基于LABVIEW的虚拟示波器的设计(共31页).doc

《基于LABVIEW的虚拟示波器的设计(共31页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于LABVIEW的虚拟示波器的设计(共31页).doc（31页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选优质文档-倾情为你奉上 学生姓名学 号院 (系)专 业电气工程及其自动化题 目基于LABVIEW的虚拟示波器的设计指导教师 讲师/博士2013年5月专心-专注-专业摘要：虚拟仪器成为现代计算机软硬件技术快速发展的产物，它正渐渐的取代传统电子仪器，是现代电工电子测量仪器的发展方向。虚拟仪器主要由数据采集、数据处理、数据输出与显示三部分模块组成。其软件开发平台有LabVIEW、VC+等。在此基础上，利用美国NI公司的虚拟仪器开发环境LabVIEW设计了虚拟示波器，介绍虚拟示波器的实现过程。该仪器是用基于图形化编程语言Labview8i 而编写的, 本虚拟示波器涉及主要功能包括：双通道信号输入、

2、触发控制、通道控制、时基控制、波形显示、参数自测量等。本虚拟示波器的数据采集的功能与普通示波器一样；波形显示模式：通道 A或B 、A+B及A-B等。测试结果表明，本文设计的两通道数字示波器系统设计正确。关键词：LABVIEW，虚拟仪器，声卡，虚拟示波器Abstract: The hypothesized instrument is the modern computer software and hardware technology rapid development product, it is substituting for traditional gradually the elec

3、tronic instrumentation, is the modern electrician electronic surveying instrument development direction. The hypothesized instrument mainly by the data acquisition, data analysis processing, the data output and demonstrated three parts of modules compose. Its software development platform has LabVie

4、w, VC+ and so on. In this foundation, has designed the hypothesized oscilloscope using American NI Corporations hypothesized instrument development environment LabVIEW, the introduction hypothesized oscilloscope realization process. This instrument is with, this hypothesized oscilloscope which compi

5、les based on presente in figures and diagrams programming language LabVIEW8i involves the main function to include: Double channel signal input, triggering control, channel control, time base control, profile demonstration, parameter from survey and so on. This hypothesized oscilloscope data acquisi

6、tion function and the ordinary oscilloscope are same; Profile demonstration pattern: Channel A or B, A+B and A-B and so on. The test result indicated, this article designs two channel digital oscilloscope system design is correct.Key word: labview，virtual instrument，oscilloscope，virtual oscilloscope

7、目 录 1 绪论计算机技术的发展带动了虚拟仪器的计算机化。虚拟仪器是90年代提出的新理论。虚拟仪器技术的提出与发展，标志着自动测试与电子测量仪器领域技术在二十一世纪发展的一个重要方向。虚拟仪器其实就是在通用的计算机平台上定义和设计仪器的测试功能，当使用者操作这台计算机，就像是在使用一台专门设计的电子仪器。传统台式仪器是由仪器厂家设计并定义好功能的一个封闭结构，它有固定的输入/输出接口和仪器操作面板，每种仪器实现一类特定的测量功能，并以确定的方式提供给用户。从一般的仪器设计模型看，一种仪器无非是由数据采集、分析处理、人机交互和显示等几部分功能模块组成的整体。因此我们可以设想在必要的数据采集硬件和

8、通用计算机支持下，通过软件设计实现仪器的全部功能，这就是虚拟仪器设计的核心。与传统仪器相比，虚拟仪器除了在性能、易用性、用户可定制性等方面具有更多优点外，在工程应用和社会经济效益方面也具有突出优势。一方面，目前我国高档台式仪器如数字示波器、频谱分析仪、逻辑分析仪等还主要依赖进口，这些仪器加工工艺复杂、对制造水平要求高，生产突破有困难，采用虚拟仪器技术可以通过只采购必要的通用数据采集硬件来设计资金的仪器系统；另一方面，用户可以将一些先进的数字信号处理算法应用于虚拟仪器，提供传统台式仪器不具备的功能，而且完全可以通过软件配置实现多功能集成的仪器设计。因此，可以说虚拟仪器代表了未来测量仪器设计发展的

9、方向。虚拟仪器技术目前在国外发展很快，以美国国家仪器公司（NI公司）为代表的一批厂商已经在市场上推出了基于虚拟仪器技术而设计的商品化仪器产品。数字示波器是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用仪器。 图形化软件开发平台LabVIEW 为用户提供了简单、直观、易学的图形编程方式，把复杂繁琐、费时的文本编程简化成“画流程图“的方法。与通用的文本编程语言相比，可以节省大约70%80%的程序开发时间。编程工作是由开发平台本身完成的，省去用户大量的编程工作。图形化软件开发平台只需用鼠标将屏幕上的各个功能图标按一定的顺序连接起来，就能方便迅速地完成程序的编写。该类软件开发平台同时支持与多种总线接口系统的

10、通信连接， 提供数据采集、仪器控制、数据分析和数据显示等与虚拟仪器系统相关的多种功能，是面向测试领域的优秀软件开发平台，受到了从事虚拟仪器系统的软件开发的广大工程技术人员的欢迎。 2 LabVIEW的概述2.1 什么是LabVIEW LabVIEW自从被使用以来，经历了一个快速的发展过程，如今已经被大家认可。它是目前测控领域的一大热点，代表着未来虚拟仪器的发展方向。LABVIEW是图形化的编程语言，就像传统文本编程语言中的函数或者子程序，用它开发的软件称为虚拟仪器，在操作界面上与现实的操作仪器完全一样，功能更强大。LABVIEW还包括了大量的控件、工具和函数，用于数据采集、分析、显示与存储等操

11、作。另外，它还提供了广泛的接口，可以与DLL、Visual Basic、MATLAB等多种软件互相调用。其附带有扩展函数库，在自身配备的工具不能完成一些任务时，就可以调用专业的数据采集和处理工具包括扩展库，进行强大的专业数学分析等。其也具有强大的一起驱动库，可以和多种仪器连接。LABVIEW软件可以编写出界面美丽、功能强大的程序，它具有形象、生动的编程语言，使初学者很容易入门，有一定基础的人能够很快的掌握各类编程技巧。在编程过程中，需要某个控件时直接拖到到目的地就可以找到相应的接线端口，进行连接设置后即可以传输数据，省去了许多源代码的编写麻烦和参数传递的设置。 2.2 LabVIEW软件的特点

12、LabVIEW软件的特点如下： 1）具有图形化的编程方式，设计者无需写任何文本格式的代码，是真正的工程师的语言；2）提供丰富的数据采集、分析及存储的库函数； 3) 提供传统的程序调试手段，例如单步运行、设置断点等，另外它还提供非常独特的执行工具，使得程序进行动画式运行，非常有利于开发者观察到程序运行的细微之处，使程序的调试和开发过程更加方便；4) 32位的编译器编译生成32位的编译程序，有利于用户进行数据的采集、测试以及测量方案能够快速执行；5) 包含PCI，GPIB，PXI，VXI，RS-232/485，USB等多种仪器通信总线标准的所有功能函数，使得不懂得总线标准的开发者也能够驱动不同总线

13、标准接口设备与仪器。 3 虚拟仪器的概述3.1 什么是虚拟仪器虚拟仪器是一个全新的概念，是计算机和仪器技术的结晶。同时，它也是测试技术和计算机深层次结合的产物。从计算机和仪器两者的结合粗略的地来讲，虚拟仪器 可以分为智能仪器和虚拟仪器。他们的区别是，前者把计算机装入仪器，后者把仪器装入计算机。虚拟仪器把计算机的处理、存储器、显示器和仪器的数模变换器、模数变换器、数字输入输出等结合到一起，用于数据的分析处理、传输、显示等，如图3-1所示。它充分利用了计算机的优势，可对数据进行大量计算和存储。数据处理被测对象信号调理数据采集卡虚拟仪器面板图3-1虚拟仪器是在传输仪器的基础上发展起来的，完全继承了传

14、统仪器的所有特点，并且超越了传统仪器。它把传统仪器的显示和硬件数据处理引入到计算机中来显示并进行软件处理。这也是近年来计算机迅速发现的结果。虚拟仪器配置了许多相应的I/O接口设备进行数据的采集，用不同功能的测试软件对数据信号进行进行分析处理及显示，构成一整套的虚拟测试系统。虚拟仪器具有强大的信号分析、数据处理能力，也具有友好的人机界面。其各个功能和面板可以由编程用户根据需要进行扩展和自定义。因而用户不用花昂贵的价钱购买不同功能的仪器，只需要在最基本的虚拟单位上自行开发。在不同时期的不同场合下，用户可以修改程序来实现对不同环境的测试，达到资源节省。随着网络技术的发展和完善，还可以通过网络实现仪器

15、的远程调试和控制。虚拟仪器产生，彻底改变了多年来传统仪器的观念，开辟了测试及控制领域的新纪元。虚拟仪器实现了虚拟仪器的智能化、多样化和模块化等功能，体现出低成本、多功能等操作优点。与传统仪器相比，虚拟仪器具有更大的应用范围，因此它成为仪器行业发展的一个重要方向，并受到很多国家仪器行业的重视。虚拟仪器系统是由计算机、应用软件和仪器硬件3大要素构成的。计算机与仪器硬件又称为VI的通用仪器的硬件平台。3.2 虚拟仪器的特点 概括地说，虚拟仪器主要有以下特点：（1）软件是虚拟仪器的核心。虚拟仪器的硬件确定之后，它的功能主要是通过软件来实现的，软件在虚拟仪器中具有重要的地位。（2）虚拟仪器的性价比高。一

16、方面，虚拟仪器能同时对多个参数进行实时高效的测量，同时由于信号的传送和数据的处理几乎都是靠数字信号或软件来实现的，所以还大大降低了环境干扰和系统误差的影响。此外用户也可以随时根据需要调整虚拟仪器的功能，大大缩短了仪器在改变测量对象时的更新周期。另一方面，采用虚拟仪器还可以减少测试系统的硬件环节，从而降低系统的开发成本和维护成本，因此使用传统仪器比传统仪器更经济。（3）虚拟仪器的出现，缩小了仪器厂商与用户之间的距离。虚拟仪器使得用户能够根据自己的需求定义已仪器的功能，而不像传统仪器那样，受到仪器厂商的限制，时常出现厂商提供的仪器功能与用户的要求不相符合的情况。利用虚拟仪器的技术，用户可以组建具有

17、更好性能和更具灵活性的测试系统，并且用户可以很便捷的升级系统的性能。由于PC机的处理能力远胜于仪器的内部硬件电路的处理能力，因此借助于一套基于PC机的通用数据采集系统，用户就可以通过软件组建一台多功能仪器。（4）虚拟仪器具有良好的人机界面。在虚拟仪器中，测量结果的显示是通过软件在计算机屏幕上生产的、与传统面板相似的图形界面软件面板来实现的。因此用户可根据自己的喜好，通过编辑软件来定义面板形式。（5）基于PC机网络技术和接口技术，虚拟仪器系统具有方便、灵活的互联（connectivity）特性，广泛支持诸如CAN、FildBus、PROFIBUS各种工业总线标准。因此利用VI技术可以方便的构建自

18、动测试系统（automatic test system，ATS），实现测量控制过程的网络化。此外，还可以将虚拟仪器接入网络，如Intranet等，以实现对现场生产的监控和管理。（6）虚拟仪器的可靠性高。虚拟仪器的硬件平台是PC机或工控机。PC机在稳定、可靠、精确、标准化等方面已经达到相当高度，质量可靠。因此虚拟仪器的整体系统质量主要取决于软件的稳定度和模块卡的质量，相对而言控制这两个对象的质量将比控制一台仪器整机的质量容易的多。（7）基于PC机的开放式标准体系结构，虚拟仪器的硬、软件都具有开放性、模块化、可重复使用及互换性等特点。因此用户可根据自己的需要，选用不同厂家的产品，使仪器系统的开发更

19、为灵活、效率更高，缩短了系统组建时间，减少了投资。（8）虚拟仪器维护、维修方便。如果某个虚拟仪器模块出现了故障，可以很方便的卸下该故障模块，再换上一块新的模块，就可以实现系统的正常运行。这样既不影响其他模块的功能又提高了系统的维护效率，大大缩短了系统故障恢复时间提高了系统可靠性。3.3 虚拟仪器的发展在八十年代初期，计算机就被人当做基础，把一些插件或外附插件箱增加到微机内部，将PC内部总线与各种测量电路插件相连接，从而实现了传统仪器的功能通过加上某些软件，这种仪器被称为PC仪器或个人仪器。因为一般自动测试系统和智能仪表中的微处理器、存储器、接口电路和显示器可以被计算机系统的硬软件资源代替，所以

20、仪器的许多硬件得以减少，仪器成本得到降低，另外没有必要对每一种新仪表都从头开始设计，所以该方案一经提出就在仪表界引起极大的轰动。随着计算机技术、电子技术、网络通信技术的进步和不断拓展，未来的仪器概念将是一个开放的系统概念。计算机和现代仪器互相包容，计算机网络也就是通用的仪器网络，在测控系统中具有更多不同类型的智能设备像计算机和工作站一样成为网络的节点联入网络，比如各种智能仪器、虚拟仪器及传感器，通过充分利用目前已比较成熟的Internt网络的设施，不仅能实现更多资源的共享，降低组件系统的费用，还可以提高系统的功能，并拓宽其应用范围，“网络就是仪器”的概念确切地概括了仪器的网络化发展趋势。计算机

21、技术、传感器技术、网络技术与测量、测控技术的结合，使网络化、分布式测控系统的组建更为方便，以Internt为代表的计算机网络技术的迅猛发展及相关技术的不断完善 ，是的计算机网络的规模更大、应用更广。在国防、通信、航空航天、气象、制造等领域，对大范围的网络化测控将提出更迫切的需求，网络技术也必将在测控领域得到更广泛的应用。网络化一起很快会发展并成熟起来，从未有力的带动和促进现代化测量技术即网络测量技术的进步。目前，我国的虚拟仪器设计、生产、使用也已经起步，我国有几家企业正在研制PC虚拟仪器，产品已经达到一定的批量。国内专家预测：未来的几年内，我国将有50%的仪器为虚拟仪器，届时，国内将有大批企业

22、使用虚拟仪器系统对生产设备的运行状况进行实时监测。随着微计算机的发展，各种有关软件不断诞生，虚拟仪器将会逐步取代传统的测试仪器而成为测试仪器的主流。4 示波器设计4.1 示波器功能虚拟仪器涉及主要功能包括：双通道信号输入、触发控制、通道控制、时基控制、波形显示、参数自测量等。本虚拟仪器的数据采集的功能与普通示波器一样；波形显示模式：通道 A或B 、A+B及A-B等；电压参数测量，时间/频率参数测量，定位标尺，测量结果显示。由于条件有限，没有数据采集卡，我在设计数据采集时，采用了LaBVIEW内部信号发生器来产生信号；这些发生器有正弦波发生器、方波发生器、三角波发生器、锯齿波发生器，通过这些信号

23、的输入来进行测量。 我所设计的虚拟示波器，是在数据采集硬件的支持下，配备一定功能的软件，完成波形的存储、分析、显示等功能。一般测试仪器由信号采集、信号处理和结果显示三大部分组成，这三大部分均由硬件构成。虚拟示波器也是由这三大部分组成，但是除了信号采集部分是由硬件实现之外，其它两部分都是由软件实现。总体上包括数据采集、波形显示、参数测量、频谱分析等几大模块组成，虚拟示波器的结构框图如下4-1所示。信号输入数据采集数据处理波形显示参数测量频谱分析 4-1虚拟示波器的结构框图注释：由于条件有限，没有数据采集卡，我在设计数据采集时，采用了LaBVIEW内部信号发生器来产生信号；这些发生器有正弦波发生器

24、、方波发生器、三角波发生器、锯齿波发生器，通过这些信号的输入来进行测量。 4.2 示波器前面板设计 虚拟示波器的界面图，分为操作面板区以及波形显示区。波形显示区横轴表示量为时间，纵轴代表幅值。单元格当前时间和幅值也可以通过操作面板的“时间”框、“幅值”框显示。操作区有：显示模式转换，时基控制，数据采集配置，数据处理等。显示模式转换就是选择需要测量的设备型号、通道与极性选择。时基控制是选者扫描率，扫描数，选择手动、自动等。前面板用于设置输入数值和观察输出量,用于模拟真实示波器的前面板。数据采集是用来调节波形周期，波形幅值，以及选择显示的波形是哪个通道的。由于虚拟面板直接面向的对象是用户,是虚拟示

25、波器控制软件的核心，所以我设计这部分时,主要考虑操作简洁、界面美观和费用低等因素。用户可以通过面板上的各种开关、按钮等控键来控制虚拟示波器的工作。根据传统示波器的面板控键的功能,利用LabVIEW 中的控制模板,分别在设计面板上放入模拟实际控键的显示器、通道选择控键、水平与垂直增益控键、触发方式选择控键及开关。打开LabVIEW 前面板编辑窗口,点击鼠标右键,显示控制模板,选择Graph m Waveform Graph ,作为示波器的显示器。在显示器模板上点击鼠标右键,对其进行属性设置,如根据示波器的频率与幅度值的变化, 利用工具模板中的文字工具,对显示器横(时间) 、纵(幅度) 坐标的刻度

26、重新设置。示波器的前面板如下图4-2： 图4-2 示波器前面板设计4.3 示波器后面板设计（程序设计）4.3.1 数据采集模块（模拟数据采集）由于条件有限，没有数据采集卡，我在设计数据采集时，采用了LaBVIEW内部信号发生器来产生信号；这些发生器有正弦波发生器、方波发生器、三角波发生器、锯齿波发生器，通过这些信号的输入来进行测量。 方波发生器 三角波发生器 锯齿波发生器 正弦波发生器产生用于D/A转换的信号在LabVIEW 中提供了波形函数，为制作函数发生器提供了方便。以WaveformWaveform Generation中的基本函数发生器（Basic FunctionGenerator.

27、vi）为例，其图标如下： 图4-3 基本函数发生器其功能是建立一个输出波形，该波形类型有：正弦波、三角波、锯齿波和方波。这个VI会记住产生的前一波形的时间标志并且由此点开始使时间标志连续增长。它的输入参数有波形类型、样本数、起始相位、波形频率（单位：Hz）参数说明： offset：波形的直流偏移量，缺省值为0.0。数据类型DBL reset signal：将波形相位重置为相位控制值且将时间标志置为0。缺省值为FALSE。signal type：产生的波形的类型，缺省值为正弦波。frequency ：波形频率（单位 Hz），缺省值为10。 amplitude ：波形幅值，也称为峰值电压，缺省值为

28、1.0。 phase ：波形的初始相位（单位 度）缺省值为0.0。error in ：在该VI运行之前描述错误环境。缺省值为 no error. 如果一个错误已经发生，该VI在error out端返回错误代码。该VI仅在无错误时正常运行。 错误簇包含如下参数。status ：缺省值为FALSE，发生错误时变为TRUE。code ：错误代码，缺省值为0。source ：在大多数情况下是产生错误的VI或函数的名称，缺省值为一个空串。sampling info ：一个包括采样信息的簇。共有Fs和#s 两个参数。Fs ：采样率，单位是样本数/秒，缺省值为1000。#s ：波形的样本数，缺省值为1000

29、。 duty cycle (%)：占空比，对方波信号是反映一个周期内高低电平所占的比例，缺省值为50%。 signal out：信号输出端 phase out ：波形的相位，单位：度。error out ：错误信息。如果 error in 指示一个错误，error out 包含同样的错误信息。否则，它描述该VI 引起的错误状态。使用该VI制作的函数发生器如下，由框图可以看出，其中没有附加任何其他部件。 图4-4VI制作的函数发生器数据采集主要是把通道A、通道B、设备，扫描率、扫描数、极性， 触发源、模式、斜坡、电平，信号分别生成一个簇然后输入到子程序OSCdaq 这个子程序是里，里面有一个自生

30、成的波形发生器，通过外面的变量来对波形发生器进行控制。图4-5 数据采集的总的程序图子VI的建立子VI（SubVI）就像普通编程语言中的子程序，类似于被其他的 VI调用的VI。可以将每一个已经定义了图标和联接器的 VI当成另一个 VI的子程序。在流程图中打开 Functions?Select a VI. ，然后可以选择要调用的子 VI 。编程一个子VI过程中最重要的步骤就是定义它的图标以及联接器。每个VI在前面板和流程图窗口右上部分都出现了一个默认的图标。其中启动图标编辑器的方法是利用鼠标右键单击面板窗口的右上角的默认图标，在弹出的菜单中选择 Edit Icon按钮。下图表示了图标编辑器的窗口

31、。用户可以用窗口左边一列的所有工具来设计像素编辑区中的图标形状。编辑区右半部分的一个方框中有一个实际大小的图标。 图4-6 图标编辑器窗口 联接器是 VI 数据的输入输出接口。假如利用面板控制对象或者显示对象从子VI 中输出或者输入数据，那么这些对象都需要在联接器面板中有一个连线端子。您可以通过选择 VI的端子数并为每个端子指定对应的前面板对象以定义联接器。定义联接器的方法是，用鼠标右键单击面板窗口中的图标窗口，在快捷菜单中选择 Show Connector。联接器图标会取代面板窗口右上角的图标。LabVIEW 自动选择的端子连接模式是控制对象的端子位于联接器窗口的左边，显示对象的端子位于联接

32、器窗口右边。选择的端子数取决于前面板中控制对象和显示对象的个数。联接器中的各个矩形表示各个端子所在的区域，可以用它们从 VI 中输入或者输出数据。如果必要，也可以选择另外一种端子连接模式。方法是在图标上单击鼠标右键单出快捷菜单，选择 Show Connector，再次弹出快捷菜单，选择Patterns。 本子程序主要用到程序结构有While循环、分支结构、数簇、数组等。While循环模块位置为Functions-Execution Control子模板。单击鼠标左键后，指针变为手形。把鼠标指针移到框图上，可以看到，鼠标指针缩小的While循环样子。循环右下角是条件端子，用于在每次循环结束后判断

33、循环是否继续执行。具体的循环继续条件有两种：Stop if True和Continue if True，具体采用哪种方式可在条件端子上弹出的快捷菜单指定，也可以使用操作工具在端子上单击鼠标，以切换两种不同的条件。条件不同，端子的图标也不同，默认的条件是Stop if True。左下角标有字母i的矩形框图是重复端子(Iteration Terminal)，可以在每次循环中提供当前循环次数的计数值，i的初始值为0。两个端子之外的其他空白区域都可以放置程序代码。分支结构（Case Structure）位于Functions-Programming-Structures 子模版上。分支结构左边框上有一

34、个输入端子，该端子中心有一个问号，称为选择器端子(Selector Terminal)；上边框上有分支选择器标签（Case Selector Label）。 分支结构有一个或多个子框图，每一个子框图都是一个执行分支，每一个执行分支都有自己的分支选择器标签。当执行分支时只有与接入选择器端子相匹配的标签对应的框图被执行。端子的值可以是布尔型、字符串型、整型或者是枚举类型。此选择器端子的值的类型是无符号长整型。分支结构子框图是堆叠在一起的，单击标签左边和右边的增量、减量按钮将使当前显示框图在堆叠起来的多个框图中进行一次前、后切换。单击分支选择器标签右边端的向下黑色箭头，将弹出所有已定义的标签列表，可

35、以利用这个列表在多个子框图之间实现快速跳转。与C语言的分支结构不同的是，C语言的switch语句的Default分支是可选的，在没有Default分支时，如果没有任何匹配，则任何Case后面的代码都不会执行。而对于LabVIEW的Case结构，要么在选择器标签中列出所有可能的情况，要么必须给出一种默认情况。 图4-7 数据采集中的OSCdaq子程序 4.3.2 自动扫描控制 自动扫描控制主要是利用软件编程来对采集到的数据进行对扫描率和扫描数的控制程序如下图4-8:图4-8动扫描控制扫描数乘以dt乘以基频然后输入到分支结构的输入端子，若选择端子是True将判断输入端子大于6 ，又扫描率大于等于8

36、 则扫描率加1。若第一个分子结构选择结构输入端子小于3，又扫描率小于0，则扫描率减去1。 4.3.3 波形显示 图形显示对于虚拟仪器面板设计是一个重要的内容。LabVIEW为此提供了丰富的功能。我们不从图形的实现方法上去讨论问题,那是计算机图形学的课题。但我们需要从用户的可能的需求角度探求一下，如果你需要做虚拟仪器方面的开发，那么可能遇到些什么图形问题。LabVIEW在这方面所做的工作是非常值得借鉴的。在LabVIEW的图形显示功能中Graph和Chart是两个基本的概念。一般说来Chart是将数据源（例如采集得到的数据）在某一坐标系中，实时、逐点地显示出来，它可以反映被测物理量的变化趋势，例

37、如显示一个实时变化的波形或曲线，传统的模拟示波器、波形记录仪就是这样。而Graph则是对已采集数据进行事后处理的结果。它先将被采集数据存放在一个数组之中，然后根据需要组织成所需的图形显示出来。它的缺点是没有实时显示，但是它的表现形式要丰富得多。例如采集了一个波形后，经处理可以显示出其频谱图。现在，数字示波器也可以具备类似Graph的显示功能。LabVIEW的Graph子模板中有许多可供选用的控件，其中常用的见下表：* 由表中可以看出， Chart方式尽管能实时、直接地显示结果，但其表现形式有限，而Graph方式表现形式要远为丰富，但这是以牺牲实时为代价的。各种图形都提供了相应的控件，以Grap

38、h为例介绍。图所示为它的控件。所有这些控件都包含在图形快速菜单的Visible Items选项下。 曲线图例可用来设置曲线的各种属性，包括线型（实线、虚线、点划线等）、线粗细、颜色以及数据点的形状等。图形模板可用来对曲线进行操作，包括移动、对感兴趣的区域放大和缩小等。光标图例可用来设置光标、移动光标，帮助你用光标直接从曲线上读取感兴趣的数据。刻度图例用来设置坐标刻度的数据格式、类型（普通坐标或对数坐标），坐标轴名称以及刻度栅格的颜色等。图4-9波形显示主要是通过软件对测量波形进行显示下图3-7为波形显示的主程序 图4-10为波形显示的主程序下图4-11为波形显示子程序生成时间轴序列图4-11生

39、成时间轴序列 A、B显示模块的调节按钮元素通过Bundle中把它们打包生成一个簇然后通过Unbundle By Name 把输入簇中的元素按标签解包，A、B通道电压数据分别用分支结构来对其进行显示A、显示B、显示A&B等。4.3.4测量波形的各种参数测量波形的各种参数主要测量波形的幅值、周期、频率等。主程序如下： 图4-12 测量波形的各参数程序当测量信号输入到分支结构输入端子时，电压数据通过 Index Array 数组，当选择通道按钮按下时则有它来控制索引电压数据数组，然后输入到osc测量子VI中。测量表如下图4-13： 图4-13测量表 图4-14测量表程序4.3.5 手动/自动程序 事

40、件结构位于Functions-All Functions-Strunctures 子模板上。事件结构包含有几个基本组成部分：上方边框中间是事件选择标签，用于标识当前显示的子框图所处理事件的事件源；事件数据节点为子框图提供所处理事件的相关数据；超时端子隶属整个事件结构，用于为超时事件提供超时时间参数。事件数据节点有若干事件数据端子组成，分为手动、自动、Time out .超时端子接入的，以毫秒为单位的整数值指定了超时时间，在等待其他类型事件发生的时间超过时间后，将自动触发Time out事件。为超时端子接入-1值表示不产生Time out事件。事件结构的组织方式与Case结构相似，都是把多个子框

41、图堆叠在一起。根据所发生事件的不同，每次只有一个子框图得到执行，并且该子框图执行完后，事件结构随之退出。 图4-15 手动/自动程序4.4 总程序 如图4-16 图4.16总程序图4.5 波形显示调试结果在设计过程中，采用了固纬（Good Will）GFG-8250A函数信号发生器作为外部模拟信号输入，用设计的虚拟示波器显示正弦波、三角波、方波的波形。正弦波的波形显示如图4-17所示。图4-17 正弦波的波形显示三角波的波形显示如图3-4所示。图4-18三角波的波形显示方波的波形显示如图4-19所示。方波的波形显示4-19结论虚拟示波器设计完成后,经使用,所有控制键和功能正常,符合使用要求。本

42、设计论文的主要工作就是利用LabVIEW设计两通道数字示波器系统。主要完成了以下几方面的工作：1） 认真研读了教材LabVIEW的虚拟仪器设计（电子工业出版社），同时又在参考大量国内外文献资料的基础上，总结了虚拟仪器的概念、特点及虚拟仪器的设计步骤。并对虚拟示波器设计所用到的LabVIEW知识进行了较为详细的阐述。 2） 利用LabVIEW编程设计了两通道数字示波器，达到了传统示波器所具有的基本功能。通过验证，由于现实条件和时间上的原因，本文设计的两通道数字示波器系统还很不完善，还有以下几方面的工作要做： 1） 含有数据采集卡的示波器设计，由于没有数据采集卡，本次设计的示波器，它的数据采集是通

43、过软件模拟实现的。 2） 具有更多功能的虚拟示波器设计。本次设计的两通道数字示波器具有传统示波器的基本功能，还需要丰富更多的功能，如显示模式可以加上微分、积分、A+B和A-B等功能。3） 也不具有数据存储功能，利有网络远程操作等因此，我还要不断地学习，不断地探索不断完善虚拟示波器。参考文献1 LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计 侯国屏主编 清华大学出版社 2005年 2 LabVIEW高级程序设计 杨乐平主编 清华大学出版社 2003年3 基于LabVIEW的虚拟仪器设计 刘君华主编 电子工业出版社 2003年 4 杨乐平. L abV IEW 程序设计与应用M . 北京: 电子工业出版社

44、, 2001. 5 RobertH. B ishop (美). LabV IEW 6i 实用教程M .乔瑞萍 林欣 等译 朱世华 审校 6 石博强,赵德永,李 畅,雷振山1LabVIEW611 编程技术实用教程1 中国铁出版社,20021 7 刘君华1 虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW 教程1 西安电子科技大学出版社,20011 8 张永瑞,刘振起,杨林耀,顾玉昆,等1 电子测量技术基础 西安电子科技大学出版社,20021 9 丁玉美,高西全1 数字信号处理1 西安电子科技大学出版社,20021 致谢 本设计能顺利完成与我的指导老师的不停的教诲和关怀分不开的。本设计的选题和具体的实现，陈老师花费了大量的心血，并提出了大量的宝贵意见，帮我们解决了不少设计上的困难。陈老师的严谨的治学态度、渊博的知识、宽大的胸怀和兢兢业业的敬业精神都令我非常佩服。在做毕业论文期间我的同学也给我提供了很大的帮助，在毕业设计即将完成之时，谨向陈老师以及给我帮助的同学致以最衷心的感谢！同时感谢这几年教导我们的老师 ，感谢你们这几年的孜孜不倦的教诲!感谢所有关心我的人！