多路信号发生器 和 双通道虚拟示波器设计 24.docx

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多路信号发生器和双通道虚拟示波器设计24

内蒙古科技大学

虚拟仪器课程设计说明书

题目：

多路信号发生器

与双通道虚拟示波器

一，信号发生器设计

1.设计题目：

多路信号发生器

2.设计目的：

了解、熟悉并掌握虚拟仪器的相关知识；完成所要求的实验内容。

3.设计要求:

①可以输出任意一种以下的信号：

正弦波信号、方波信号、锯齿波信号或三角波信号，且可输出双路信号。

②信号频率、幅值、占空比、相位和偏移量可调。

4.设计思路:

采用函数选板“信号处理”中的“基本函数发生器”做函数输出，用输入控件做选择输出波形类型，锯齿波、正弦波、方波、三角波信号，及用相应的数值输入控件控制以上信号的参数，编辑相应程序将其用波形图显示，同时用输入DAQ输出给数据板卡，用导线将数据板卡上相应的输入输出接口连接好，可通过配备DAQ采集卡，输出并显示采集信号。

5．设计实现过程

（1）基本函数发生器设计及while循环

从“程序框图”面板中点击右键，然后按照“编程”——“结构”——“while循环框图”的顺序，拖到面板中如图示：

从“程序框图”面板中点击右键，然后按照“信号处理”——“波形生成”——“基本函数发生器”的顺序，拖到面板中如图示：

（2）仿真信号基本参数设置

首先，在前面板中做一个“上凸盒”。

在前面板中，点击右键，从“Express”中的“数值输入控件”中，选择“旋钮输入控件”，将其拖入前面板中，总共需要五个旋钮，并分别命名为“频率”、“幅值”、“占空比”、“偏移量”、“相位”。

旋钮如图示：

（3）DAQ数据采集卡设置

从“程序框图”面板中点击右键，然后按照“测量I/O”——“DAQmx-Dataacquisition”的顺序，打开“DAQmx-Dataacquisition”选板从中选择“虚拟通道”，“采样时钟”，“DAQwrite”，“DAQstart”，“DAQstop”，“DAQclear”等控件。

将“虚拟通道”多态设置为“模拟通道，电压输出”模式，“DAQmxwrite”多态设置为“模拟量，多通道，多点采样”模式。

满足“双通道虚拟信号发生器”的要求。

（4）子VI“DAQmxwrite”data输入设置

“合并信号”，右击“程序框图”弹出“函数选板”，打开“信号操作”选择“合并信号”。

选择两个“基本函数发生器”，方法同步骤

（1），将其输出信号合并输入至“DAQmxwrite”的data输入端，其“信号类型”，“采样信息”，“频率”选择常量输入默认值。

。

（5）波形输出显示的设置

1右击“程序框图”弹出“函数选板”，打开“信号操作”选择“合并信号”，将第

（1）步中的两基本信号发生器输出合并输入“波形图”显示控件。

2“波形图”显示控件，右击“前面板”，弹出“控件”对话框，选择“图形显示控件”打开“波形图”。

如下图：

（6）程序框图、前面板

整个程序框图完成后，将其整理好，使其合理整洁，整个如图示：

将前面板上的所有图标合理摆放，使其合理匀称，并做些修饰，其如图示：

1程序框图

2前面板如图：

二，双通道虚拟示波器设计

1.设计题目：

双通道虚拟示波器

2.设计目的：

了解、熟悉并掌握虚拟仪器的相关知识；完成所要求的实验内容。

3.设计要求:

①可以实现对单一通道输入监测，A，B，以及对A，B通道同时监测。

。

②可以实现数据存储与回放。

4.设计思路:

采用“DAQmx”从数据板卡采集信号，输入“波形图表”显示，同时采用二进制文件操作函数，将采测的信号输入至“二进制文件”，

进行存储。

“存储数据的回放”通过输入控件选择不同的数据信号输入至“波形图表”,实现示波器的“监测与数据回放”功能。

5．设计实现过程

（1）示波器“DAQmx”采集与显示的设计

1，“DAQmx”采集设计

从“程序框图”面板中点击右键，然后按照“编程”——“测量I/O”——“DAQmxDateacquisition”的顺序，打开“DAQmxDateacquisition”面板从中选出“虚拟输入通道”，“采样时钟”，“DAQ读取”等函数，如下图；

多态函数的设置“虚拟输入通道”设置为“模拟量输入，电压量”，“DAQmx读取”设置为“多通道，多点输入”。

2，采集通道与波形显示

采集通道设计右击“程序框图”依次选择“编程”，“结构”选板，选出“条件结构”函数如图；

“0”条件分支即AB通道，将“DAQmx读取”输出信号用“一维数组”拆分函数拆分后的两路信号在分支中“信号合并”在输出输入至“波形图”显示两通道信号.

“1”条件分支即A通道，将前所述拆分的两路信号其一在分支中输出输入至“波形图”显示两通道信号.

“0”条件分支B通道，同A通道相似将另一信号输入至“波形图”‘

3波形图表X,Y坐标及幅值偏移控制设计

坐标控制采用创建属性节点控制

X坐标设计即扫描周期选中“波形图”显示控件，右击选“创建属性节点”创建类型选“X标尺，范围，全部元素”。

“属性节点”的控制，点选“属性节点”右击设置，转换为写入，

右击“程序框图”以“编程”——“簇，类与变体”——“捆绑”顺序操作选中“捆绑”。

在“前面板”创建“扫描周期TIME”输入控件，其余输入控件如图与“捆绑函数”，及“属性节点”相连接。

Y坐标设计即幅值偏移与幅值DIV的设计与X坐标控制设计相类似,如下图：

（2）数据的存储与读出

数据存储类型为二进制文件存储，其相应函数位于函数选板的“编程”子选板下的“文件I/O”选板中，含有文件打开，关闭函数以及二进制文件的读取，写操作函数，路径的创建，拆分函数也位于该选板中，而“文件对话框”函数，“设置文件位置”函数位于该选板的“高级文件函数”子选板中。

1数据存储部分设计

数据存储位于示波器测量分支中，由文件路径的创建，文件写入操作条件，及写入操作三部分组成。

文件路径的创建选中“当前VI路径”函数输出接“路径拆分”路径创建”输出与“文件打开”“设置文件位置”函数相连。

如图；

文件操作条件实现将前创建的文件路径联入while循环框，在其中构建“条件结构”将“真”分支设置为“文件打开”函数与路径相连，“假”分支将“错误输出”，与“引用语柄输出”与后续写入部分相连。

分支选择输入由while循环次数与“0”比较是否相等来实现如图；

数据写入部分由“二进制文件读取”，“文件关闭”与“简易错误处理器”函数构成。

如图；

2数据读取部分的设计

数据的读取与数据存储相类似

文件路径的创建：

文件操作条件的设计采用“条件结构”分支结构与存储部分类似其中“真”分支为“文件对话框”，并将数据与路径联入，如图

数据的读取部分由“文件打开”，“文件读取”以及“文件关闭”等函数实现，其中“数据读取”给定数据读取类型为“波形常量”，否则“二进制文件”无法按原文件类型读出。

（3）数据回放功能的实现

数据回放的实现与测量设计相类似，在该部分设计“波形图”，“属性节点”均采用“局部变量”来实现。

1波形数据显示“二进制文件读取”输出与“波形图”局部变量相连。

“局部变量”的创建右击“波形图”选择“创建”再进选“创建局部变量”。

2X坐标设计与测量设计类似，“扫描周期TIME”控件，采用“局部变量”对“波形图”的X坐标“属性节点”控制。

3Y坐标采用“幅值偏移（v）”，“幅值DIV”的“局部变量”进行设计。

（4）测量模块与回放模块等构建整体设计

在前面板创建“水平指针滑动杆”修改属性数据类型为“I8”，数据输入最大最小值分别为0,1，增量为1.实现“测量/回放”选择。

条件结构的构建将前边创建的测量模块与数据存储设计为“0”条件分支。

回放与数据读取设计为“1”分支，实现测量回放功能的切换。

（5）程序框图、前面板

整个程序框图完成后，将其整理好，使其合理整洁，整个如图示：

将前面板上的所有图标合理摆放，使其合理匀称，并做些修饰，其如图示：

程序框图

前面板