實驗3 簡單雙通道示波器設(shè)計

1、實驗4簡單雙通道示波器設(shè)計目的：綜合實用Labview知識，在本設(shè)計中使用了層疊式順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)等 編程邏輯結(jié)構(gòu)以及常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如簇、捆綁成簇等數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)；同時還用到了波形生 成控件VI、邏輯控件VI、數(shù)值控件VI等多個控件。此外還創(chuàng)建了多個子VI，可以使學(xué)生 更好地掌握Labview編程的方法和技術(shù)。設(shè)計要求：能夠?qū)崿F(xiàn)比較簡單的雙通道示波器功能，主要功能包括：輸出波形顯示（單通道 輸出波形顯示或兩通道輸出波形同時顯示）；選擇觸發(fā)器極性（通道B觸發(fā)、外觸發(fā)EXT、 正負(fù)極性觸發(fā)等）并能設(shè)置觸發(fā)電位；能進(jìn)行水平分度和垂直分度的調(diào)節(jié)。前面板樣式：圖1簡單雙通道示波器的前面板實驗

2、內(nèi)容：設(shè)計簡單雙通道示波器，并對主要功能進(jìn)行測試、調(diào)節(jié)和使用。運(yùn)行所設(shè)計的簡單雙通道示波器VI。調(diào)節(jié)該簡單雙通道示波器的一些選擇開關(guān)和旋鈕，可以測試該示波器的主要功能。選擇 觸發(fā)源開關(guān)，可以實現(xiàn)通道B（CH B）或外部觸發(fā)（EXT）；選擇觸發(fā)沿開關(guān)，可以實 現(xiàn)正觸發(fā)（POS）或負(fù)觸發(fā)（NEG）；通過旋鈕調(diào)節(jié)設(shè)定觸發(fā)電平（Level）。選擇通道開關(guān)，可以顯示不同信號。選擇定位調(diào)節(jié)開關(guān)（POSITION），可以調(diào)節(jié)水平和垂直分度?？梢燥@示該簡單雙通道示波器的信息和終止該示波器的運(yùn)行。簡單雙通道示波器VI的程序框圖：該VI主要包括：觸發(fā)功能塊、通道選擇功能塊、水平分度調(diào)節(jié)功能塊、垂直分度調(diào)節(jié) 功能塊

3、、程序控制功能塊和波形顯示功能塊。sabled1 H*Ili cabledTil i sable d13? del ar5圖2簡單雙通道示波器的程序框圖一、簡單雙通道示波器VI控件的設(shè)計過程啟動Labview,彈出啟動界面，選擇文件下拉菜單中的新建項目，在彈出的項目瀏覽器 中的我的電腦菜單上擊右鍵選擇新建VI,彈出VI界面，保存為S_oscilloscope.vi圖3創(chuàng)建VI并保存后的界面1、前面板的創(chuàng)建和設(shè)計創(chuàng)建定主要為創(chuàng)建波形圖顯示控件、設(shè)計圖徽、創(chuàng)建觸發(fā)器面板，創(chuàng)建通道選擇面板、 位面板、創(chuàng)建程序控制面板等。（1）示波器波形圖控件的創(chuàng)建在前面板上，選擇控件中的波形圖，控件霍罔波形圈表波形

4、圈XY圈ai1林.偽1強(qiáng)度圖表強(qiáng)度圈數(shù)字波形圖ActiveX .ActiveX.ActiveX.Q搜索I 二查看 I 新式!系統(tǒng)經(jīng)典L經(jīng)典圖形校件 Enprezz控制設(shè)計與仿宜 .NET與ActiveX卜信翌坦波形圖控件的選擇設(shè)置波形圖屬性，在波形圖 外觀設(shè)置如圖5出屬性對話框，設(shè)定相應(yīng)的屬性:上擊右鍵彈 選擇控件.圖5外觀選項卡設(shè)置格式與精度設(shè)置如圖6圖6格式與精度設(shè)置波形曲線設(shè)置如圖7在名稱中可以添加你的曲線名稱。SvarapfO-EHiWFHi)好點噸 充至|noE |n-t uMS |耳!布| |成 |林 I同禰式 由展I ftR 順 |倪明f詛I 3B3HI定I置囹簞度性：V3.Vt

5、ffUES. (a.V圖15水平分度設(shè)置垂直分度的設(shè)置類似，只需改一下文本標(biāo)簽是數(shù)值范圍如前面板所示。圖16設(shè)置好后的定位面板（4）通道面板設(shè)置屬性設(shè)置外觀 數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)輸入 標(biāo)尺 顯示格式 文本標(biāo)簽 說明信息 ：標(biāo)簽可見Select 匚h：mnr詭 1啟用狀態(tài)啟用O禁用O禁用并變灰標(biāo)題可見大小滑塊1高度寬度顏色滑塊埴充顯示數(shù)字顯示框顯示基數(shù)顯示增量/減量按鈕0顯示當(dāng)前值提示框埴充樣式確定 職消 幫助圖18外觀圖20標(biāo)尺設(shè)置(5)程序控制面板設(shè)計More Info控件設(shè)置圖22 More Info控件屬性設(shè)置Stop控件屬性設(shè)置圖23 Stop控件屬性設(shè)置、程序框圖設(shè)計一、觸發(fā)源功能塊選擇觸

6、發(fā)源功能塊的作用主要是利用觸發(fā)源開關(guān)的選擇和通道選擇開關(guān)完成對示波器顯示波形 的觸發(fā)源的選擇，如圖24所示。圖24觸發(fā)源功能塊設(shè)置觸發(fā)源開關(guān)（Source）和通道選擇開關(guān)（Channe 1）通過邏輯與操作后作為分支選擇結(jié)構(gòu)的 選擇項，若選擇結(jié)果為真，此時觸發(fā)通道B，將邏輯選擇數(shù)值“0”作為觸發(fā)源Source，觸 發(fā)極性（Slope）和觸發(fā)電平（Leve 1）屬性引用節(jié)點的設(shè)置數(shù)值，打開后兩者的功能若選擇 結(jié)果為假，即采用外部觸發(fā)（EXT），此時將邏輯選擇值2作為邏輯數(shù)值輸入觸發(fā)器面板3 個控件的屬性節(jié)點后，使得觸發(fā)極性和觸發(fā)電位取消作用。二、通道輸入信號的生成和選擇此處創(chuàng)建通道輸入信號生成和選

7、擇子VI，完成不同通道輸入信號的生成以及通道選擇功能。 創(chuàng)建過程和創(chuàng)建一般的Labview VI控件的方法一樣，將所創(chuàng)建的VI命名為“channel A and or B.vi”。該VI的前面板如圖25所示。圖25 channel A and or B.vi的前面板和連線板在前面板上，已經(jīng)添加了電平（Level）數(shù)值輸入控件，極性（slope）和觸發(fā)源（source）選 擇開關(guān)、數(shù)據(jù)點數(shù)（No. points）、頻率（freqency）、通道選擇（Select Channel）和噪聲（Noise） 輸入數(shù)組。輸出控件則為兩路波形輸出（Waveform 1 out）和（Waveform 2 ou

8、t）。通道輸入 信號生成和選擇的程序框圖如圖26。圖26通道輸入信號生成和選擇VI （兩路信號A&B）圖26分別為通過兩路通道同時產(chǎn)生波形、通道B和通道A生成波形的程序框圖。在這幾 個程序框圖中，都需要通過波形生成函數(shù)生成所需的信號，各自通過均勻白噪聲函數(shù)加入不 同幅度的白噪聲后生成所需的信號。通過不同的信號選擇塊后輸入到觸發(fā)器子控件VI后產(chǎn) 生所需的波形輸出。觸發(fā)器子VI將在后面介紹。所用到的正弦和方波信號生成函數(shù)的位置 如圖27所示。圖27信號生成函數(shù)位置三、觸發(fā)器子VI的創(chuàng)建觸發(fā)器子VI能夠根據(jù)觸發(fā)源的不同，對輸入的信號進(jìn)行選擇后輸出。將創(chuàng)建的子VI保存 為“trigger.vi”。創(chuàng)建

9、后的觸發(fā)器子VI的前面板如圖28所示。在前面板添加觸發(fā)電平（Level）數(shù)值輸入控件，極性（slope）和觸發(fā)源（source）選擇開關(guān)， 輸入信號 “waveform 1 in” 和 “waveform 2 in” 以及輸出波形（Waveform 1 out）和（Waveform 2 out）。程序框圖如圖29所示，圖中主要功能是通過觸發(fā)源選擇開關(guān)（source）對分支選擇 結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇。若觸發(fā)源是通B觸發(fā)，即內(nèi)觸發(fā)是，那么輸入的信號經(jīng)過Slope.vi產(chǎn)生信號 的序號index，通過“數(shù)組子集”函數(shù)返回從index開始的長度為1000個點的一段信號，并 將這段信號作為輸出信號通過觸發(fā)器子V

10、I輸出。如果觸發(fā)源是外部觸發(fā)，那么此時直接將 輸入觸發(fā)器子VI的兩路信號作為輸出信號輸出。Deo Trigger- vi 菌面板. II X文件 編輯退）查看。項目口 操作迫）IM（T）窗口地）幫助r取回卜方應(yīng)用程序字用 |跖，|商畫寸兩刁回暨D.00D.00D.00D.00D.00D.00D.00D.00D.00MWaveform 2一西VI西VI西VI西VI西VI西1西VI西VI西VI里g.oo iFoo iFoo g.oo iFoo o?oo iFoo iFooD.00Out I圖28觸發(fā)器子VI前面板II引區(qū)1岫附ifSLOPE.VIA/X slope圖29觸發(fā)器子VI的程序框圖四、觸

11、發(fā)電平Slope.vi的創(chuàng)建觸發(fā)電平Slope.vi的主要功能是根據(jù)輸入的信號，與觸發(fā)電平的數(shù)值進(jìn)行比較后輸出產(chǎn)生觸 發(fā)的數(shù)組的序號index。觸發(fā)電平Slope.vi的前面板如圖30所示。在該前面板上有輸入矩陣 array、輸入觸發(fā)電平Level以及觸發(fā)極性direction（pos和neg）.圖30觸發(fā)電平Slope.vi的前面板圖31觸發(fā)電平Slope.vi的程序框圖首先，在程序中根據(jù)輸入信號矩陣，產(chǎn)生索引數(shù)組和數(shù)組大小的數(shù)組，然后在while循環(huán)中，通過“判斷范圍并強(qiáng)制轉(zhuǎn)換”函數(shù)，對輸入信號矩陣進(jìn)行范圍判斷并進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換，判斷的 X標(biāo)準(zhǔn)為觸發(fā)電平Level；由此判斷作為分支結(jié)構(gòu)的選擇條

12、件，通過一些選擇性的邏輯判斷 條件的判斷后，對輸入的信號進(jìn)行對應(yīng)信號矩陣和索引矩陣的判斷后的輸出索引數(shù)值?！芭?斷范圍并強(qiáng)制轉(zhuǎn)換”函數(shù)位置見圖32。圖32判斷范圍并強(qiáng)制轉(zhuǎn)換函數(shù)位置五、通道選擇功能的設(shè)計通道選擇功能可以實現(xiàn)在示波器波形圖上顯示不同通道的波形，可以實現(xiàn)兩路信號同時顯示 以及兩個通道單獨(dú)顯示。實現(xiàn)的程序框圖如圖33所示。圖33通道選擇功能的程序框圖通道選擇開關(guān)作為分支結(jié)構(gòu)的選擇條件，通過通道選擇子VI “Channel A and or B.vi”，根據(jù) 輸入觸發(fā)源電平、觸發(fā)極性以及采樣點數(shù)實現(xiàn)兩路信號的重新配置，并輸出所需要的通道信 號。通道選擇子VI的輸出信號根據(jù)產(chǎn)生的信號“創(chuàng)

13、建數(shù)組”，進(jìn)一步和分度數(shù)值“捆綁” 成簇，輸入到波形圖進(jìn)行輸出信號的顯示。六、水平分度調(diào)節(jié)處理功能塊水平分度調(diào)節(jié)功能塊處理后所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息作為波形圖控件的水平分度范圍的設(shè)置數(shù)值。 在具體實現(xiàn)這個功能塊的時候，首先將選擇的水平分度旋鈕的選擇數(shù)值作為分支結(jié)構(gòu)的條 件，（在這里使用3個離散數(shù)值作為調(diào)節(jié)數(shù)值）；再根據(jù)不同的選擇條件，在功能塊中捆綁不 同的數(shù)據(jù)構(gòu)成簇，將該簇作為波形圖控件屬性節(jié)點的水平分度范圍屬性的設(shè)定值。圖34水平分度條件處理塊的程序框圖七、垂直分度調(diào)節(jié)處理功能塊圖35為垂直分度調(diào)節(jié)功能塊的程序框圖。其設(shè)計過程與水平分度功能塊設(shè)計類似。圖35垂直分度調(diào)節(jié)功能塊程序框圖八、簡單雙通道示波器的信息顯示功能塊設(shè)計圖36為創(chuàng)建的信息顯示處理部分，在這部分功能塊中，通過前面板的信息顯示選擇開關(guān)的 輸出值作為分支結(jié)構(gòu)的選擇條件。此外，為對信息進(jìn)行顯示，在控件中將該VI所在的路徑 為Getinfo.vi的輸入，通過密碼檢查后顯示更多信息功能“more info.vi”控件VI.信息顯示 控件more info.vi的界面及程序框圖比較簡單，如圖37所示。圖36信息顯示處理部分的