1、安陽師范學院PAGE PAGE 11目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc421892036 1 LabVIEW軟件(run jin)及其基本設計原理簡介 PAGEREF _Toc421892036 h 1 HYPERLINK l _Toc421892037 1.1 LabVIEW簡介(jin ji) PAGEREF _Toc421892037 h 1 HYPERLINK l _Toc421892038 1.2 LabVIEW軟件設計基本原理 PAGEREF _Toc421892038 h 2 HYPERLINK l _Toc421892039 2 關于虛擬示

2、波器的設計思路及方案(fng n)的實現 PAGEREF _Toc421892039 h 3 HYPERLINK l _Toc421892040 2.1 設計思路 PAGEREF _Toc421892040 h 3 HYPERLINK l _Toc421892041 2.2 方案的實現 PAGEREF _Toc421892041 h 4 HYPERLINK l _Toc421892042 2.2.1 前面板的設計 PAGEREF _Toc421892042 h 4 HYPERLINK l _Toc421892043 2.2.2 設計的基本原理和設計步驟 PAGEREF _Toc42189204

3、3 h 5 HYPERLINK l _Toc421892044 參考文獻 PAGEREF _Toc421892044 h 111 LabVIEW軟件及其基本(jbn)設計原理簡介(jin ji)1.1 LabVIEW簡介(jin ji) LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering）是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業界、學術界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件。LabVIEW集成了與滿足GPIB、VXI、RS-232和RS-485協議的硬件及數據采集卡通訊的全部功能。它還內置了便于應用TCP/IP、ActiveX等

4、軟件標準的庫函數。這是一個功能強大且靈活的軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動有趣。傳統文本編程語言根據指令的先后順序決定程序執行順序，但LabVIEW 則采用數據流編程方式，程序框圖中節點之間的數據流向決定了VI 及函數的執行順序。LabVIEW 提供很多外觀與傳統儀器（如示波器、萬用表）類似的控件，可用來方便地創建用戶界面。用戶界面在LabVIEW 中被稱為前面板。使用圖標和連線，可以通過編程對前面板上的對象進行控制。這就是圖形化源代碼，又稱G 代碼。LabVIEW 的圖形化源代碼在某種程度上類似于流程圖，因此又被稱作程序框圖。LabVIEW盡可

5、能利用了技術人員、科學家、工程師所熟悉的術語、圖標和概念。因此，LabVIEW是一個面向最終用戶的工具。它可以增強你構建自己的科學和工程系統的能力，提供了實現儀器編程和數據采集系統的便捷途徑。使用它進行原理研究、設計、測試并實現儀器系統時，可以大大提高工作效率。利用LabVIEW，可產生獨立運行的可執行文件。1.2 LabVIEW軟件(run jin)設計(shj)基本原理 我們(w men)把用LabVIEW實現的一個完整的LabVIEW應用程序成為一個虛擬儀器，稱為VI。所有的VI，它包括前面板、程序框圖圖以及圖標/連結器三部分。1）前面板。前面板是圖形用戶界面，也就是VI的虛擬儀器面板，

6、前面板直接面向用戶，是用戶使用虛擬儀器的基本操作面板。這一界面上有用戶輸入和顯示輸出兩類對象，具體表現有開關、旋鈕、圖形以及其他控制和顯示對象。一個典型實現正弦波顯示和幅值調節的前面板如圖1。圖1 正弦波顯示及幅值調節VI前面板2） 程序框圖提供VI的圖形化源程序。它的功能是對前面板上的控件進行定義、操作和連線以實現虛擬儀器的功能，是LabVIEW程序設計的核心。在程序框圖中存在著對VI編程，以控制和操縱定義在前面板上的輸入和輸出。它包括前面板上的控件和控件的連線端子，還有一些前面板上沒有，但編程必須有的東西，例如函數、結構和連線等。如果將VI與標準儀器相比較，那么前面板上的東西就是儀器面板上

7、的東西，而流程圖上的東西相當于儀器箱內的東西。在許多情況下，使用VI可以仿真標準儀器，不僅在屏幕上出現一個惟妙惟肖的標準儀器面板，而且其功能也與標準儀器相差無幾。上述(shngsh)正弦波的程序框圖如圖2。圖2 正弦波顯示(xinsh)及幅值調節VI程序框圖3）圖標/連接器。VI具有(jyu)層次化和結構化的特征，一個VI可以作為子程序，這里稱為子VI，被其他VI調用。圖標與連接器在這里相當于圖形化的參數。LabVIEW的強大功能歸因于它的層次化結構，用戶可以把創建的VI程序當作子程序調用，以創建更復雜的程序，而這種調用的層次是沒有限制的。在VI設計過程中，可以利用工具選板、前面板中的控件選板

8、、程序框圖中的函數選板進行設計。這些選板的詳細功能及用法通過不斷的學習設計VI的過程逐漸地掌握。2 關于虛擬示波器的設計思路及方案的實現2.1 設計(shj)思路本設計的想法是盡量與現實中的面板相一致，實現示波器最基本的顯示和調節功能。所以本設計我設計了包含CH1和CH2的雙通道示波器，即雙蹤示波器。設計時考慮(kol)的是分幾個部分:1）CH1和CH2通道設計及選擇。設置兩個開關(kigun)控制CH1和CH2選通狀況，開即顯示波形，關不顯示，同時選擇了開就在波形圖上同時顯示兩個波形。2）波形產生。由于沒有外界信號輸入設備，所以不能用外部數據采集的方法輸入信號波形，那么自己設計一個建議信號發

9、生器，使兩個通道都能實現基本模擬信號正弦波、三角波、方波、鋸齒波的輸入。3）波形顯示。采用波形圖控件。4）波形控制部分。包括CH1信號幅度調節和幅度偏移、CH2信號幅度調節和幅度偏移、時間掃描速率、同時開的時候兩個信號疊加開關。5）停止示波器。通過while循環的停止按鈕設置示波器停止工作。2.2 方案的實現2.2.1 前面板的設計 根據設計思路，設計成的前面板如圖3所示。 圖3 虛擬(xn)雙蹤示波器前面板2.2.2 設計(shj)的基本原理和設計步驟1）通道(tngdo)CH1和CH2選擇即波形產生。在程序框圖上創建兩個條件結構。把CH1和CH2的開關控制（布爾開關）分別接到這兩個條件結構

10、的條件輸入端，然后在每個“真”條件下，并且通過再添加條件結構，在這個子條件結構里面，利用基本函數發生器創建波形產生模塊，用文本下拉列表控制條件輸入端，將正弦波、三角波、方波、鋸齒波的固定值0、1、2、3設為四個分支，并在分置里面選擇產生相應的波形，這樣就產生了大條件結構的“真”操作，也即在CH1或CH2通道開的情況下，通過文本下拉列表控制波形產生。然后將外部條件結構的輸出隧道在“假”的條件下，設為“未連接時使用默認”并且處理“假”分支，這樣，當通道選擇開關“關”時就不輸出波形。程序框圖如圖4、圖5所示，前面板顯示效果如圖6、圖7、圖8所示。 圖4 通道打開(d ki)時波形產生 圖5 通道關閉

11、(gunb)時無輸出 圖6 CH1開、CH2關圖7 CH1關、CH2開圖8 CH1開、CH2開2）波形(b xn)顯示(xinsh)控制(kngzh)部分。這部分是控制波形在波形圖上更好的顯示出來。控制CH1、CH2通道幅值，調節波形圖上每單位表示多少電壓值；控制時間掃描速率，調節時間軸上每單位表示多少時間。這些都是為了讓波形以最直觀、最清楚的方式顯示在波形圖上。通過公式子VI的功能改變輸出電平和幅度偏移；通過獲取波形成分、除法和創建波形改變輸出的頻率；通過創建一個子條件結構實現波形疊加。這些控制部分如圖9所示，程序框圖如圖10所示。圖9 波形顯示控制部分前面板圖10 波形(b xn)顯示控制

12、部分程序框圖 3）輸入信號測量(cling)值的顯示部分。通過(tnggu)“獲取單頻信息”子VI獲取波形頻率；通過“幅值和電平測量”子VI獲取波形幅值電壓。設計的前面板如圖11所示，程序框圖如圖12所示。 圖11 測量參數顯示 圖12 測量參數模塊程序框圖4） 停止(tngzh)測量部分(b fen)。通過while循環的STOP按鈕停止(tngzh)測量。程序框圖如圖13所示。圖13 while循環以及STOP按鈕 5）整個程序框圖的設計圖圖14所示。至此為止設計全部完成。圖14 虛擬雙蹤示波器的整個程序框圖參考文獻1 楊樂平，李海濤，楊磊編著(binzh).LabVIEW程序設計與應用（第二版）.北京：電子工業出版社，20072 劉君華主編(zhbin).基于LabVIEW的虛擬儀器設計.北京：電子工業出版社，20033 黃松林，吳靜編著.虛擬儀器設計教程(jiochng).北京：清華大學出版社，20084 陸綺榮編著.基于虛擬儀器技術個人實驗室的構建