虛擬示波器設(shè)計(jì)報(bào)告

內(nèi)蒙古科技大學(xué)

虛擬儀器課程設(shè)計(jì)題目：簡(jiǎn)單虛擬示波器學(xué)生姓名：王雪利學(xué)號(hào)：0967112230專業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器班級(jí)：測(cè)控09-2班指導(dǎo)教師：肖俊生刖百隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)和通信技術(shù)的飛速開展，儀器技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化。出現(xiàn)了一種全新的儀器概念一一虛擬儀器[VirtualInstrumentation,VI)o虛擬儀器實(shí)際上是一個(gè)按照儀器需求組織的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。一、設(shè)計(jì)題目：信號(hào)發(fā)生器與雙通道虛擬示波器二、設(shè)計(jì)目的：了解、熟悉并掌握虛擬儀器的相關(guān)知識(shí)；完成所要求的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、設(shè)計(jì)要求(1)信號(hào)發(fā)生器可以輸出任意一種以下的信號(hào)：正弦波信號(hào)、方波信號(hào)、鋸齒波信號(hào)或三角波信號(hào).(2〕信號(hào)頻率、幅值、占空比、相位和偏移量可調(diào)。制作雙通道示波器，通過制作掌握LabVIEW的設(shè)計(jì)使用。(3)通過數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)展波形的輸入輸出，以此來了解并掌握數(shù)據(jù)采集卡的使用方法(4〕所作示波器具有存儲(chǔ)回放功能。四、設(shè)計(jì)思想：采用“基本函數(shù)信號(hào)發(fā)生器〃中的鋸齒波、正弦波、方波、三角波信號(hào)做信號(hào)源，用相應(yīng)的數(shù)值輸入控件控制以上信號(hào)的參數(shù)，編輯相應(yīng)程序?qū)⑵溆貌ㄐ螆D顯示，同時(shí)用輸入DAQ輸出給數(shù)據(jù)板卡，用導(dǎo)線將數(shù)據(jù)板卡上相應(yīng)的輸入輸出接口連接好，可通過配備DAQ采集卡，輸出并顯示采集信號(hào)。采用DAQ板卡外接信號(hào)作為信號(hào)源，當(dāng)程序運(yùn)行起來后，先進(jìn)展通道選擇，然后用“旋鈕〃對(duì)信號(hào)波形進(jìn)展設(shè)定，在這一過程中要調(diào)節(jié)信號(hào)的“掃描時(shí)間〃、“幅值〃兩個(gè)量值，并選擇通道，以承受所需的信號(hào)。整個(gè)過程需通過波形圖控件來顯示產(chǎn)生的波形，以作參考，接著通過配備DAQ采集卡，采集信號(hào)并且輸出，存儲(chǔ)并回放。五、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程：?jiǎn)?dòng)［^^正能.5或8.2,進(jìn)入程序運(yùn)行界面，進(jìn)入程序框圖，擊右鍵進(jìn)展選(一)、信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)過程(1)條件構(gòu)造及while循環(huán)從“程序框圖”面板中點(diǎn)擊右鍵，然后按照“編程”一一"構(gòu)造〃一一“條件框圖”的順序，拖到面板中如圖示：按上述順序在“條件構(gòu)造〃并列位置找到“while循環(huán)〃，如圖示：在前面板中，點(diǎn)擊右鍵，從“Express”中的"數(shù)值輸入控件〃中選擇，將其拖入前面板中,總共需要個(gè)數(shù)值輸入控件，并分別命名為“幅值〃、”頻率〃、“占空比〃、”相位〃”偏移量〃、“信號(hào)類型〃。如圖示：考慮到各參數(shù)的物理特性和對(duì)圖形顯示的影響，將其屬性分別設(shè)置，例如對(duì)最大值和最小值的設(shè)置。(3)條件構(gòu)造中各層設(shè)計(jì)①創(chuàng)立基本信號(hào)發(fā)生器，在“程序框圖〃中點(diǎn)擊右鍵，按“信號(hào)處理〃一一“波形生成〃的順序，找到“基本函數(shù)發(fā)生器〃并將其托入“條件構(gòu)造〃框中。其圖標(biāo)如圖示:然后，將已經(jīng)設(shè)置好的“數(shù)值輸入控件〃對(duì)應(yīng)在“程序框圖〃面板中的即“基本函數(shù)信號(hào)發(fā)生器〃的參數(shù)控制器件與其上對(duì)應(yīng)的接點(diǎn)連結(jié)。②創(chuàng)立虛擬通道，可以根據(jù)輸出的波形的類型來設(shè)置物理通道的性質(zhì)，并可以設(shè)置波形的一些基本參數(shù)。圖是輸出PWM波的通道。③設(shè)置基本波形的采樣時(shí)鐘。本設(shè)計(jì)中的PWM波是基于計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的，采樣時(shí)鐘那么是設(shè)置成計(jì)數(shù)器〔samplecloke〕。時(shí)鐘采樣方式均設(shè)置為連續(xù)采樣。圖是PWM波的時(shí)鐘。④基本信號(hào)發(fā)生器需要先設(shè)置模擬信號(hào)的通道數(shù)及采樣數(shù)，然后運(yùn)行，PWM波那么是那么是在設(shè)置好波形參數(shù)和時(shí)鐘后可以直接運(yùn)行。③運(yùn)行后，需要不斷循環(huán)該程序，那么在兩個(gè)程序后都添加循環(huán)程序，并可以根據(jù)用戶的需求隨時(shí)按下停頓按鈕。在程序停頓后，添上任務(wù)去除控件，假設(shè)有錯(cuò)誤產(chǎn)生，那么在最后加上可以提示錯(cuò)誤的錯(cuò)誤對(duì)話框。具體程序如以以下圖。(4)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：將前面板上的所有圖標(biāo)合理擺放，使其合理勻稱，并做些修飾，其如圖示：2、硬件連接調(diào)試連接數(shù)據(jù)采集卡到電腦上，在系統(tǒng)提示可以使用后，翻開LABVIEW程序，按照實(shí)驗(yàn)要求選擇適宜的物理通道和適宜的波形參數(shù)，開場(chǎng)運(yùn)行，并用示波器采集信號(hào)，觀察是否有信號(hào)被采集到。信號(hào)發(fā)生器實(shí)現(xiàn)正弦波，三角波，方波，鋸齒波等波形，在軟件里運(yùn)行，當(dāng)頻率為10,副值為1,相位為0,占空比為50時(shí)各個(gè)波形圖如下：(1)正弦波：(2)方波：(3)三角波(4)鋸齒波(二)、虛擬示波器設(shè)計(jì)1、虛擬示波器程序設(shè)計(jì)局部主要有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果顯示三大模塊在控件選板中進(jìn)展選擇各種元件：2、程序中主要包含條件構(gòu)造和while循環(huán)3、基本參數(shù)設(shè)置在前面板中，擊右鍵，從Express中的數(shù)值輸入控件中，選擇旋鈕輸入控件〔如圖2),在前面板生成一個(gè)相應(yīng)的控件，左鍵點(diǎn)住這個(gè)控件，同時(shí)按住Ctrl鍵不放，一次拖動(dòng)復(fù)制兩個(gè)旋鈕，并分別命名為“幅值1”、“幅值2〃、用同樣的方法生成兩個(gè)轉(zhuǎn)盤并命名為“掃描頻率〃、“上下移動(dòng)〃，找到如圖3示的“selectchannel"三向開關(guān)控件放在前面板中，它對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽值有三個(gè)，即自上而下分別是雙通道，通道2,通道1。如圖示：4、參考模擬信號(hào)生成及輸出在函數(shù)，編程，構(gòu)造中選擇循環(huán)構(gòu)造，通過一個(gè)條件構(gòu)造進(jìn)展連接，添加分支得到三個(gè)條件分支，可以相應(yīng)的輸出通道一、二和雙通道。，如圖4所示。在這個(gè)外側(cè)加上while語(yǔ)句，確保生成連續(xù)信號(hào)。最后進(jìn)展顯示，步驟是進(jìn)入前面板右擊選擇控件中的圖形顯示控件下的波行圖項(xiàng)，連接到條件語(yǔ)句后面。在這個(gè)過程中由于雙通道是一個(gè)捆綁數(shù)據(jù)，導(dǎo)致通道一、二必須要進(jìn)展數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。如以以下圖：5、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和回放本局部是對(duì)硬件采集到的數(shù)據(jù)做簡(jiǎn)單的處理后，進(jìn)展保存，其程序圖如圖4.3所示，此處還調(diào)用了兩個(gè)子程序：讀取和保存子程序。6、程序框圖的調(diào)整、檢錯(cuò)、整理程序框圖設(shè)計(jì)完成之后，單擊號(hào)畫I運(yùn)行，觀察運(yùn)行結(jié)果，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)進(jìn)展修改。在確認(rèn)準(zhǔn)確無(wú)誤之后對(duì)程序框圖中的各個(gè)器件的連線進(jìn)展整理，整理之后如〔以以下圖）所示：7、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)在后面板中，擊右鍵，從Express中的信號(hào)分析控件中，選擇旋分析控件,在后面板面板生成一個(gè)相應(yīng)的控件，雙擊這個(gè)控件得到配置統(tǒng)計(jì)界面，選擇相應(yīng)的選項(xiàng)。如以以下圖：8、前面板的調(diào)整、檢錯(cuò)、美化進(jìn)展前面板的設(shè)計(jì)。先進(jìn)展適宜的布局，然后主要用到控件中的新式中的修飾進(jìn)展前面板的設(shè)計(jì)，可以添加一些框和盒之類的東西進(jìn)展美化界面。然后再添加一些必要的說明文字，再對(duì)其進(jìn)展布置，修飾。這樣整個(gè)簡(jiǎn)單虛擬示波器就完成了。實(shí)驗(yàn)的前面板如下:9、硬件連接調(diào)試在運(yùn)行過程中，可以通過單擊選項(xiàng)卡頂端的選項(xiàng)進(jìn)展切換。功能按鈕的實(shí)現(xiàn)在程序設(shè)計(jì)中已經(jīng)涉及。坐標(biāo)控制局部在前面板中主要是兩個(gè)旋鈕控件，其功能的實(shí)現(xiàn)還要通過其在程序框圖中的相應(yīng)程序來實(shí)現(xiàn)當(dāng)點(diǎn)擊按鈕之后，系統(tǒng)開場(chǎng)運(yùn)行，通過操縱量旋鈕可以選擇通道形式。調(diào)節(jié)幅值頻率，待上面的顯示波形穩(wěn)定后，按下存儲(chǔ)鍵，一段時(shí)間后按下回放鍵，右面的波形圖回放波形，起到存儲(chǔ)回放功能。即顯示下面的圖形：六、總結(jié)和學(xué)習(xí)體會(huì)：通過這次設(shè)計(jì)，一學(xué)期的labv