基于Labview的虛擬信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)

1、1.設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求；1.設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求；基于DAQ的虛擬信號(hào)發(fā)生器1）產(chǎn)生任意信號(hào)2）通過(guò)DAQ將此信號(hào)輸出，可以在示波器上進(jìn)行顯示3）用示波器測(cè)量產(chǎn)生的信號(hào)，調(diào)節(jié)信號(hào)的相關(guān)參數(shù)，觀察示波器的變化。注意：信號(hào)的幅值和頻率，與DAQ的關(guān)系。4）討論信號(hào)失真的原因，并在程序中加以限制，當(dāng)用戶的參數(shù)選擇受限時(shí)，報(bào)警（提示用戶，該參數(shù)會(huì)造成信號(hào)發(fā)生器輸出與要求不符，并要求重新輸入。）2.對(duì)設(shè)計(jì)論文撰寫(xiě)內(nèi)容、格式、字?jǐn)?shù)的要求；（1）.課程設(shè)計(jì)論文是體現(xiàn)和總結(jié)課程設(shè)計(jì)成果的載體，一般不應(yīng)少于3000字。（2）.學(xué)生應(yīng)撰寫(xiě)的內(nèi)容為：中文摘要和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻(xiàn)等。課程設(shè)計(jì)論文的結(jié)構(gòu)及各部分

2、內(nèi)容要求可參照沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫(xiě)規(guī)范執(zhí)行。應(yīng)做到文理通順，內(nèi)容正確完整，書(shū)寫(xiě)工整，裝訂整齊。（3）.論文要求打印，打印時(shí)按沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫(xiě)規(guī)范的要求進(jìn)行打印。（4）. 課程設(shè)計(jì)論文裝訂順序?yàn)椋悍饷?、任?wù)書(shū)、成績(jī)?cè)u(píng)審意見(jiàn)表、中文摘要和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻(xiàn)。3.時(shí)間進(jìn)度安排；順序階段日期計(jì) 劃 完 成 內(nèi) 容備注1月 日教師講解題目，學(xué)生查閱相關(guān)資料2月 日進(jìn)行方案論證，確定程序流程，熟悉NI-DAQ使用方法3月 日程序設(shè)計(jì)4月 日調(diào)試程序5月 日撰寫(xiě)論文，成果驗(yàn)收一 設(shè)計(jì)任務(wù)描述1.1 設(shè)計(jì)題目：基于Labview的虛擬信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)要求1.2.

3、1 基本要求：基于DAQ的虛擬信號(hào)發(fā)生器1）產(chǎn)生任意信號(hào)。2）通過(guò)DAQ將此信號(hào)輸出，可以在示波器上進(jìn)行顯示。3）用示波器測(cè)量產(chǎn)生的信號(hào)，調(diào)節(jié)信號(hào)的相關(guān)參數(shù)，觀察示波器的變化。注意：信號(hào)的幅度和頻率，與DAQ的關(guān)系。4）討論信號(hào)失真的原因，并在程序中加以限制，當(dāng)用戶的參數(shù)選擇受限時(shí)，報(bào)警（提示用戶，該參數(shù)會(huì)造成信號(hào)發(fā)生器輸出與要求不符，并要求重新輸入。）二 設(shè)計(jì)思路我所設(shè)計(jì)的虛擬信號(hào)發(fā)生器主要由四部分組成。第一部分：信號(hào)發(fā)生器總開(kāi)關(guān)。用于控制信號(hào)發(fā)生器的開(kāi)與關(guān)?？傞_(kāi)關(guān)的控制通過(guò)while循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。第二部分：信號(hào)輸出。信號(hào)發(fā)生器輸出波形的選擇及其相關(guān)參數(shù)（頻率、幅度、相位、偏移量、方波占空比）

4、的調(diào)節(jié)，并輸出信號(hào)。波形的選擇通過(guò)條件結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，波形選擇的顯示通過(guò)組合框來(lái)實(shí)現(xiàn)，相關(guān)參數(shù)的調(diào)節(jié)通過(guò)數(shù)值輸入控件或旋鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)，相關(guān)參數(shù)的數(shù)值顯示通過(guò)數(shù)值顯示控件來(lái)實(shí)現(xiàn)，輸出信號(hào)通過(guò)波形圖顯示來(lái)是實(shí)現(xiàn)。第三部分：輸入頻率判斷。提示用戶所選波形在正常情況下的頻率范圍并對(duì)用戶所選的頻率進(jìn)行判斷，在不符合要求時(shí)給予提示。頻率的正常范圍通過(guò)字符串顯示控件來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果用戶所選的頻率過(guò)低或過(guò)高則提示用戶并要求重新選擇頻率。用戶所選頻率的判斷通過(guò)條件結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，提示通過(guò)字符串顯示控件以及圓形指示燈來(lái)實(shí)現(xiàn)。頻率過(guò)低時(shí)提示：“頻率過(guò)低，失真，請(qǐng)重新輸入” 。頻率過(guò)高時(shí)提示：“頻率過(guò)高，失真，請(qǐng)重新輸入” 。在正常

5、范圍內(nèi)時(shí)提示：“正確輸出” 。第四部分：建立DAQ助手。根據(jù)用戶所選擇的波形及參數(shù)，將用戶所需要的波形輸出并在示波器上顯示。以上就是我所設(shè)計(jì)的虛擬信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)思路。三 設(shè)計(jì)方框圖開(kāi)關(guān)波形選擇鋸齒波南北紅三角波南北紅方波南北紅正弦波南北紅波形調(diào)節(jié)占空比調(diào)節(jié)南北紅偏移量調(diào)節(jié)南北紅相位調(diào)節(jié)南北紅頻率調(diào)節(jié)南北紅幅度調(diào)節(jié)南北紅是否失真否南北紅是南北紅輸出波形失真提示南北紅四 設(shè)計(jì)原理4.1 信號(hào)發(fā)生器總開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生器總開(kāi)關(guān)為：控件新式布爾開(kāi)關(guān)按鈕。開(kāi)關(guān)按鈕按下時(shí)，輸出真：未按下時(shí)，輸出假。通過(guò)while結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷，開(kāi)關(guān)按鈕輸出真時(shí)，產(chǎn)生信號(hào)。開(kāi)關(guān)按鈕輸出假時(shí)，不產(chǎn)生信號(hào)，程序停止。4.2 信號(hào)輸出

6、4.2.1 信號(hào)發(fā)生器輸出波形選擇選擇信號(hào)發(fā)生器輸出波形顯示為：控件新式字符串與路徑組合框。用戶可以從正弦波、方波、三角波、鋸齒波這四種波形中選擇其中的一種。波形選擇與顯示通過(guò)組合框來(lái)完成。波形選擇后將用戶所選的選項(xiàng)通過(guò)條件結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶所選的波形對(duì)應(yīng)執(zhí)行不同的程序，輸出不同的波形。4.2.2 信號(hào)發(fā)生器輸出波形相關(guān)參數(shù)調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)節(jié)為：數(shù)值輸入：控件新式數(shù)值數(shù)值輸入控件。旋鈕：控件新式數(shù)值旋鈕。重置信號(hào)：控件新式布爾垂直搖桿開(kāi)關(guān)。參數(shù)顯示為：控件新式數(shù)值數(shù)值顯示控件。將數(shù)值顯示控件與數(shù)值輸入或旋鈕連在一起，使它們的數(shù)據(jù)同步。根據(jù)用戶所選擇的波形參數(shù)（頻率、幅值、相位、偏移量、占空比）輸出相應(yīng)的

7、波形。4.3 輸入頻率判斷利用字符串顯示控件提示用戶其所選波形的正常輸出的頻率范圍。利用條件結(jié)構(gòu)對(duì)輸入的頻率進(jìn)行判斷，當(dāng)頻率過(guò)低時(shí)執(zhí)行提示程序：“頻率過(guò)低，失真，請(qǐng)重新輸入” ；圓形指示燈亮。當(dāng)頻率過(guò)高時(shí)執(zhí)行提示程序：“頻率過(guò)高，失真，請(qǐng)重新輸入” ；圓形指示燈亮。當(dāng)頻率適當(dāng)時(shí)執(zhí)行提示程序：“正確輸出” ；圓形指示燈滅。4.3.1 提示正常頻率正常頻率提示為：控件新式字符串與路徑字符串顯示控件。根據(jù)用戶所選的波形執(zhí)行相應(yīng)的程序：文字頻率提示依次為：“正弦波頻率范圍10-90HZ” ；“方波頻率范圍200-280HZ” ；“三角波頻率范圍20-90HZ” ；“鋸齒波頻率范圍40-170HZ” 。

8、4.3.2 輸入頻率過(guò)低時(shí)文字提示為：控件新式字符串與路徑字符串顯示控件。指示燈提示為：控件新式布爾圓形指示燈。當(dāng)輸入頻率過(guò)低時(shí)執(zhí)行提示程序：顯示“頻率過(guò)低，失真，請(qǐng)重新輸入” 。圓形指示燈亮。4.3.3 輸入頻率過(guò)高時(shí)文字提示為：控件新式字符串與路徑字符串顯示控件。指示燈提示為：控件新式布爾圓形指示燈。當(dāng)輸入頻率過(guò)高時(shí)執(zhí)行提示程序：顯示：“頻率過(guò)高，失真，請(qǐng)重新輸入” 。圓形指示燈亮。4.3.4 輸入頻率在指定范圍內(nèi)時(shí)文字提示為：控件新式字符串與路徑字符串顯示控件。指示燈提示為：控件新式布爾圓形指示燈。當(dāng)輸入頻率適當(dāng)時(shí)執(zhí)行提示程序：顯示：“正確輸出” 。圓形指示燈滅。4.4建立DAQ助手DA

9、Q為：函數(shù)測(cè)量I/ODAQmx-數(shù)據(jù)采集DAQ助手。根據(jù)用戶所選的波形及參數(shù)，將用戶所需的波形輸出，并在示波器上顯示。五 程序設(shè)計(jì) 5.1 信號(hào)發(fā)生器總開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)按鈕：按下時(shí)，輸出真。未按下時(shí)，輸出假。通過(guò)while結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷，開(kāi)關(guān)按鈕輸出真時(shí)，產(chǎn)生信號(hào)。開(kāi)關(guān)按鈕輸出假時(shí)，不產(chǎn)生信號(hào)，程序停止。5.1.1 控件1、總開(kāi)關(guān) 5.1.2 程序1、總開(kāi)關(guān)控制5.2 信號(hào)輸出用戶可以從正弦波、方波、三角波、鋸齒波這四種波形中選擇其中的一種。波形選擇與顯示通過(guò)組合框來(lái)完成。波形選擇后將用戶所選的選項(xiàng)通過(guò)條件結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶所選的波形對(duì)應(yīng)執(zhí)行不同的程序，輸出不同的波形。將數(shù)值顯示控件與數(shù)值輸入或旋鈕連在一起

10、，使它們的數(shù)據(jù)同步。根據(jù)用戶所選擇的波形參數(shù)（頻率、幅值、相位、偏移量、占空比）輸出相應(yīng)的波形。5.2.1 控件1、波形選擇 組合框設(shè)置2、數(shù)值輸入 3、旋鈕 4、數(shù)值顯示 5、重置信號(hào) 6、波形 正弦波 方波 三角波 鋸齒波7、函數(shù)信號(hào)圖 5.2.2 程序1、正弦波波形選擇與顯示通過(guò)組合框來(lái)完成。波形選擇后將用戶所選的選項(xiàng)通過(guò)條件結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶所選的波形對(duì)應(yīng)執(zhí)行不同的程序，輸出不同的波形。將數(shù)值顯示控件與數(shù)值輸入或旋鈕連在一起，使它們的數(shù)據(jù)同步。根據(jù)用戶所選擇的波形參數(shù)（頻率、幅值、相位、偏移量、占空比）輸出相應(yīng)的波形。頻率、幅值、相位這三項(xiàng)參數(shù)用戶可手動(dòng)輸入準(zhǔn)確數(shù)值；偏移量這項(xiàng)參數(shù)用戶可利

11、用旋鈕來(lái)調(diào)節(jié)，具體數(shù)值均可通過(guò)數(shù)值顯示控件來(lái)查看。重置信號(hào)為一垂直搖桿開(kāi)關(guān)，用戶可在需要時(shí)使用。2、方波波形選擇與顯示通過(guò)組合框來(lái)完成。波形選擇后將用戶所選的選項(xiàng)通過(guò)條件結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶所選的波形對(duì)應(yīng)執(zhí)行不同的程序，輸出不同的波形。將數(shù)值顯示控件與數(shù)值輸入或旋鈕連在一起，使它們的數(shù)據(jù)同步。根據(jù)用戶所選擇的波形參數(shù)（頻率、幅值、相位、偏移量、占空比）輸出相應(yīng)的波形。頻率、幅值、相位這三項(xiàng)參數(shù)用戶可手動(dòng)輸入準(zhǔn)確數(shù)值；偏移量、占空比這兩項(xiàng)參數(shù)用戶可利用旋鈕來(lái)調(diào)節(jié)，具體數(shù)值均可通過(guò)數(shù)值顯示控件來(lái)查看。重置信號(hào)為一垂直搖桿開(kāi)關(guān)，用戶可在需要時(shí)使用。3、三角波波形選擇與顯示通過(guò)組合框來(lái)完成。波形選擇后將用戶

12、所選的選項(xiàng)通過(guò)條件結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶所選的波形對(duì)應(yīng)執(zhí)行不同的程序，輸出不同的波形。將數(shù)值顯示控件與數(shù)值輸入或旋鈕連在一起，使它們的數(shù)據(jù)同步。根據(jù)用戶所選擇的波形參數(shù)（頻率、幅值、相位、偏移量、占空比）輸出相應(yīng)的波形。頻率、幅值、相位這三項(xiàng)參數(shù)用戶可手動(dòng)輸入準(zhǔn)確數(shù)值；偏移量這項(xiàng)參數(shù)用戶可利用旋鈕來(lái)調(diào)節(jié)，具體數(shù)值均可通過(guò)數(shù)值顯示控件來(lái)查看。重置信號(hào)為一垂直搖桿開(kāi)關(guān)，用戶可在需要時(shí)使用。4、鋸齒波波形選擇與顯示通過(guò)組合框來(lái)完成。波形選擇后將用戶所選的選項(xiàng)通過(guò)條件結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶所選的波形對(duì)應(yīng)執(zhí)行不同的程序，輸出不同的波形。將數(shù)值顯示控件與數(shù)值輸入或旋鈕連在一起，使它們的數(shù)據(jù)同步。根據(jù)用戶所選擇的波形參數(shù)（

13、頻率、幅值、相位、偏移量、占空比）輸出相應(yīng)的波形。頻率、幅值、相位這三項(xiàng)參數(shù)用戶可手動(dòng)輸入準(zhǔn)確數(shù)值；偏移量這項(xiàng)參數(shù)用戶可利用旋鈕來(lái)調(diào)節(jié)，具體數(shù)值均可通過(guò)數(shù)值顯示控件來(lái)查看。重置信號(hào)為一垂直搖桿開(kāi)關(guān)，用戶可在需要時(shí)使用。5.3 輸入頻率判斷利用字符串顯示控件提示用戶所選波形的正常輸出頻率的范圍。利用條件結(jié)構(gòu)對(duì)輸入的頻率進(jìn)行判斷，當(dāng)頻率過(guò)低時(shí)執(zhí)行提示程序：“頻率過(guò)低，失真，請(qǐng)重新輸入” ；圓形指示燈亮。當(dāng)頻率過(guò)高時(shí)執(zhí)行提示程序：“頻率過(guò)高，失真，請(qǐng)重新輸入” ；圓形指示燈亮。當(dāng)頻率適當(dāng)時(shí)執(zhí)行提示程序：“正確輸出” ；圓形指示燈滅。5.3.1 控件1、字符串常量頻率過(guò)低，失真，請(qǐng)重新輸入正確輸入頻率

14、過(guò)高，失真，請(qǐng)重新輸入2、真常量 3、假常量4、正常頻率提示 5、提示 6、指示燈 5.3.2 程序1、正弦波正弦波輸入頻率過(guò)低文字頻率提示為：“正弦波頻率范圍10-90HZ” 。當(dāng)輸入頻率過(guò)低時(shí)執(zhí)行提示程序：顯示“頻率過(guò)低，失真，請(qǐng)重新輸入” 。圓形指示燈亮。正弦波輸入頻率適當(dāng)文字頻率提示為：“正弦波頻率范圍10-90HZ” 。當(dāng)輸入頻率適當(dāng)時(shí)執(zhí)行提示程序：顯示：“正確輸出” 。圓形指示燈滅。正弦波輸入頻率過(guò)高文字頻率提示為：“正弦波頻率范圍10-90HZ” 。當(dāng)輸入頻率過(guò)高時(shí)執(zhí)行提示程序：顯示：“頻率過(guò)高，失真，請(qǐng)重新輸入” 。圓形指示燈亮。2、方波方波輸入頻率過(guò)低文字頻率提示為： “方波

15、頻率范圍200-280HZ” 。當(dāng)輸入頻率過(guò)低時(shí)執(zhí)行提示程序：顯示“頻率過(guò)低，失真，請(qǐng)重新輸入” 。圓形指示燈亮。方波輸入頻率適當(dāng)文字頻率提示為： “方波頻率范圍200-280HZ” 。當(dāng)輸入頻率適當(dāng)時(shí)執(zhí)行提示程序：顯示：“正確輸出” 。圓形指示燈滅。方波輸入頻率過(guò)高文字頻率提示為： “方波頻率范圍200-280HZ” 。當(dāng)輸入頻率過(guò)高時(shí)執(zhí)行提示程序：顯示：“頻率過(guò)高，失真，請(qǐng)重新輸入” 。圓形指示燈亮。 3、三角波三角波輸入頻率過(guò)低文字頻率提示為： “三角波頻率范圍20-90HZ” 。當(dāng)輸入頻率過(guò)低時(shí)執(zhí)行提示程序：顯示“頻率過(guò)低，失真，請(qǐng)重新輸入” 。圓形指示燈亮。三角波輸入頻率適當(dāng)文字頻率

16、提示為： “三角波頻率范圍20-90HZ” 。當(dāng)輸入頻率適當(dāng)時(shí)執(zhí)行提示程序：顯示：“正確輸出” 。圓形指示燈滅。 三角波輸入頻率過(guò)高文字頻率提示為： “三角波頻率范圍20-90HZ” 。當(dāng)輸入頻率過(guò)高時(shí)執(zhí)行提示程序：顯示：“頻率過(guò)高，失真，請(qǐng)重新輸入” 。圓形指示燈亮。4、鋸齒波鋸齒波輸入頻率過(guò)低文字頻率提示為：“鋸齒波頻率范圍40-170HZ” 。當(dāng)輸入頻率過(guò)低時(shí)執(zhí)行提示程序：顯示“頻率過(guò)低，失真，請(qǐng)重新輸入” 。圓形指示燈亮。鋸齒波輸入頻率適當(dāng)文字頻率提示為：“鋸齒波頻率范圍40-170HZ” 。當(dāng)輸入頻率適當(dāng)時(shí)執(zhí)行提示程序：顯示：“正確輸出” 。圓形指示燈滅。 鋸齒波輸入頻率過(guò)高文字頻率

17、提示為：“鋸齒波頻率范圍40-170HZ” 。當(dāng)輸入頻率過(guò)高時(shí)執(zhí)行提示程序：顯示：“頻率過(guò)高，失真，請(qǐng)重新輸入” 。圓形指示燈亮。5.4 建立DAQ助手5.4.1 控件根據(jù)用戶所選的波形及參數(shù)，將用戶所需的波形輸出，并在示波器上顯示。5.4.2 程序1、在函數(shù)選板上，依次選擇測(cè)量I/ODAQmx-數(shù)據(jù)采集DAQ助手。2、在【生成信號(hào)】中選擇【模擬輸出】的【電壓輸出】3、選擇通道【ao0】。4、直接點(diǎn)擊【確定】。六 工作過(guò)程分析點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，若開(kāi)關(guān)不按下，則不會(huì)產(chǎn)生任何波形；當(dāng)開(kāi)關(guān)按下時(shí)，將根據(jù)用戶波形及參數(shù)的選擇產(chǎn)生用戶所需要的波形。6.1 正弦波工作過(guò)程分析波形選擇為“正弦波” 、頻率輸入為“50” 、幅值輸入為“2” 、相位輸入為“0” 偏移量輸入為“0” 、占空比輸入量為“0” 。重置開(kāi)關(guān)置于“關(guān)” 。6.2