LabView虛擬示波器實(shí)驗(yàn)報(bào)告

內(nèi)蒙古科技大學(xué)虛擬儀器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目：虛擬示波器學(xué)生姓名：潘佳琪學(xué) 號(hào)：1067106205專 業(yè)：10自動(dòng)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(jì)摘要：虛擬儀器是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使用了LABVIEW的各種課程知識(shí)（如分支、循環(huán)等常用編程邏輯結(jié)構(gòu)；族、簇?cái)?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(gè)控件和自創(chuàng)建的多個(gè)子功能）利用LABVIEW成功模擬了簡(jiǎn)單數(shù)字雙通示波器的各種功能。設(shè)計(jì)的虛擬示波器涉及的主要功能包括：雙通道信號(hào)輸入、觸發(fā)控制、通道控制、時(shí)基控制、波形顯示、參數(shù)自測(cè)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(cè)試，本示波器可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，并可對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算。二．設(shè)計(jì)目標(biāo):通過(guò)實(shí)驗(yàn)，初步了解虛擬儀器的概念，基本掌握l(shuí)abview8.5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(hào)進(jìn)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(jìn)行水平和垂直分度的調(diào)節(jié)，并能夠隨時(shí)控制波形顯示的停止與開(kāi)啟。三.設(shè)計(jì)要求:（1） 連續(xù)、定時(shí)采集一個(gè)電壓信號(hào)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(chǔ)、回放功能、4主要功能（1）運(yùn)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(yùn)算模式（4）測(cè)量:頻率，周期，幅值，上升時(shí)間，占空比等參數(shù)。高級(jí)功能:FFT，儲(chǔ)存，網(wǎng)絡(luò)等。四.設(shè)計(jì)思路:在while循環(huán)內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)選擇窗口，用開(kāi)關(guān)來(lái)選擇真假，只有當(dāng)真時(shí)才讓示波器啟動(dòng)，在選擇框內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)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(jìn)行波形的統(tǒng)計(jì)顯示，并能夠?qū)Σㄐ芜M(jìn)行存儲(chǔ)和回放。圖1五．設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程啟動(dòng)LabVIEW8.5,進(jìn)入程序運(yùn)行界面，進(jìn)入程序框圖1.前界面的創(chuàng)建和設(shè)計(jì)在本章創(chuàng)建雙通道的設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先對(duì)該LabVIEW的VI前界面進(jìn)行整體創(chuàng)建和設(shè)計(jì)。前界面的主要?jiǎng)?chuàng)建設(shè)計(jì)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(jiǎn)單示波器的LOGO圖標(biāo)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(xiàng)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(duì)示波器可以顯示的通道波形進(jìn)行選擇；創(chuàng)建定位面板，可以對(duì)示波器的水平分度和幅值分度進(jìn)行調(diào)節(jié)；創(chuàng)建程序控制面板，對(duì)示波器控件的程序功能進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)根據(jù)設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)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(yuǎn)或Ft|爲(wèi)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(gè)面板，用于對(duì)不同調(diào)節(jié)功能、說(shuō)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(jiǎn)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(jiǎn)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(hào)，如單通道還是雙通道信號(hào)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(guò)以下幾個(gè)主要功能塊的編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。在程序框圖上，已對(duì)主要的功能快進(jìn)行標(biāo)記。下面，將對(duì)這幾個(gè)主要功能塊要實(shí)現(xiàn)的功能和作用分別進(jìn)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(gè)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(shí)，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(guò)本章設(shè)置的示波器的內(nèi)置其他功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，觸發(fā)源的其他兩個(gè)選項(xiàng)，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(kāi)關(guān)選擇設(shè)定觸發(fā)器為正觸發(fā)（POS）還是負(fù)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(hào)產(chǎn)生。通過(guò)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(guò)調(diào)節(jié)選擇，可以表明示波器顯示哪一通道信號(hào)，可以選擇的通道信號(hào)為通道A、通道B以及通道A和通道B兩路信號(hào)同時(shí)顯示。常見(jiàn)的一般示波器都可以進(jìn)行單通道信號(hào)顯示或兩路通道信號(hào)顯示。通道選擇以及示波器中的信號(hào)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(jìn)行簡(jiǎn)單的期間模擬時(shí)，對(duì)這部分功能進(jìn)行了實(shí)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(jìn)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(shí)現(xiàn)3個(gè)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(duì)水平方向的分度大小進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。這部分功能時(shí)一般常見(jiàn)示波器的主要功能之一。本章創(chuàng)建的這部分功能只是對(duì)常見(jiàn)示波器水平調(diào)節(jié)功能的簡(jiǎn)單演示。感興趣的讀者可以根據(jù)LabVIEW提供的函數(shù)功能，對(duì)這部分調(diào)節(jié)功能進(jìn)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(duì)示波器波形顯示窗口的分度大小進(jìn)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(hào)的波形。常見(jiàn)的一般示波器能夠?qū)Ψ档姆侄却笮∵M(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，從而能夠?qū)斎氩ㄐ芜M(jìn)行比較完整的顯示。本章在創(chuàng)建雙通道示波器時(shí)對(duì)這部分功能進(jìn)行了簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)，可以對(duì)3個(gè)大小不同的分度進(jìn)行調(diào)節(jié)。同樣，感興趣的讀者可以對(duì)這部分功能進(jìn)行進(jìn)一步的擴(kuò)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(jìn)行說(shuō)明和提示。同時(shí)也可以對(duì)本章所創(chuàng)建的雙通道示波器終止運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行控制。（6） 波形顯示窗口波形顯示窗口是雙通道示波器進(jìn)行波形顯示的主界面。一般的示波器都通過(guò)波形顯示窗口對(duì)出入示波器的兩路信號(hào)進(jìn)行顯示。在雙通道示波器的調(diào)節(jié)過(guò)程中，對(duì)所有調(diào)節(jié)功能進(jìn)行調(diào)節(jié)測(cè)試，觀察相應(yīng)的波形變化情況時(shí)，也可以通過(guò)這部分波形顯示部分進(jìn)行顯示。本章在創(chuàng)建雙通道示波器時(shí)采用LabVIEW8.2提供的波形圖VI控件，對(duì)輸入波形圖控件的信號(hào)可以進(jìn)行比較簡(jiǎn)單的顯示。六.LabVIEW設(shè)計(jì)的心得體會(huì)LabVIEW是美國(guó)國(guó)家儀器公司（簡(jiǎn)稱VI公司）研制的一個(gè)功能強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，主要是為儀器系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)者提供建立，檢測(cè)和修改儀器系統(tǒng)的圖形軟件系統(tǒng)。LabVIEW的特點(diǎn)：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(jì)算機(jī)的能力，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強(qiáng)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(guò)這次labview的課程設(shè)計(jì)，具體的來(lái)說(shuō)我掌握了了公式節(jié)點(diǎn)的用法；濾波器的用法；圖形編輯器的用法和子VI的建立過(guò)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(shí)；熟悉了寫(xiě)入測(cè)量文件及保存數(shù)據(jù)的基本操作、程序調(diào)試過(guò)程中的單步執(zhí)行、斷點(diǎn)設(shè)置以及探針工具的使用方法、延時(shí)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(shí)得到運(yùn)用，課堂學(xué)的東西遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際應(yīng)用，我深刻的知道實(shí)驗(yàn)對(duì)于理論知識(shí)的升華的重要性。在今后的求學(xué)過(guò)程中，注重對(duì)自己動(dòng)手能力的培養(yǎng)，全面發(fā)展自己，做個(gè)真正意義上的大學(xué)生。七參考文獻(xiàn)楊樂(lè)平，李海濤，楊磊編著.LabVIEW程序設(shè)計(jì)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(jì)?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(jì)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(gè)人實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建.北京：電子工業(yè)出版社八.程序調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和解決辦法1）完成了一部分并查看波形的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)波形向左移動(dòng)的非常快，這樣很不利于觀察波形信號(hào)。通過(guò)查資料發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)在前面板上添加時(shí)間延遲ExpressVI,設(shè)置程序循環(huán)延時(shí)時(shí)間可以解決這一問(wèn)題。但是要在程序框圖上添加并設(shè)置，這很不方便，后來(lái)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(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，只要修改配置仿真信號(hào)的屬性即可，具體操作時(shí)將定時(shí)區(qū)域的“以可達(dá)到的最快速度運(yùn)行”取消，并勾選中“仿真采集時(shí)鐘”。2）在選擇CH1條件結(jié)構(gòu)的“假”分支時(shí)，因?yàn)椴挥幂敵霾ㄐ?，所以我沒(méi)有連接輸出隧道，這是幸運(yùn)星出現(xiàn)錯(cuò)誤，這個(gè)錯(cuò)誤是因?yàn)闂l件結(jié)構(gòu)中多個(gè)分支的輸出隧道公用輸出。僅執(zhí)行結(jié)構(gòu)的某一幀時(shí)，各個(gè)