多路信號(hào)發(fā)生器和雙通道虛擬示波器設(shè)計(jì)(8)(共15頁(yè))

1、內(nèi)蒙古科技(kj)大學(xué)虛擬儀器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目：1.多路信號(hào)(xnho)發(fā)生器 2. 雙通道虛擬(xn)示波器設(shè)計(jì)PAGE PAGE 18一、多路信號(hào)(xnho)發(fā)生器1.設(shè)計(jì)(shj)題目: 多路信號(hào)(xnho)發(fā)生器 2.設(shè)計(jì)目的：了解、熟悉并掌握虛擬儀器的相關(guān)知識(shí)；能夠熟練使用Labview軟件編寫(xiě)程序；將所學(xué)的知識(shí)通過(guò)設(shè)計(jì)信號(hào)發(fā)生器實(shí)驗(yàn)可產(chǎn)生各種波形如正弦波、方波、三角波、鋸齒波等；來(lái)加深對(duì)虛擬儀器技術(shù)的深層理解。3.設(shè)計(jì)要求:可輸出雙路正弦波（方波、三角波）信號(hào)，其相位差可調(diào)。信號(hào)的頻率、幅值、占空比可調(diào)4.設(shè)計(jì)思路: 采用“信號(hào)處理”中的基本函數(shù)發(fā)生器做信號(hào)源，用相應(yīng)的數(shù)值輸入

2、控件控制各信號(hào)的參數(shù)，然后用While循環(huán)使輸出信號(hào)連續(xù)的動(dòng)起來(lái)，所產(chǎn)生的信號(hào)通過(guò)波形圖來(lái)顯示，可用DAQ輸入模塊將信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集卡PCI6221再用DAQ輸出模塊將信號(hào)采集回來(lái)用波形圖顯示，便可驗(yàn)證所產(chǎn)生的信號(hào)，或通過(guò)示波器來(lái)驗(yàn)證。5設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程 （1）while循環(huán)從“程序框圖”面板中點(diǎn)擊右鍵，然后按照“編程”“結(jié)構(gòu)”“while循環(huán)”的順序，將其拖到面板中如圖示： 只需將編輯好的子程序嵌套在while循環(huán)中，便可實(shí)現(xiàn)循環(huán)顯示波形的功能。（2）前面板設(shè)置 首先，在前面板中做一個(gè)“上凸盒”。在前面板中，點(diǎn)擊右鍵，從“Express”中的“圖形(txng)顯示控件”中，選擇(xunz)“波形

3、圖”，將其拖入前面板中，并放到“上凸盒”上。注：“上凸盒”一般應(yīng)該先放置，防止(fngzh)其他顯示控件不能正確放置到“上凸盒”上。 （3）波形發(fā)生器 在函數(shù)選板中按照“信號(hào)處理”“波形生成”“基本函數(shù)發(fā)生器”的順序?qū)⑵湔业?，然后在while循環(huán)中放置兩個(gè)，分別設(shè)置。將“信號(hào)類(lèi)型”“偏移量”“頻率”“幅值”“相位”以及“方波占空比”幾個(gè)端子分別連接到相應(yīng)的輸入控件。設(shè)置好以后，將兩個(gè)基本函數(shù)發(fā)生器的信號(hào)輸出端進(jìn)行信號(hào)合并，再連接到波形圖輸入端。值得強(qiáng)調(diào)的是必須在編程中選定時(shí)設(shè)置延遲時(shí)間來(lái)作緩沖，因?yàn)榻?jīng)過(guò)采集卡輸入到輸出是需要一定時(shí)間后信號(hào)才能連續(xù)輸出的，這時(shí)便可將信號(hào)從數(shù)據(jù)卡中信號(hào)輸出，通過(guò)波

4、形圖便可驗(yàn)證所產(chǎn)生信號(hào)的實(shí)用性。因?yàn)樯傻牟ㄐ晤l率是可變的，所以還需要實(shí)時(shí)地改變采集卡的更新率 。程序框圖如圖所示：將各參數(shù)在前面板的顯示控件整理后如圖：（4）仿真(fn zhn)信號(hào)的采集與顯示DAQmx模擬量采集(cij)該程序(chngx)數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)主要是借助于DAQ助手實(shí)現(xiàn)的。其中應(yīng)用了各種DAQmx函數(shù)，將各函數(shù)的Task Out和Error Out按邏輯結(jié)構(gòu)順次連接，并與While循環(huán)相結(jié)合，最后連接一個(gè)“簡(jiǎn)單錯(cuò)誤處理”函數(shù)，構(gòu)成整個(gè)程序。程序會(huì)自動(dòng)根據(jù)波形中的信息設(shè)定采集卡合適的更新率，向外輸出波形 。應(yīng)用到的各DAQmx函數(shù)如下圖所示：DAQmx Create Virtua

5、l Channel.vi DAQmx Timing.vi DAQmx Write.vi 6.程序框圖、前面板整個(gè)(zhngg)程序框圖完成后，將其整理好，使其合理整潔(zhngji)，整個(gè)如圖示：（因截圖過(guò)大，分為(fn wi)兩部分：）第一(dy)部分：第二(d r)部分：將前面板上的所有(suyu)圖標(biāo)合理擺放，使其合理勻稱(chēng)，并做些修飾，其如圖示：7.程序運(yùn)行及調(diào)試(dio sh)當(dāng)用DAQ輸出模塊顯示時(shí)將采集卡PCI6221的輸入AI0與輸出AO0相連，AI1與AD1相連，輸入地線DGND與輸出地線DGND相連。當(dāng)點(diǎn)擊運(yùn)行時(shí)其采回來(lái)的信號(hào)波只有一小部分顯示，無(wú)法看到整體波，此時(shí)停止運(yùn)行，

6、將采樣速度與采樣點(diǎn)均設(shè)為1000，便可看到整個(gè)波形。當(dāng)改變頻率、幅值、及上下平移時(shí)波形都可按照要求輸出，相位的改變需等波形非運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(zhungti)時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因?yàn)椴ㄐ问羌磿r(shí)產(chǎn)生的，對(duì)其相位調(diào)節(jié)很難看出來(lái)。運(yùn)行(ynxng)時(shí)前面板狀態(tài)如下（圖中兩個(gè)通道均為正弦波）：二、雙通道虛擬示波器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目: 雙通道虛擬示波器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(shj)目的：通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓我們更深入了解(lioji)虛擬儀器的基本原理及觀念，掌握利用相關(guān)的軟、硬件平臺(tái)完成虛擬儀器設(shè)計(jì)的方法和步驟。了解(lioji)虛擬儀器的具體的實(shí)際應(yīng)用。對(duì)示波器的原理有初步的了解，用Labview軟件可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的示波器。3.設(shè)計(jì)要求: 可實(shí)

7、現(xiàn)波形顯示；雙通道顯示；可實(shí)現(xiàn)信號(hào)存儲(chǔ)回放功能。 4.設(shè)計(jì)思路: 在while循環(huán)內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)選擇窗口，用開(kāi)關(guān)來(lái)選擇真假，只有當(dāng)真時(shí)才讓示波器啟動(dòng)，在選擇框內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)示波器的輸入通道，使用差分方式并設(shè)置采樣率等等，將通道接入while循環(huán)，在循環(huán)內(nèi)進(jìn)行波形的統(tǒng)計(jì)顯示，并能夠?qū)Σㄐ芜M(jìn)行存儲(chǔ)和回放，可調(diào)節(jié)示波器的掃描時(shí)間和分辨率。5設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程 （1）條件結(jié)構(gòu)的分層設(shè)計(jì)及while循環(huán)從“程序框圖”面板中點(diǎn)擊右鍵，然后按照“編程”“結(jié)構(gòu)”“條件框圖”的順序，拖到面板中如圖示：默認(rèn)“條件結(jié)構(gòu)”的基本分層設(shè)置，并在選項(xiàng)為“真”的圖層中進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。 按上述順序在“條件結(jié)構(gòu)”并列位置找到“while循環(huán)”

8、，如圖示：將其拉大包含(bohn)以上的“條件(tiojin)結(jié)構(gòu)”，再放置(fngzh)一個(gè)“while循環(huán)”嵌套在上述“條件結(jié)構(gòu)”中。 （2）仿真信號(hào)采集與通道選擇仿真信號(hào)采集部分與上一個(gè)設(shè)計(jì)相類(lèi)似，同樣利用DAQmx函數(shù)實(shí)現(xiàn)仿真信號(hào)的采集，只是部分函數(shù)的設(shè)計(jì)略有不同。DAQmx Read函數(shù)要放置在嵌套在“條件結(jié)構(gòu)”的“while 循環(huán)”中，用來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的循環(huán)讀取，波形的循環(huán)顯示。通道選擇的實(shí)現(xiàn)則是利用“條件結(jié)構(gòu)”。將“條件結(jié)構(gòu)”設(shè)置為包括“默認(rèn)”層的5層，另外4層分別表示“單通道A”，“單通道B”，“疊加通道”以及“雙通道A+B”。將DAQmx Read函數(shù)的數(shù)據(jù)輸出端信號(hào)進(jìn)行拆分并與

9、“條件結(jié)構(gòu)”相連，然后對(duì)“條件結(jié)構(gòu)”各層分別進(jìn)行設(shè)置連線，具體如下圖： 各通道正確設(shè)置之后，將輸出信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，使用函數(shù)如下： 各控件正確連接(linji)之后，加波形圖實(shí)現(xiàn)波形顯示。（3）波形(b xn)的存儲(chǔ)、回放(hu fn)以及重新打開(kāi) 存儲(chǔ)部分此部分的實(shí)現(xiàn)是在上一步實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。在“通道選擇”完成后從信號(hào)輸出端引出一根線再連接到一個(gè)“條件結(jié)構(gòu)”上，默認(rèn)其分層設(shè)置，在默認(rèn)的“真”圖層上添加“寫(xiě)入測(cè)量文件”函數(shù)，該函數(shù)作用如圖： 在“條件(tiojin)結(jié)構(gòu)”分支選擇器處連接一個(gè)(y )布爾型開(kāi)關(guān)和一個(gè)指示燈，用來(lái)控制是否存儲(chǔ)。回放、重新打開(kāi)文件(wnjin)部分與上部分相對(duì)應(yīng)的，

10、此處應(yīng)使用“讀取測(cè)量文件”函數(shù)，該函數(shù)功能如下圖：其他控件的設(shè)置與連接與上部分類(lèi)似，如圖：（4）時(shí)間與幅值的調(diào)節(jié) 這兩個(gè)部分任然采用“選擇結(jié)構(gòu)”，在“選擇結(jié)構(gòu)內(nèi)部”進(jìn)行相關(guān)的數(shù)學(xué)運(yùn)算，具體如下： 6.程序框圖、前面板整個(gè)程序框圖完成后，將其整理好，使其合理整潔，整個(gè)如圖示：片段一：片段(pin dun)二：將前面板上的所有圖標(biāo)合理擺放，使其合理勻稱(chēng)(yn chn)，并做些修飾，運(yùn)行(ynxng)的情況如圖示：?jiǎn)瓮ǖ繟雙通道A+B疊加通道(tngdo)7.實(shí)習(xí)(shx)總結(jié)：通過(guò)這次的設(shè)計(jì)(shj)，我掌握了Labview軟件的基本用法，了解了圖形化編程的方法和步驟；同時(shí)也使我掌握了數(shù)據(jù)對(duì)象類(lèi)型(lixng)與操作和數(shù)據(jù)、簇的概念與使用，以及其中的一些函數(shù)及結(jié)構(gòu)的用法；并可以利用它做一些基本的設(shè)計(jì)，同時(shí)配合PCI6221板卡可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集顯示、波形生成等功能。讓我體會(huì)更深的是虛擬儀器技術(shù)給設(shè)計(jì)者帶來(lái)了極大的方便以及發(fā)展空間，使我看到了虛擬儀器技術(shù)對(duì)于測(cè)試測(cè)量行業(yè)發(fā)展具有多么重大的意義，同時(shí)也更充分的體現(xiàn)了它的性能高、擴(kuò)展性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)時(shí)間少，以及出色的集成這四大優(yōu)勢(shì)。為此，學(xué)好