充分利用了計算機的總線、機箱、電源以及軟件的便利，

22、其關鍵在于a/d轉(zhuǎn)換技術。這種方式受pc機機箱、總線限制，存在電源功率不足、機箱內(nèi)噪聲電平較高、無屏蔽、插槽數(shù)目不多、尺寸較小等缺點。但因插卡式儀器價格便宜，因此其用途廣泛，特別適合于工業(yè)測控現(xiàn)場、各種實驗室和教學部門使用。(2)并行口式的vi最新發(fā)展的可連接到計算機并行口的測試裝置，其硬件集成在一個采集盒里或探頭上，軟件裝在計算機上，可以完成各種vi功能。它的最大好處是可以與筆記本計算機相連，方便野外作業(yè)，又可與臺式pc相連，實現(xiàn)臺式和便攜式兩用，非常方便。(3)gpib總線方式的vigpib(general porpose interface bus)技術的出現(xiàn)使電子測量由獨立的單臺手工操

23、作向大規(guī)模自動測試系統(tǒng)發(fā)展。典型的gpib系統(tǒng)由一臺pc機，一塊gpib接口卡和若干臺gpib儀器通過gpib電纜連接而成。gpib測試系統(tǒng)的結構和命令簡單，造價較低，主要市場在臺式儀器市場。適用于精確度要求高，但對計算機速率要求和總線控制實時性要求不高的場合。(4)vxi總線方式的vivxi總線是高速計算機總線vme在vi領域的擴展，有穩(wěn)定的電源，強有力的冷卻能力和嚴格的rfi/emi屏蔽。由于它的標準開放，且具有結構緊湊、數(shù)據(jù)吞吐能力強、定時和同步精確、模塊可重復利用、眾多儀器廠家支持等的優(yōu)點，得到了廣泛的應用。它適用于組建大、中規(guī)模自動測量系統(tǒng)以及對速度、精度要求高的場合，但vxi總線要

24、求有專用機箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造價比較高。(5)pxi總線方式的vipxi總線是pci在vi領域的擴展。這種新型模塊化儀器系統(tǒng)是在pci總線內(nèi)核技術上增加了成熟的技術規(guī)范和要求形成的，具有多板同步觸發(fā)、精確定時的星形觸發(fā)、相鄰模塊間高速通訊的局部總線以及高度的可擴展性等優(yōu)點，適用于大型高精度集成系統(tǒng)。(6)網(wǎng)絡接口方式的vi 盡管internet技術最初并沒有考慮如何將嵌入式智能儀器設備連接在一起，不過ni等公司己經(jīng)開發(fā)了通過web瀏覽器觀測這些嵌入式儀器設備的產(chǎn)品，使人們可以通過internet操作儀器設備。根據(jù)虛擬儀器的特性，能夠方便的將虛擬儀器組成計算機網(wǎng)絡，利用網(wǎng)絡技術將分散

25、在不同地理位置不同功能的設備聯(lián)系在一起，使昂貴的硬件設備、軟件在網(wǎng)絡上得以共享，減少了設備重復投資。(7)usb接口方式的viusb因其在pc機上的廣泛使用、即插即用的特性和usb2.0高達480mbits/s的傳輸速率，使其逐漸成為儀器控制的主流總線技術。usb接口被廣泛應用，也使得工程師可以很方便的將基于usb的測量儀器連接到整個系統(tǒng)中。但是usb在儀器控制方面亦有一些缺點，比如usb的傳輸線沒有工業(yè)標準的規(guī)格，在惡劣的環(huán)境下，可能造成數(shù)據(jù)的丟失，此外，usb對傳輸線的距離也有一定的限制。無論哪種vi系統(tǒng)，都是將儀器硬件搭載到筆記本電腦、臺式微機或工作站等各種計算機平臺加上應用軟件而構成的

26、。一臺性能優(yōu)良的虛擬儀器不僅可以實現(xiàn)傳統(tǒng)儀器的所有功能，而且在許多方面還有傳統(tǒng)儀器無法比擬的優(yōu)點，如使用靈活方便、功能豐富、價格低廉、可一機多用、可重復開發(fā)等。與傳統(tǒng)儀器相比虛擬儀器主要有以下優(yōu)點：表1-1 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較虛擬儀器傳統(tǒng)儀器開放、靈活，可與計算機保持同步發(fā)展封閉儀器間相互配合較差核心是軟件，系統(tǒng)升級方便核心是硬件，升級成本較高價格低廉，儀器間投資可以重復利用價格昂貴，儀器間無法相互利用用戶可自定義儀器功能儀器功能在出廠前有廠家定義好的可以與周邊設備方便互聯(lián)與其它儀器設備的連接十分有限軟件使得開發(fā)與維護費用低開發(fā)與維護開銷高技術更新周期短（1-2年）技術更新周期長（5-1

27、0年）數(shù)據(jù)可編輯、儲存、打印數(shù)據(jù)無法編輯1）融合了計算機強大的硬件資源，突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、存儲等方面的限制，大大增強了傳統(tǒng)儀器的功能。而且高性能處理器、高分辨率顯示器、大容量硬盤等已成為虛擬儀器的標準配置。2）利用了計算機豐富的軟件資源，一方面，實現(xiàn)了部分儀器硬件的軟件化，節(jié)省了物質(zhì)資源，增加了系統(tǒng)的靈活性;另一方面，通過軟件技術和相應的數(shù)值算法，實時、直接地對測量數(shù)據(jù)進行各種分析與處理另，通過圖形用戶界面技術，真正做到界面友好、人機交互。3）基于計算機總線和模塊化儀器總線，使儀器的硬件實現(xiàn)了模塊化、系列化，大大縮小了系統(tǒng)的尺寸，可方便地構建模塊化儀器 (instrument o

28、n a card)。4）基于計算機網(wǎng)絡技術和接口技術，使系統(tǒng)具有方便、靈活的互聯(lián)能力，廣泛支持諸如can， field bus，profibus，usb、pci等各種工業(yè)總線標準。因此，利用vi技術可方便地構建自動測試系統(tǒng)(ats，automatic test system)，實現(xiàn)測量、控制過程的網(wǎng)絡化。5）基于計算機的開放式標準體系結構。虛擬儀器的硬、軟件都具有開放性、模塊化、可重復使用及互換性等特點。因此，用戶可根據(jù)自己的需要選用不同廠家的產(chǎn)品，使儀器系統(tǒng)的開發(fā)更為靈活、效率更高，縮短了系統(tǒng)組建和維護時間。表1-1是虛擬儀器和傳統(tǒng)儀器的比較。1.3 虛擬儀器的現(xiàn)狀1. 國外研究現(xiàn)狀虛擬儀器

29、技術在國外一直發(fā)展很快，以美國國家儀器公司為代表的一批廠商己經(jīng)在市場上推出了基于虛擬儀器技術而設計的商品化儀器產(chǎn)品。在美國虛擬儀器系統(tǒng)及其圖形編程語言，己作為各大學理工科學生的一門必修課程。近年來，世界各國的虛擬儀器公司開發(fā)了不少虛擬儀器開發(fā)平臺軟件，以便使用者利用這些公司提供的開發(fā)平臺軟件組建自己的虛擬儀器或測試系統(tǒng)，并編制測試軟件。最早和最具影響力的開發(fā)軟件，是nl公司的labview軟件和labwindows/cvi開發(fā)軟件。labview采用圖形化編程語言，是非常實用的開發(fā)軟件。另外還有美國hp公司的hp-vee和hptig平臺軟件，美國tektronix公司的ez-test和介tek

30、-tns軟件，以及美國hem data公司的snap-master平臺軟件，都是國際上公認的好的虛擬儀器開發(fā)平臺軟件。世界各國的公司為使虛擬儀器能夠適應各種總線標準的配置，開發(fā)了大量的軟件及適應要求的硬件插件，可以靈活地組建不同復雜程度的虛擬儀器自動測試系統(tǒng)。美國ni公司在1997年推出的模塊化儀器平臺pxi的傳輸速率己達到100mb/s，是目前己經(jīng)發(fā)布的最高傳輸速度。另外虛擬儀器的開發(fā)廠家在為擴大虛擬儀器的功能和測量結果的數(shù)據(jù)處理、表達模式及其變換方面也做了許多工作，建立了數(shù)據(jù)處理的高級分析庫和開發(fā)工具庫，例如測量結果的譜分析、快速傅立葉變換、各種數(shù)字濾波器、卷積處理和相關函數(shù)處理、微積分、

31、峰值和閥值檢測、波形發(fā)生、噪聲發(fā)生、回歸分析、數(shù)值運算、時域和頻域分析等，使虛擬儀器發(fā)展成為可以組建成極為復雜的自動測試系統(tǒng)。2. 國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國虛擬儀器的發(fā)展并不晚，幾乎和國外領先企業(yè)處于同一時期。但由于眾所周知的原因，整個儀器行業(yè)，包括虛擬儀器發(fā)展在過去的20年中，大部分時間處于停滯階段。好在國內(nèi)測試測量廠商意識到了這問題，并積極做出反應，使我國儀器儀表行業(yè)整體處于回暖狀態(tài)，虛擬儀器也得到發(fā)展，特別是以計算機加a/d轉(zhuǎn)換器及軟件應用來實現(xiàn)傳統(tǒng)儀器中的示波器、頻譜分析儀等，有力打破了國外企業(yè)壟斷的市場局面，促進了國內(nèi)儀器行業(yè)的全面繁榮。3. 虛擬儀器的發(fā)展趨勢虛擬儀器之所以被稱為儀器，就是

32、在于它是面對信號的，而不是面對數(shù)據(jù)的。它具有輸入輸出，不可能只由軟件組成，通常需要由硬件平臺、軟件平臺、計算機及數(shù)學模型幾方面組成。其本質(zhì)體現(xiàn)的是儀器的軟件化，在可以預見的未來，虛擬儀器的軟件平臺將模塊化、標準化、專業(yè)化、系列化和網(wǎng)絡化。測量結果的不確定度是儀器行業(yè)的一個基本問題，虛擬儀器的智能化和軟件化及模型化特點，可以使給出測量結果的同時，給出其不確定度。目前的虛擬儀器硬件平臺已經(jīng)有了標準化和通用化趨勢，與軟件模塊的標準化發(fā)展趨勢一樣，硬件標準也是其發(fā)展的一個重要方向。目前一部分虛擬儀器模塊及系統(tǒng)，如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，早在虛擬儀器概念提出之前就已經(jīng)存在，所以，虛擬儀器概念的建立、提出和發(fā)展，一

33、直是圍繞著現(xiàn)有儀器設備和功能，逐步強調(diào)和加大軟件在儀器中的地位和作用，并以軟件技術代替硬件技術為核心進行，逐漸將非虛擬儀器虛擬化。未來虛擬儀器的發(fā)展，有必要突破原來非虛擬儀器的概念，誕生新型儀器設備，它符合測量對客觀世界的一種展示這種實質(zhì)理念。例如，人們已經(jīng)有可能研制出“統(tǒng)計特性分析儀”，一邊測量分析任何一個信號的統(tǒng)計特性。除此之外，虛擬儀器的發(fā)展空間還會更大。1.4 本研究的內(nèi)容結合虛擬儀器技術和軟件編程技術，本文以美國國家儀器公司 labview8.2為軟件開發(fā)平臺，以ni公司的數(shù)據(jù)采集卡usb-6008作為硬件平臺，設計并實現(xiàn)了一個虛擬示波器。相比傳統(tǒng)示波器，在功能上有很大的提高，使用更

34、方便，具有一定的實用價值。本課題的主要工作是首先進行虛擬雙蹤示波器(簡稱虛擬示波器)的整體設計，熟悉數(shù)據(jù)采集卡的使用并明確數(shù)據(jù)采集的基本理論，掌握虛擬儀器的軟件編程環(huán)境labview的使用，用圖形化編程語言labview實現(xiàn)虛擬示波器的數(shù)據(jù)采集模塊、信號的分析處理模塊。2 虛擬示波器的基本原理2 虛擬示波器的基本原理示波器是電子信號測量行業(yè)最常用的儀器之一，它是利用電子射線的偏轉(zhuǎn)，來復現(xiàn)電信號瞬時值圖象的一種儀器。它把肉眼不能直接看見的電信號變換成可見的波形，形象的顯示出來，便于人們研究個重點現(xiàn)象的變化過程。利用示波器可以觀察各種不同信號的幅度隨時間變化的規(guī)律，還可以測試各種不同的電量，如電壓

35、、電流、頻率、相位差、調(diào)幅度等。目前示波器在科學試驗及現(xiàn)場檢測等許多領域被廣泛應用。2.1示波器的結構1. 示波管的結構示波器的基本組成部分包括示波管、豎直放大器（y軸放大器）、水平放大器（x軸放大器）、掃描發(fā)生器、觸發(fā)同步和直流電源等部分。示波管的基本結構如圖2-1所示。由于示波管的偏轉(zhuǎn)靈敏度很低，其垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度也較低，所以一般的被測信號電壓都要經(jīng)過放大電路的放大，再加到示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板上，得到垂直方向適當大小的圖形，一邊分析處理。同理，水平方向的電壓也要加放大電路。顯示電路包括了示波管及其控制部分。掃描電路產(chǎn)生一個鋸齒波電壓。該鋸齒波電壓的頻率能在一定的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。鋸齒波電壓的作用

36、是使示波管陰極發(fā)出的電子束在熒光屏上形成周期性的、與時間成正比的水平位移，即形成時間基線。這樣，才能把加在垂直方向的被測信號按時間的變化波形展現(xiàn)在熒光屏上。電源供給電路供給垂直與水平放大電路、掃描與同步電路以及示波管與控制電路所需的負高壓、燈絲電壓等。圖2-1 示波管的基本結構2. 示波器的結構現(xiàn)代示波器的簡化方框圖如圖2-2所示。它主要由主機、y軸系統(tǒng)、x軸系統(tǒng)三個部分組成。被測信號接到“y”輸入端，經(jīng)y軸衰減器適當衰減后送至放大器(前置放大)，推挽輸出信號和。經(jīng)延遲級延遲tl時間，到y(tǒng)2放大器。放大后產(chǎn)生足夠大的信號5和6，加到示波管的y軸偏轉(zhuǎn)板上。為了在屏幕上顯示出完整的穩(wěn)定波形，將y軸

37、的被測信號引入x軸系統(tǒng)的觸發(fā)電路，在引入信號的正(或者負)極性的某一電平值產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，啟動鋸齒波掃描電路(時基發(fā)生器)，產(chǎn)生掃描電壓。由于從觸發(fā)到啟動掃描有一時間延遲t2，為保證軸信號到達熒光屏之前x軸開始掃描，y軸的延遲時間tl應稍大于x軸的延遲時間t2。掃描電壓經(jīng)x軸放大器放大，產(chǎn)生推挽輸出和，加到示波管的x軸偏轉(zhuǎn)板上。z軸系統(tǒng)用于放大掃描電壓正程，并且變成正向矩形波，送到示波管柵極。這使得在掃描正程顯示的波形有某一固定輝度，而在掃描回程進行抹跡。圖2-5 示波器的簡化框圖2.2示波器的波形顯示原理 （1）掃描作用如果只在豎直偏轉(zhuǎn)板上加一交變的正弦電壓，則電子束的亮點將隨電壓的變化在豎直

38、方向來回運動，如果電壓頻率較高，則看到的將是一條豎直亮線。如圖2-2所示。圖2-2 波形掃描垂直顯示要顯示出波形，必須同時在水平偏轉(zhuǎn)板上加一個掃描電壓，使電子束的亮點同時沿著水平方向拉開。這種掃描電壓的特點是電壓隨時間成線性關系增加到最大值，然后突然回到最小，此后再重復地變化。掃描電壓隨時間變化的關系曲線形同“鋸齒”故稱“鋸齒波電壓”，如圖2-3所示。當只有鋸齒波電壓加在水平偏轉(zhuǎn)板上，如果頻率足夠高，則會在熒光屏上顯示一條水平亮線。圖2-3 波形掃描水平顯示如果在豎直偏轉(zhuǎn)板上（簡稱y軸）加正弦電壓，同時在水平偏轉(zhuǎn)板上（簡稱x軸）加鋸齒波電壓，電子同時受豎直、水平兩個方向的力的作用，則電子的運動

39、為兩相互垂直的運動的合成。當鋸齒波電壓與正弦電壓變化周期相等時，在熒光屏上將能顯示出一個完整的正弦電壓的波形圖（隨著時間的推移x和y信號同步周期性地出現(xiàn)），如圖2-4所示。圖2-4 波形顯示原理（2）觸發(fā)掃描普通示波器的掃描電壓是采用自激鋸齒波振蕩器產(chǎn)生的連續(xù)信號，當y軸輸入信號時，就顯示波形，當y軸未輸入信號時，顯示為一條水平線，這種掃描方式稱為連續(xù)掃描，連續(xù)掃描對顯示正弦波、對稱方波、三角波是最合適的，但如果用來顯示很窄的脈沖信號時，就無法得到理想的結果，因為難以看清脈沖的前后沿等情況，因此必須采用觸發(fā)掃描方式。所謂觸發(fā)掃描，就是使掃描電路在被測脈沖信號或與之有一定關系的外來脈沖信號的觸發(fā)

40、下，才產(chǎn)生掃描電壓，經(jīng)過一定時間后又自動恢復到起始狀態(tài)，完成一次掃描，然后等待下一個脈沖的到來，再重新進行一次掃描。因為掃描的起點由觸發(fā)信號控制，因此，每次顯示的波形必定重合，圖象就能保持穩(wěn)定。（3）同步作用 要在示波器熒屏上獲得穩(wěn)定的波形，被測信號的頻率必須為掃描電壓（鋸齒波）頻率的整數(shù)倍，即有。 如果被測信號與鋸齒波兩者頻率不滿足整倍數(shù)的關系，或兩者中的任一頻率發(fā)生變化，每次掃描顯示的圖形就不能重合。而實際電路中由于電源電壓不穩(wěn)定或其他原因，都會引起被測信號和掃描信號頻率的變化，這種變化隨時可能發(fā)生，依靠人工手動調(diào)節(jié)“掃描微調(diào)”旋鈕，無法始終保持兩者整數(shù)比的關系，所以必須設法使兩者頻率自動

41、保持整數(shù)比，為此，可利用被測信號電壓或與此有關的電壓，去強迫控制鋸齒波的頻率，使之與被測信號頻率保持整數(shù)比，這就是同步（或稱為整步），用來控制鋸齒波頻率的信號則稱為同步信號。2.3虛擬示波器的工作原理虛擬示波器整體上包括硬件和軟件兩部分。其硬件通常包括通用計算機和外圍硬件設備。通用計算機可以是筆記本電腦、臺式計算機或工作站等。外圍設備可以選擇gpib系統(tǒng)、vxi系統(tǒng)、pxi系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或其他系統(tǒng)，也可以選擇有兩種或兩種以上系統(tǒng)構成的混合系統(tǒng);軟件包括操作系統(tǒng)、示波器驅(qū)動器和應用軟件三個層次。操作系統(tǒng)可以選擇windows9x/nt/2000/xp、sunos、linux等。虛擬示波器驅(qū)動

42、程序是處理與特定儀器進行控制通信的一種軟件。示波器驅(qū)動器與通信接口及開發(fā)環(huán)境相聯(lián)系，是虛擬示波器的核心，可幫助用戶完成對示波器硬件的控制。目前流行的虛擬儀器開發(fā)軟件不但提供世界各地主要廠家生產(chǎn)的多種儀器驅(qū)動程序，而且提供重要的模塊化代碼，可以很方便地進行示波器驅(qū)動程序的開發(fā)設計。應用軟件通過示波器驅(qū)動器實現(xiàn)與外圍硬件模塊的通信連接。應用軟件指實現(xiàn)示波器功能和軟面板的軟件程序。利用計算機強大的計算能力和虛擬示波器開發(fā)軟件功能強大的函數(shù)庫極大地提高了虛擬儀器的數(shù)據(jù)分析處理能力。如內(nèi)置分析能力能對采集到的信號進行平滑、數(shù)字濾波、頻域轉(zhuǎn)換等分析處理。軟面板是用戶與示波器之間交流信息的紐帶。虛擬示波器在

43、工作時利用前面板去控制系統(tǒng)。與傳統(tǒng)示波器物理面板相比，虛擬示波器軟面板最大的特點就是用戶可自定義軟面板，用戶可根據(jù)自己的需要來組成不同的虛擬示波器控制面板。對于虛擬示波器來說，精度和準確度以及帶寬都是非常重要的參數(shù)。虛擬示波器將模擬信號數(shù)字化的過程是利用采樣時鐘的a/d轉(zhuǎn)換器來完成的。時鐘信號決定a/d轉(zhuǎn)換的時間，并把轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存入存儲器。完成存儲后，虛擬示波器能讀出這些數(shù)據(jù)并將采樣點按其時間間隔以一定的表示方法顯示出來，因此虛擬示波器的水平分辨力是由存儲器中采樣點的時間間隔決定的。采樣頻率越高，水平分辨力就越高。（1）虛擬示波器的垂直分辨力是由模數(shù)轉(zhuǎn)換器的位數(shù)決定的，n位的轉(zhuǎn)換器有l(wèi)/ 的

44、分辨力。如果所選用的數(shù)據(jù)采集卡是12位的，其在垂直方向上可以分辨出65536個數(shù)據(jù)點，分辨力為。虛擬示波器的垂直精度首先受a/d轉(zhuǎn)換器精度的限制，一般要比分辨力低。同時，它還受輸入輸出放大器的線性度和精度的影響，因此不能通過垂直分辨力來計算垂直精度。虛擬示波器所采用的時鐘是由一個具有既定頻率的晶體振蕩器產(chǎn)生的，它的精確度可以高于，同時數(shù)字時鐘還提供了良好的穩(wěn)定性，因此采樣量值序列有很高的線性度。示波器的使用者主要依靠眼睛和顯示器上的刻度來辨別信號，由于人為誤差，所觀察的值根本達不到示波器的精度和分辨力，浪費了示波器資源。虛擬示波器由于已經(jīng)將輸入信號數(shù)字化，因此使用者可以通過它提供的光標測試功能

45、來提高測試效果。光標測試功能是數(shù)字顯示出光標所在位置的信號的值和時間值，從而可以減少人為誤差。（2）示波器用戶的觀測目標就是獲得感興趣信號的準確波形，同時具有最小的失真。衡量虛擬示波器可靠度的一個重要指標就是帶寬。模擬示波器的帶寬是一個固定的值，而虛擬示波器有兩種帶寬：模擬帶寬和數(shù)字帶寬。模擬帶寬是指虛擬示波器可以無失真的接受最高輸入信號的頻率，它由虛擬示波器的信號調(diào)理電路決定。虛擬示波器對重復信號采用順序采樣或隨機采樣技術所能達到的最高帶寬為示波器的數(shù)字帶寬，一般并不作為一項指標直接給出。一般廠家指的都是模擬帶寬，實際數(shù)字帶寬是要低于這個值。所以在數(shù)字帶寬低于模擬帶寬時，欠采樣一個信號，利用

46、示波器觀察單次波形就會看到混疊現(xiàn)象?；殳B現(xiàn)象的危險性在于事實上用戶可能不知道信號是欠采樣的，認為示波器顯示的是一個正確的波形。模擬信號經(jīng)同軸電纜進入采集卡的輸入通道，經(jīng)過前置濾波電路、衰減電路、可變增益的放大電路，將信號處理成a/d轉(zhuǎn)換器可以處理的標準電平，經(jīng)過a/d采樣量化轉(zhuǎn)化成計算機可以處理的數(shù)字信號并緩存到存儲器里。通過pc機的pci總線接口控制模擬通道的阻抗匹配、放大器的增益選擇、啟動a/d轉(zhuǎn)換及轉(zhuǎn)換結束的識別，并將采集數(shù)據(jù)以dma方式傳輸?shù)接嬎銠C內(nèi)存，同時對數(shù)據(jù)信號進行分析處理、顯示、存儲及打印輸出等。數(shù)據(jù)采集的流程如下：(l)對下位機采集卡中與數(shù)據(jù)采集相關的一些硬件參數(shù)進行設置；(

47、2)下位機采集卡開始采集數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)暫存在先進先出的緩沖區(qū)中；(3)當緩沖區(qū)存滿數(shù)據(jù)后，一方面將數(shù)據(jù)讀取到用戶程序的數(shù)組中，產(chǎn)生一個采樣數(shù)據(jù)集合，并在程序中對數(shù)據(jù)進行各種處理;另一方面，得到緩沖區(qū)滿的消息后，通知采集卡卡暫時停止采集外部數(shù)據(jù)，并進一步清空緩存里的內(nèi)容。虛擬示波器是采用基于計算機的虛擬技術，用以模擬通用示波器的面板操作和處理功能，也就是使用個人計算機及其接口電路來采集現(xiàn)場或?qū)嶒炇倚盘?，并通過圖形用戶界面(gui)來模仿示波器的操作面板，完成信號采集、調(diào)理、分析處理和顯示輸出等功能。3 系統(tǒng)設計3 系統(tǒng)設計本文所開發(fā)的虛擬示波器，是在數(shù)據(jù)采集硬件的支持下，配備一定功能的軟

48、件，完成波形數(shù)據(jù)的采集、分析處理、存儲回放以及顯示控制等功能。一般測試儀器由信號采集、信號處理和結果顯示三大部分組成，這三部分均由硬件構成。虛擬示波器也是由這三大部分組成，其中，信號處理和結果顯示是由軟件系統(tǒng)實現(xiàn)的，信號采集部分則是由硬件實現(xiàn)的。軟件部分的程序流程圖如圖3-1所示。初始化信號采集樣值送緩沖觸發(fā)識別顯示緩沖區(qū)若干個點有按鍵按下是否為觸發(fā)點按鍵處理仿真信號圖3-1 虛擬示波器程序流程圖3.1 硬件設計數(shù)據(jù)采集技術是labview的核心技術之一，也是labview與其他編程語言相比的優(yōu)勢所在。使用labview的daq技術，可以編寫出強大的daq應用軟件。模擬信號采集是labview

49、的daq中一個主要功能，本研究所選用的數(shù)據(jù)采集卡為ni的usb-6008，特性如表3-1所示。硬件框圖如圖3-2所示。表3-1 數(shù)據(jù)采集卡usb-6008的特性特性usb-6008ai分辨力12位差分，11位單端最大ai采樣率，單個通道10ks/s最大ai采樣率，多個通道（總計）10ks/sdio配置集電極開路1.設備表層標簽 帶引腳排列方式示意 3. 信號標簽2. combicon連接器插座 4. usb線纜圖3-2 數(shù)據(jù)采集卡連接框圖圖3-3 數(shù)據(jù)采集程序框圖3.2 軟件設計3.2.1 labview編程環(huán)境介紹labview(laboratory virtual instrument e

50、ngineering workbench，實驗室虛擬儀器工程平臺)是美國ni公司推出的一種基于g語言（graphics language，圖形化編程語言）的虛擬儀器軟件開發(fā)平臺。labview是目前應用最廣泛、發(fā)展最快、功能最強的虛擬儀器開發(fā)環(huán)境。它類似于 visual basic、visua1 c+、c語言。但labview的特點在于：它使用圖形化編程語言g在流程圖中創(chuàng)建源程序，而沒有使用基于文本的語言來產(chǎn)生源程序代碼。labview是一個多線程、最佳化的圖形編譯器，它能在最大程度上優(yōu)化系統(tǒng)的性能。無論是使用基于計算機的插入式儀器設備，還是使用gpib、vxi、ethenet接口或是串口的獨

51、立儀器設備，labview內(nèi)置的驅(qū)動程序庫和具有工業(yè)標準的設備驅(qū)動軟件都可以對儀器系統(tǒng)進行全面的控制。labview數(shù)據(jù)采集庫包含了許多有關采集和生成數(shù)據(jù)的函數(shù)，它們與ni的插卡式或遠程數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品協(xié)同工作。數(shù)據(jù)采集卡是進行高速直接控制以及低速控制的理想設備。它能夠為集成式測量方案提供功能強大且完備的測量分析庫，這些軟件庫可以完成極限測試、頻率分析、濾波及信號生成等任務。labview具有許多特性，能使測量和自動化應用方案完全適用于用戶企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營，能將應用方案以網(wǎng)頁的形式發(fā)表，或在互聯(lián)網(wǎng)的應用程序間進行數(shù)據(jù)的傳遞。labview擁有完整的web服務器，可以隨時發(fā)布測量結果。labview專

52、業(yè)版開發(fā)系統(tǒng)包括應用程序生成器 (application builder)，可以創(chuàng)建并發(fā)布獨立的可執(zhí)行程序、共享庫或動態(tài)連接庫(dll)。使用共享庫可以使開發(fā)的應用程序代碼進行重新使用。dll提供最大的靈活性，可以將labview與其它開發(fā)工具如vb、vc和ni的 measurement studio結合起來。labview應用程序生成器可以創(chuàng)建安裝程序，以便windows環(huán)境中執(zhí)行可運行程序。該環(huán)境包含包括三個部分：程序前面板、框圖程序和圖標連接端口。程序前面板用于設置輸入數(shù)值和觀察輸出量，用于模擬真實儀表的前面板。在程序前面板上，輸入量被稱為控制(controls)，為虛擬儀器的框圖程序提

53、供數(shù)據(jù)；輸出量被稱為顯(indicators)，顯示虛擬儀器流程圖中獲得或產(chǎn)生的數(shù)據(jù)?？刂坪惋@示是以各種圖標形式出現(xiàn)在前面板上，如旋鈕、開關、按鈕、圖表、波形圖等，這使得前面板直觀易懂。每一個程序前面板都與一段框圖程序?qū)?，框圖程序用labview圖形編程語言編寫，可以把它理解成傳統(tǒng)程序的源代碼?？驁D程序由節(jié)點(node)、數(shù)據(jù)連線(wire)構成。節(jié)點式vi程序中的執(zhí)行元素，類似于文本編程語言程序中的語句、函數(shù)或子程序。節(jié)點之間數(shù)據(jù)連線按照一定的邏輯關系相互連接，可定義框圖程序內(nèi)的數(shù)據(jù)流動方向。節(jié)點之間、節(jié)點與前面板對象之間是由同數(shù)據(jù)端口和數(shù)據(jù)連線來傳遞數(shù)據(jù)的。數(shù)據(jù)端口是數(shù)據(jù)在前面板對象和

54、框圖程序之間傳輸?shù)耐ǖ?，是?shù)據(jù)在框圖程序內(nèi)節(jié)點之間傳輸?shù)慕涌?。labview中有兩種類型的數(shù)據(jù)端口：控制端口、指示端口、節(jié)點端口?？刂贫丝诤椭甘径丝谟糜谇懊姘鍖ο?，當vi程序運行時，從控制輸入的數(shù)據(jù)通過控制端傳遞到框圖程序，供其中的程序使用，產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)在通過指示端口傳輸?shù)角懊姘鍖闹甘局酗@示。每個節(jié)點端口都有一個或多個數(shù)據(jù)端口用于輸入或輸出。labview采用的是一種獲得專利的數(shù)據(jù)流編程模式，這不同于一些基于文本的編程語言的線性結構，不同于執(zhí)行一個傳統(tǒng)的控制流方法?？刂屏鲌?zhí)行的是指令驅(qū)動，而數(shù)據(jù)流執(zhí)行的是數(shù)據(jù)流驅(qū)動或依賴數(shù)據(jù)的。但一個虛擬儀器的圖標被放置在另一個虛擬儀器的流程圖中時，它就

55、是一個子儀器 (subvi)。圖標/連接端口可以把vi變成一個subvi。然后像子程序一樣在其它程序中調(diào)用。圖標是subvi的直觀標記，是subvi在其它程序框圖中被調(diào)用的節(jié)點表現(xiàn)形式；而連接端口則表示該subvi與調(diào)用它的vi之間進行數(shù)據(jù)交換的輸入/輸出口，就像傳統(tǒng)編程語言子程序的參數(shù)。在許多應用程序中，運行速度是至關重要的。labview是現(xiàn)在唯一最佳的圖形化開發(fā)環(huán)境，運行速度等同于編好的c或c+程序。因此，labview是虛擬示波器設計的最佳選擇。labview是具有多個圖形化的操作模板，用于創(chuàng)建和運行程序。這些操作模板可以隨意在屏幕上移動，并可以放置在屏幕的任意位置。操作模板共有三類，

56、為工具模板(tools)、控制模板(controls)和功能模板(functions)三類。（1）工具模板 (toofs palette)為編程者提供了各種創(chuàng)建、修改和調(diào)試程序的工具，當從模板內(nèi)選擇任意一種工具后，鼠標箭頭就會變成可操作的該工具相應的形狀。（2）控制模板(controls palette)可以給前面板添加輸入控制和輸出顯示，每個圖標代表一個子模板。（3）功能模板(functions palette)是創(chuàng)建框圖程序的工具，該模板上的每一個頂層圖標都表示一個子模板。工具模板、控制模板和功能模板都可以通過“查看”下拉菜單選擇相應的命令顯示該模板?？刂颇０暹€可以在前面板的空白處，單擊鼠

57、標右鍵彈出。功能模板也可以在框圖程序窗口的空白處單擊鼠標右鍵彈出。工具模板、控制模板和功能模板分別如圖3-4所示。圖3-4 函數(shù)選板、控件選板、工具選板a. 前面板使用輸入控制和輸出顯示來構成前面板?？刂剖怯脩糨斎霐?shù)據(jù)到程序的接口，而顯示是輸出程序產(chǎn)生輸出接口?？刂坪惋@示有許多種類，可以從控制模板的各個子模板中選取。兩種最常用的前面板對象是數(shù)字控制和數(shù)字顯示。若想要在數(shù)字控制中輸入或修改數(shù)值，只需要用操作工具點擊控制部件和增減按鈕，或者用操作工具或標簽工具雙擊數(shù)值欄進行輸入數(shù)值修改。b. 框圖程序框圖程序是由節(jié)點、端點、圖框和連線四種元素構成的。節(jié)點是程序執(zhí)行元素，類似于文本語言程序的語句、函數(shù)或者子程序。labview有兩種節(jié)點類型，即函數(shù)節(jié)點和子vi節(jié)點，兩者的區(qū)別在于：函數(shù)節(jié)點是labview編譯好了的機器代碼供用戶使用，而子vi節(jié)點是以圖形語言的形式提供給用戶的。用戶可以訪問和修改任一子vi節(jié)點的代碼，但無法對函數(shù)節(jié)點進行修改。labview有三類端點：前面板對象端點、全局與局部變量端點和和常量端點。對象端點是數(shù)據(jù)在框圖程序部分和前面板之間傳輸?shù)慕涌?。一般來說，一個vi前面板上的對象都在框圖中有一個對象端點與之一一對應。當在前面板創(chuàng)建或刪除對象時，可以自動創(chuàng)建或刪除相應的對象端點?？?/p>