1、設計報告題目：基于labview的虛擬示波器設計學生姓名： 學號： 報告日期：2013，6，26成績： 評定老師：XX大學光電工程學院一、 設計目的：綜合實用Labview知識，在本設計中使用了層疊式順序結構、分支結構、循環結構等編程邏輯結構以及常見的數據結構，如簇、捆綁成簇等數據處理結構；同時還用到了波形生成控件VI、邏輯控件VI、數值控件VI等多個控件。此外還創建了多個子VI，可以更好地掌握Labview編程的方法和技術。二、 設計要求：能夠實現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）；選擇觸發器極性（通道B觸發、外觸發EXT、正

2、負極性觸發等）并能設置觸發電位；能進行水平分度和垂直分度的調節。三、 設計步驟：1、 程序主要功能模塊：該設計主要功能模塊有：觸發功能塊、通道選擇功能塊、水平分度調節功能塊、垂直分度調節功能塊和波形顯示功能塊。通道觸發（可調電平/斜率）功能模塊結構圖：觸發功能外部觸發水平分度調節顯示功能通道A垂直分度調節通道B通道選擇功能通道A&B主程序流程圖：電平/斜率調節功能通道選擇選擇觸發方式運行通道觸發停止是否停止？波形顯示水平分度調節垂直分度調節外部觸發否是2、 示波器前面板設計：（1） 示波器圖形控件：在前面板中選擇波形圖控件：格式與精度設置:標尺設置：（2） 其他主要控件：通道選擇：前面

3、板中選擇垂直指針滑動桿控件：屬性設置：標尺設置：文本標簽設置：電平調節旋扭：在前面板中選擇旋扭控件：數據輸入設置：標尺設置：顯示格式：分度調節：水平分度調節文本標簽設置：垂直分度調節文本標簽設置：停止按扭屬性：操作設置：對各控件進行布局得到示波器前面板：3、 程序框圖設計（1） 觸發源功能塊：觸發源功能塊的作用主要是利用觸發源開關的選擇和通道選擇開關完成對示波器顯示波形的觸發源的選擇，如下圖：源開關作為條件結構的選擇項，當源開關處于“通道觸發”時為真，此時斜率調節和電平調節可用。當源開關處于“外部觸發”時為假，此時斜率調節和電平調節不可用。功能的禁用與開啟通過相應控件的屬性節點控制，屬性節點禁

4、用屬性功能表如下：（2） 通道輸入信號的生成和選擇創建“通道”子VI如下圖：前面板：程序框圖：上圖程序分別為：通道A、通道B生成波形和通過兩路通道同時產生波形。在這幾個程序框圖中，都需要通過波形生成函數生成所需的信號，各自通過均勻白噪聲函數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”子VI后產生所需的波形輸出。所用到的正弦和方波信號生成函數的位置如下圖：（3） “觸發”子VI的創建：觸發子VI能夠根據觸發源的不同，對輸入的信號進行選擇后輸出。創建后的觸發子VI的前面板如下圖：在前面板添加“電平”數值輸入控件，“斜率”和“源”選擇開關，輸入信號“波形1輸入”和“波形

5、2 輸入”以及輸出波形“波形1輸出”和“波形2輸出”。程序框圖如下圖，圖中主要功能是通過“源”選擇開關對分支選擇結構進行選擇。若觸發源是通道觸發，即內觸發，那么輸入的信號經過“斜率”子VI產生信號的序號“索引”，通過“數組子集”函數返回從“索引”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”子VI輸出。如果觸發源是外部觸發，那么此時直接將輸入“觸發”子VI的兩路信號作為輸出信號輸出。（4） 觸發電平“電平”子VI的創建電平.vi的主要功能是根據輸入的信號，與觸發電平的數值進行比較后輸出產生觸發的數組的序號“索引”。電平.vi的前面板如下圖所示。在該前面板上有輸入矩陣、

6、輸入觸發電平以及觸發極性斜率。電平.vi的程序框圖如下：首先，在程序中根據輸入信號矩陣，產生索引數組和數組大小的數組，然后在while循環中，通過“判斷范圍并強制轉換”函數，對輸入信號矩陣進行范圍判斷并進行類型轉換，判斷的X標準為觸發電平；由此判斷作為分支結構的選擇條件，通過一些選擇性的邏輯判斷條件的判斷后，對輸入的信號進行對應信號矩陣和索引矩陣的判斷后的輸出索引數值。（5） 通道選擇功能的設計通道選擇功能可以實現在示波器波形圖上顯示不同通道的波形，可以實現兩路信號同時顯示以及兩個通道單獨顯示。實現的程序框圖如下圖所示：通道選擇開關作為分支結構的選擇條件，通過通道選擇子VI “通道.vi”，根

7、據輸入觸發源電平、觸發極性以及采樣點數實現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的輸出信號根據產生的信號“創建數組”，進一步和分度數值“捆綁”成簇，輸入到波形圖進行輸出信號的顯示。（6） 水平分度調節處理功能塊程序框圖如下所示水平分度調節功能塊處理后所產生的數據信息作為波形圖控件的水平分度范圍的設置數值。在具體實現這個功能塊的時候，首先將選擇的水平分度旋鈕的選擇數值作為分支結構的條件，（在這里使用3個離散數值作為調節數值）；再根據不同的選擇條件，在功能塊中捆綁不同的數據構成簇，將該簇作為波形圖控件屬性節點的水平分度范圍屬性的設定值。（7） 垂直分度調節處理功能塊程序如下圖所示：其設計過程與水平分度功能塊設計類似（8） 程序輸入輸出程序塊程序框圖如下圖所示：這兩個部分采用平鋪式順序結構，在這兩個程序塊中，都建立了觸發源、觸發極性和觸發電平的屬性節點，對這些觸發控件進行統一設置。在程序初始化的輸出塊中，用觸發源作為輸出調節后面的程序；而在程序終止部分，則通過程序停止控件作為終止設置。(9) 對以上模塊進行合理組織得到示波器程序框圖如下圖：4、 程序調試出現的問題及解決方法（1） 在設計觸發.vi時，把波形2（方波）輸入到電平.vi中，在導致運行時調節電平旋扭時波形無變化。通過高亮運行電平.vi發現，輸入的波形不能是方波，這是程序設計的問題。把波形1即正