內(nèi)蒙古科技大學(xué)虛擬儀器課程設(shè)計說明書題 目：虛擬示波器學(xué)生姓名：潘佳琪學(xué) 號：1067106205專 業(yè)：10自動化2班指導(dǎo)教師：肖俊生一.基于LABVIEW的雙通道示波器設(shè)計摘要：虛擬儀器是現(xiàn)代計算機軟硬件技術(shù)飛速發(fā)展的產(chǎn)物，他正逐步取代傳統(tǒng)的電子儀器，是現(xiàn)代電工電子儀器的發(fā)展方向。虛擬儀器主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析處理。數(shù)據(jù)輸出與顯示三部分模塊組成。本次實驗設(shè)計使用了LABVIEW的各種課程知識（如分支、循環(huán)等常用編程邏輯結(jié)構(gòu)；族、簇數(shù)組等常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；波形生成控件。邏輯控件、數(shù)值控件等多個控件和自創(chuàng)建的多個子功能）利用LABVIEW成功模擬了簡單數(shù)字雙通示波器的各種功能。設(shè)計的虛擬示波器涉及的主要功能包括：雙通道信號輸入、觸發(fā)控制、通道控制、時基控制、波形顯示、參數(shù)自測量等。本示波器的數(shù)據(jù)采集的功能與普通示波器一樣：波形顯示模式：通道A或B、A+B及A-B等。經(jīng)測試，本示波器可實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，并可對采集信號進行運算。二．設(shè)計目標:通過實驗，初步了解虛擬儀器的概念，基本掌握labview8.5的操作方法，掌握各種控件和編程函數(shù)的用法。以labview8.5為操作環(huán)境，創(chuàng)建示波器vi,能夠?qū)Σ煌l率的輸入信號進行清晰的輸出波形顯示（單通道波形輸出顯示或雙通道波形輸出顯示）能夠選擇觸發(fā)器極性，能進行水平和垂直分度的調(diào)節(jié)，并能夠隨時控制波形顯示的停止與開啟。三.設(shè)計要求:（1） 連續(xù)、定時采集一個電壓信號可顯示電壓的峰值、平均值（2） 可顯示電壓的峰值、平均值（3） 具有數(shù)據(jù)存儲、回放功能、4主要功能（1）運行、停止（2）可顯示兩路以上圖形x,y軸調(diào)整。（3）顯示模式:單通道，多通道，運算模式（4）測量:頻率，周期，幅值，上升時間，占空比等參數(shù)。高級功能:FFT，儲存，網(wǎng)絡(luò)等。四.設(shè)計思路:在while循環(huán)內(nèi)創(chuàng)建一個選擇窗口，用開關(guān)來選擇真假，只有當真時才讓示波器啟動，在選擇框內(nèi)創(chuàng)建一個示波器看的輸入通道，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)進行波形的統(tǒng)計顯示，并能夠?qū)Σㄐ芜M行存儲和回放。圖1五．設(shè)計實現(xiàn)過程啟動LabVIEW8.5,進入程序運行界面，進入程序框圖1.前界面的創(chuàng)建和設(shè)計在本章創(chuàng)建雙通道的設(shè)計過程中，首先對該LabVIEW的VI前界面進行整體創(chuàng)建和設(shè)計。前界面的主要創(chuàng)建設(shè)計為：創(chuàng)建波形圖顯示控件，用于示波器的波形圖顯示；創(chuàng)建簡單示波器的LOGO圖標部分；創(chuàng)建觸發(fā)器面板，在該觸發(fā)器面板山，完成基本觸發(fā)選項的布局，包括觸發(fā)源、觸發(fā)極性和觸發(fā)電位；創(chuàng)建通道選擇面板，可以對示波器可以顯示的通道波形進行選擇；創(chuàng)建定位面板，可以對示波器的水平分度和幅值分度進行調(diào)節(jié)；創(chuàng)建程序控制面板，對示波器控件的程序功能進行控制和調(diào)節(jié)根據(jù)設(shè)計思路，設(shè)計成的前面板如圖所示。1Q砸3-1 -ff.9GJ8"OJ叩』1Q砸3-1 -ff.9GJ8"OJ叩』415-D4&1B1遠或Ft|爲比泡范笑跑垃巴竺彎El?0,(0ikhfi1DiML/akhlSl±l||幀朋uWrti.l2．布置雙通道示波器界面的其他面板如前文所述，本章創(chuàng)建雙通道波形圖VI控件，首先創(chuàng)建該波形圖控件的外觀界面。根據(jù)外觀界面的整體布局，需要在前面板界面上，布置多個面板，用于對不同調(diào)節(jié)功能、說明功能和控件功能的調(diào)節(jié)、顯示和完成控件目的。需要布置的主要包括以下一些面板：LOGO面板（用于顯示簡單雙通道示波器的LOGO屬性）、觸發(fā)器面板（用于布置觸發(fā)源、觸發(fā)極性和出發(fā)電平大小的調(diào)節(jié)等功能控件的布置）、程序控制面板（控制簡單雙通道示波器的信息顯示和程序終止命令的執(zhí)行任務(wù)）、通道選擇面板（選擇示波器不同通道的信號，如單通道還是雙通道信號顯示）和定位面板（水平分度的調(diào)節(jié)及數(shù)值分度的調(diào)節(jié)和顯示）。盅形相協(xié)均方根直|[o.oo173.105m最ihil亙流疸11盅形相協(xié)均方根直|[o.oo173.105m最ihil亙流疸11-45O.89U丙期平均直占空比招芫題r遷JEH車件1Ai3Sr.fi劇滙Q1*0^1遷JEH車件1Ai3Sr.fi劇滙Q1*0^1L円卜f3.雙通道示波器VI的程序框圖如圖所示為本章創(chuàng)建的雙通道示波器的程序框圖。該雙通道示波器的主要功能通過以下幾個主要功能塊的編程來實現(xiàn)。在程序框圖上，已對主要的功能快進行標記。下面，將對這幾個主要功能塊要實現(xiàn)的功能和作用分別進行介紹。]EsHfflE^H匚"Hw咐4fltrlifr.J]EsHfflE^H匚"Hw咐4fltrlifr.J7L-怦1）觸發(fā)器功能塊觸發(fā)器功能塊是雙通道示波器的一個主要功能。觸發(fā)器主要設(shè)定濾波器的觸發(fā)源、觸發(fā)極性和觸發(fā)電位，也是一般示波器的主要功能之一。本章在創(chuàng)建觸發(fā)器功能塊時，包括觸發(fā)源性質(zhì)，通道B觸發(fā)（CHB）或外觸發(fā)（EXT）。如果觸發(fā)源是外觸發(fā)，那么，濾波器的觸發(fā)源通過本章設(shè)置的示波器的內(nèi)置其他功能來實現(xiàn)。此時，觸發(fā)源的其他兩個選項，即觸發(fā)極性選擇和觸發(fā)電位調(diào)節(jié)旋鈕就不可用。觸發(fā)極性邏輯開關(guān)選擇設(shè)定觸發(fā)器為正觸發(fā)（POS）還是負觸發(fā)（NEG），表明觸發(fā)器的觸發(fā)沿由何種性質(zhì)的觸發(fā)信號產(chǎn)生。通過調(diào)節(jié)觸發(fā)電位旋鈕，可以調(diào)節(jié)觸發(fā)器的觸發(fā)電位高低。（2） 通道選擇功能通道選擇功能塊通過調(diào)節(jié)選擇，可以表明示波器顯示哪一通道信號，可以選擇的通道信號為通道A、通道B以及通道A和通道B兩路信號同時顯示。常見的一般示波器都可以進行單通道信號顯示或兩路通道信號顯示。通道選擇以及示波器中的信號顯示同樣是一般示波器的主要功能之一。本章在創(chuàng)建雙通道示波器進行簡單的期間模擬時，對這部分功能進行了實現(xiàn)和模擬。（3） 水平分度調(diào)節(jié)水平分度大小調(diào)節(jié)功能塊可以調(diào)節(jié)示波器顯示窗口的波形在水平方向，即x方向的水平分度的大小，進而可以改變波形圖窗口能夠顯示的完整波形的數(shù)目。本章所創(chuàng)建的雙通道示波器可以實現(xiàn)3個水平分度大小的調(diào)節(jié)。一般的示波器能夠在一定范圍內(nèi)，對水平方向的分度大小進行連續(xù)調(diào)節(jié)。這部分功能時一般常見示波器的主要功能之一。本章創(chuàng)建的這部分功能只是對常見示波器水平調(diào)節(jié)功能的簡單演示。感興趣的讀者可以根據(jù)LabVIEW提供的函數(shù)功能，對這部分調(diào)節(jié)功能進行完善，使之能夠連續(xù)調(diào)節(jié)。（4） 幅值分度調(diào)節(jié)同水平分度大小調(diào)節(jié)功能一樣，幅值分度調(diào)節(jié)功能可以對示波器波形顯示窗口的分度大小進行調(diào)節(jié)，根據(jù)不同的輸入波形大小，調(diào)節(jié)示波器的分度大小，從而能夠顯示完整的輸入信號的波形。常見的一般示波器能夠?qū)Ψ档姆侄却笮∵M行連續(xù)調(diào)節(jié)，從而能夠?qū)斎氩ㄐ芜M行比較完整的顯示。本章在創(chuàng)建雙通道示波器時對這部分功能進行了簡單的實現(xiàn)，可以對3個大小不同的分度進行調(diào)節(jié)。同樣，感興趣的讀者可以對這部分功能進行進一步的擴充和完善。（5） 主體控制這部分功能是本章創(chuàng)建的雙通道示波器程序的主體控制部分，能夠?qū)Ρ菊聞?chuàng)建的雙通道示波器的信息內(nèi)容和主要功能進行說明和提示。同時也可以對本章所創(chuàng)建的雙通道示波器終止運行過程進行控制。（6） 波形顯示窗口波形顯示窗口是雙通道示波器進行波形顯示的主界面。一般的示波器都通過波形顯示窗口對出入示波器的兩路信號進行顯示。在雙通道示波器的調(diào)節(jié)過程中，對所有調(diào)節(jié)功能進行調(diào)節(jié)測試，觀察相應(yīng)的波形變化情況時，也可以通過這部分波形顯示部分進行顯示。本章在創(chuàng)建雙通道示波器時采用LabVIEW8.2提供的波形圖VI控件，對輸入波形圖控件的信號可以進行比較簡單的顯示。六.LabVIEW設(shè)計的心得體會LabVIEW是美國國家儀器公司（簡稱VI公司）研制的一個功能強大的開發(fā)平臺，主要是為儀器系統(tǒng)的開發(fā)者提供建立，檢測和修改儀器系統(tǒng)的圖形軟件系統(tǒng)。LabVIEW的特點：采用了通用的硬件，各種儀器的差異主要是軟件；可充分發(fā)揮計算機的能力，有強大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強的儀器；用戶可以根據(jù)自己的需要定義和制造各種儀器。通過這次labview的課程設(shè)計，具體的來說我掌握了了公式節(jié)點的用法；濾波器的用法；圖形編輯器的用法和子VI的建立過程及調(diào)用；掌握了while循環(huán)、for循環(huán)、條件結(jié)構(gòu)循環(huán)的用法；初步了解了順序結(jié)構(gòu)的用法；了解了數(shù)據(jù)采集的基本知識；熟悉了寫入測量文件及保存數(shù)據(jù)的基本操作、程序調(diào)試過程中的單步執(zhí)行、斷點設(shè)置以及探針工具的使用方法、延時程序的調(diào)用方法等等。我明白了課堂中學(xué)習(xí)到的知識得到運用，課堂學(xué)的東西遠遠不能滿足實際應(yīng)用，我深刻的知道實驗對于理論知識的升華的重要性。在今后的求學(xué)過程中，注重對自己動手能力的培養(yǎng)，全面發(fā)展自己，做個真正意義上的大學(xué)生。七參考文獻楊樂平，李海濤，楊磊編著.LabVIEW程序設(shè)計與應(yīng)用（第二版）?北京：電子工業(yè)出版社，2007劉君華主編?基于LabVIEW的虛擬儀器設(shè)計?北京：電子工業(yè)出版社，2003黃松林，吳靜編著?虛擬儀器設(shè)計教程?北京：清華大學(xué)出版社，2008陸綺榮編著?基于虛擬儀器技術(shù)個人實驗室的構(gòu)建.北京：電子工業(yè)出版社八.程序調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題和解決辦法1）完成了一部分并查看波形的時候，發(fā)現(xiàn)波形向左移動的非?？?，這樣很不利于觀察波形信號。通過查資料發(fā)現(xiàn)可以通過在前面板上添加時間延遲ExpressVI,設(shè)置程序循環(huán)延時時間可以解決這一問題。但是要在程序框圖上添加并設(shè)置，這很不方便，后來發(fā)現(xiàn)模板上的VI波形圖都可以均勻的慢速的向左移，經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，只要修改配置仿真信號的屬性即可，具體操作時將定時區(qū)域的“以可達到的最快速度運行”取消，并勾選中“仿真采集時鐘”。2）在選擇CH1條件結(jié)構(gòu)的“假”分支時，因為不用輸出波形，所以我沒有連接輸出隧道，這是幸運星出現(xiàn)錯誤，這個錯誤是因為條件結(jié)構(gòu)中多個分支的輸出隧道公用輸出。僅執(zhí)行結(jié)構(gòu)的某一幀時，各個