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虚拟仪器是现代计算机软硬件技术飞速发展的产物,它正逐步取代传统的电子仪器,是现代电工电子测量仪器的发展方向。虚拟仪器主要由数据采集、数据分析处理、数据输出与显示三部分模块组成。其软件开发平台有LabView、VC++ 等。 在此基础上,利用美国NI公司的虚拟仪器开发环境LabVIEW设计了虚拟示波器,介绍虚拟示波器的实现过程。该仪器是用基于图形化编程语言LabVIEW8i 而编写的, 本虚拟示波器涉及主要功能包括:双通道信号输入、触发控制、通道控制、时基控制、波形显示、参数自测量等。本虚拟示波器的数据采集的功能与普通示波器一样;波形显示模式:通道 A或B 、A+B及A-B等。测试结果表明,本文设计的两通道数字示波器系统设计正确。
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平顶山工学院毕业设计论文
1
摘 要
虚拟仪器是现代计算机软硬件技术飞速发展的产物,它正逐步取代传统的电
子仪器,是现代电工电子测量仪器的发展方向。虚拟仪器主要由数据采集、数据
分析处理、数据输出与显示三部分模块组成。其软件开发平台有 LabView、VC++
等。
在此基础上,利用美国 NI 公司的虚拟仪器开发环境 LabVIEW 设计了虚拟示波
器,介绍虚拟示波器的实现过程。该仪器是用基于图形化编程语言 LabVIEW8i 而
编写的, 本虚拟示波器涉及主要功能包括:双通道信号输入、触发控制、通道控
制、时基控制、波形显示、参数自测量等。本虚拟示波器的数据采集的功能与普
通示波器一样;波形显示模式:通道 A 或 B 、A+B 及 A-B 等。测试结果表明,本
文设计的两通道数字示波器系统设计正确。
关键词: 虚拟仪器; 示波器; LabVIEW
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2
平顶山工学院毕业设计论文
3
Abstract
The hypothesized instrument is the modern computer software and hardware
technology rapid development product, it is substituting for traditional gradually the
electronic instrumentation, is the modern electrician electronic surveying instrument
development direction. The hypothesized instrument mainly by the data acquisition,
data analysis processing, the data output and demonstrated three parts of modules
compose. Its software development platform has LabView, VC++ and so on.
In this foundation, has designed the hypothesized oscilloscope using American NI
Corporation's hypothesized instrument development environment LabVIEW, the
introduction hypothesized oscilloscope realization process. This instrument is with,
this hypothesized oscilloscope which compiles based on presente in figures and
diagrams programming language LabVIEW8i involves the main function to include:
Double channel signal input, triggering control, channel control, time base control,
profile demonstration, parameter from survey and so on. This hypothesized
oscilloscope data acquisition function and the ordinary oscilloscope are same; Profile
demonstration pattern: Channel A or B, A+B and A-B and so on. The test result
indicated, this article designs two channel digital oscilloscope system design is
correct.
Key word: Virtual instrument; Oscilloscope; LabVIEW
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4
目 录
引 言...............................................................1
第一章:虚拟仪器....................................................3
1.1 虚拟仪器概述.................................................3
1.2 虚拟仪器的特点 ..............................................4
1.3 虚拟仪器现状及其发展趋势.....................................5
1.3.1 虚拟仪器的发展及特点...................................5
1.3.2 虚拟仪器的发展方向.....................................6
1.4 虚拟仪器的设计步骤...........................................6
第二章:LabVIEW 概述 ................................................9
2.1 什么叫 LabVIEW...............................................9
2.2 LabVIEW 软件的特点 ........................................11
第三章 示波器设计..................................................12
3.1 本示波器功能................................................12
3.1.1 主要功能模块 ..........................................12
3.1.2 波形显示模块 ..........................................12
3.2 示波器前面板设计 ...........................................13
3.3 示波器的后面板(程序设计)..................................14
3.3.1 数据采集模块(模拟数据采集) ..........................14
3.3.2 自动扫描控制 ..........................................20
3.3.3 波形显示 ..............................................21
3.3.4 测量波形的各种参数 ....................................24
3.3.5 手动/自动程序 .........................................26
3.4 总程序......................................................27
结 论.............................................................28
后记...............................................................29
参考文献...........................................................30
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5
引 言
随着计算机技术的发展,传统仪器开始向计算机化的方向发展。虚拟仪器是 90
年代提出的新概念。虚拟仪器技术的提出与发展,标志着二十一世纪自动测试
与电子测量仪器领域技术发展的一个重要方向。所谓虚拟仪器,就是在通用的计
算机平台上定义和设计仪器的测试功能,使用者操作这台计算机,就像是在使用
一台专门设计的电子仪器。
传统台式仪器是由仪器厂家设计并定义好功能的一个封闭结构,它有固定的
输入/输出接口和仪器操作面板,每种仪器实现一类特定的测量功能,并以确定
的方式提供给用户。从一般的仪器设计模型看,一种仪器无非是由数据采集、分
析处理、人机交互和显示等几部分功能模块组成的整体。因此我们可以设想在必
要的数据采集硬件和通用计算机支持下,通过软件设计实现仪器的全部功能,这
就是虚拟仪器设计的核心。与传统仪器相比,虚拟仪器除了在性能、易用性、用
户可定制性等方面具有更多优点外,在工程应用和社会经济效益方面也具有突出
优势。一方面,目前我国高档台式仪器如数字示波器、频谱分析仪、逻辑分析仪
等还主要依赖进口,这些仪器加工工艺复杂、对制造水平要求高,生产突破有困
难,采用虚拟仪器技术可以通过只采购必要的通用数据采集硬件来设计资金的仪
器系统;另一方面,用户可以将一些先进的数字信号处理算法应用于虚拟仪器,
提供传统台式仪器不具备的功能,而且完全可以通过软件配置实现多功能集成的
仪器设计。因此,可以说虚拟仪器代表了未来测量仪器设计发展的方向。虚拟仪
器技术目前在国外发展很快,以美国国家仪器公司(NI 公司)为代表的一批厂
商已经在市场上推出了基于虚拟仪器技术而设计的商品化仪器产品。数字示波器
是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用仪器。
LabVIEW 是 NI 推出的虚拟仪器开发平台软件,它们能够以其直观简便的编
程方式、众多的源码级的设备驱动程序、多种多样的分析和表达功能支持,为用
户快捷地构筑自己在实际生产中所需要的仪器系统创造了基础条件。LabVIEW 采
用图形化编程语言--G 语言,产生的程序是框图的形式,易学易用,特别适合硬
件工程师、实验室技术人员、生产线工艺技术人员的学习和使用,可在很短的时
间内掌握并应用到实践中去。特别是对于熟悉仪器结构和硬件电路的硬件工程师、
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