LabView虚拟示波器实验报告.docx
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LabView虚拟示波器实验报告
内蒙古科技大学
虚拟仪器课程设计说明书
题目：
虚拟示波器
学生姓名：
潘佳琪
学号：
1067106205
专业：
10自动化2班
指导教师：
肖俊生
一.基于LABVIEW的双通道示波器设计
摘要：
虚拟仪器是现代计算机软硬件技术飞速发展的产物，他正逐步取代传统的电子仪器，是现代电工电子仪器的发展方向。
虚拟仪器主要由数据采集、数据分析处理。
数据输出与显示三部分模块组成。
本次实验设计使用了LABVIEW的各种课程知识（如分支、循环等常用编程逻辑结构；族、簇数组等常用数据结构；波形生成控件。
逻辑控件、数值控件等多个控件和自创建的多个子功能）利用LABVIEW成功模拟了简单数字双通示波器的各种功能。
设计的虚拟示波器涉及的主要功能包括：
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。
经测试，本示波器可实现数据采集，并可对采集信号进行运算。
二．设计目标:
通过实验，初步了解虚拟仪器的概念，基本掌握labview8.5的操作方法，掌握各种控件和编程函数的用法。
以labview8.5为操作环境，创建示波器vi，能够对不同频率的输入信号进行清晰的输出波形显示（单通道波形输出显示或双通道波形输出显示）能够选择触发器极性，能进行水平和垂直分度的调节，并能够随时控制波形显示的停止与开启。
三.设计要求:
（1）连续、定时采集一个电压信号可显示电压的峰值、平均值
（2）可显示电压的峰值、平均值
（3）具有数据存储、回放功能、
4主要功能
（1）运行、停止
（2）可显示两路以上图形x,y轴调整。
（3）显示模式:
单通道，多通道，运算模式
（4）测量:
频率，周期，幅值，上升时间，占空比等参数。
高级功能:
FFT，储存，网络等。
四.设计思路:
在while循环内创建一个选择窗口，用开关来选择真假，只有当真时才让示波器启动，在选择框内创建一个示波器看的输入通道，使用差分方式并设置采样率等等，将通道接入while循环，在循环内进行波形的统计显示，并能够对波形进行存储和回放。
图1
五．设计实现过程
启动LabVIEW8.5,进入程序运行界面，进入程序框图
1.前界面的创建和设计
在本章创建双通道的设计过程中，首先对该LabVIEW的VI前界面进行整体创建和设计。
前界面的主要创建设计为：
创建波形图显示控件，用于示波器的波形图显示；创建简单示波器的LOGO图标部分；创建触发器面板，在该触发器面板山，完成基本触发选项的布局，包括触发源、触发极性和触发电位；创建通道选择面板，可以对示波器可以显示的通道波形进行选择；创建定位面板，可以对示波器的水平分度和幅值分度进行调节；创建程序控制面板，对示波器控件的程序功能进行控制和调节根据设计思路，设计成的前面板如图所示。
2．布置双通道示波器界面的其他面板
如前文所述，本章创建双通道波形图VI控件，首先创建该波形图控件的外观界面。
根据外观界面的整体布局，需要在前面板界面上，布置多个面板，用于对不同调节功能、说明功能和控件功能的调节、显示和完成控件目的。
需要布置的主要包括以下一些面板：
LOGO面板（用于显示简单双通道示波器的LOGO属性）、触发器面板（用于布置触发源、触发极性和出发电平大小的调节等功能控件的布置）、程序控制面板（控制简单双通道示波器的信息显示和程序终止命令的执行任务）、通道选择面板（选择示波器不同通道的信号，如单通道还是双通道信号显示）和定位面板（水平分度的调节及数值分度的调节和显示）。
3.双通道示波器VI的程序框图
如图所示为本章创建的双通道示波器的程序框图。
该双通道示波器的主要功能通过以下几个主要功能块的编程来实现。
在程序框图上，已对主要的功能快进行标记。
下面，将对这几个主要功能块要实现的功能和作用分别进行介绍。
（1）触发器功能块
触发器功能块是双通道示波器的一个主要功能。
触发器主要设定滤波器的触发源、触发极性和触发电位，也是一般示波器的主要功能之一。
本章在创建触发器功能块时，包括触发源性质，通道B触发（CHB）或外触发（EXT）。
如果触发源是外触发，那么，滤波器的触发源通过本章设置的示波器的内置其他功能来实现。
此时，触发源的其他两个选项，即触发极性选择和触发电位调节旋钮就不可用。
触发极性逻辑开关选择设定触发器为正触发（POS）还是负触发（NEG），表明触发器的触发沿由何种性质的触发信号产生。
通过调节触发电位旋钮，可以调节触发器的触发电位高低。
（2）通道选择功能
通道选择功能块通过调节选择，可以表明示波器显示哪一通道信号，可以选择的通道信号为通道A、通道B以及通道A和通道B两路信号同时显示。
常见的一般示波器都可以进行单通道信号显示或两路通道信号显示。
通道选择以及示波器中的信号显示同样是一般示波器的主要功能之一。
本章在创建双通道示波器进行简单的期间模拟时，对这部分功能进行了实现和模拟。
（3）水平分度调节
水平分度大小调节功能块可以调节示波器显示窗口的波形在水平方向，即x方向的水平分度的大小，进而可以改变波形图窗口能够显示的完整波形的数目。
本章所创建的双通道示波器可以实现3个水平分度大小的调节。
一般的示波器能够在一定范围内，对水平方向的分度大小进行连续调节。
这部分功能时一般常见示波器的主要功能之一。
本章创建的这部分功能只是对常见示波器水平调节功能的简单演示。
感兴趣的读者可以根据LabVIEW提供的函数功能，对这部分调节功能进行完善，使之能够连续调节。
（4）幅值分度调节
同水平分度大小调节功能一样，幅值分度调节功能可以对示波器波形显示窗口的分度大小进行调节，根据不同的输入波形大小，调节示波器的分度大小，从而能够显示完整的输入信号的波形。
常见的一般示波器能够对幅值的分度大小进行连续调节，从而能够对输入波形进行比较完整的显示。
本章在创建双通道示波器时对这部分功能进行了简单的实现，可以对3个大小不同的分度进行调节。
同样，感兴趣的读者可以对这部分功能进行进一步的扩充和完善。
（5）主体控制
这部分功能是本章创建的双通道示波器程序的主体控制部分，能够对本章创建的双通道示波器的信息内容和主要功能进行说明和提示。
同时也可以对本章所创建的双通道示波器终止运行过程进行控制。
（6）波形显示窗口
波形显示窗口是双通道示波器进行波形显示的主界面。
一般的示波器都通过波形显示窗口对出入示波器的两路信号进行显示。
在双通道示波器的调节过程中，对所有调节功能进行调节测试，观察相应的波形变化情况时，也可以通过这部分波形显示部分进行显示。
本章在创建双通道示波器时采用LabVIEW8.2提供的波形图VI控件，对输入波形图控件的信号可以进行比较简单的显示。
六．LabVIEW设计的心得体会
LabVIEW是美国国家仪器公司（简称VI公司）研制的一个功能强大的开发平台，主要是为仪器系统的开发者提供建立，检测和修改仪器系统的图形软件系统。
LabVIEW的特点：
采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件；可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器；用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。
通过这次labview的课程设计，具体的来说我掌握了了公式节点的用法；滤波器的用法；图形编辑器的用法和子VI的建立过程及调用；掌握了while循环、for循环、条件结构循环的用法；初步了解了顺序结构的用法；了解了数据采集的基本知识；熟悉了写入测量文件及保存数据的基本操作、程序调试过程中的单步执行、断点设置以及探针工具的使用方法、延时程序的调用方法等等。
我明白了课堂中学习到的知识得到运用，课堂学的东西远远不能满足实际应用，我深刻的知道实验对于理论知识的升华的重要性。
在今后的求学过程中，注重对自己动手能力的培养，全面发展自己，做个真正意义上的大学生。
七参考文献
[1]杨乐平，李海涛，杨磊编著.LabVIEW程序设计与应用（第二版）.北京：
电子工业出版社，2007
[2]刘君华主编.基于LabVIEW的虚拟仪器设计.北京：
电子工业出版社，2003
[3]黄松林，吴静编著.虚拟仪器设计教程.北京：
清华大学出版社，2008
[4]陆绮荣编著.基于虚拟仪器技术个人实验室的构建.北京：
电子工业出版社
八.程序调试过程中发现的问题和解决办法
1）完成了一部分并查看波形的时候，发现波形向左移动的非常快，这样很不利于观察波形信号。
通过查资料发现可以通过在前面板上添加时间延迟ExpressVI，设置程序循环延时时间可以解决这一问题。
但是要在程序框图上添加并设置，这很不方便，后来发现模板上的VI波形图都可以均匀的慢速的向左移，经过对比发现，只要修改配置仿真信号的属性即可，具体操作时将定时区域的“以可达到的最快速度运行”取消，并勾选中“仿真采集时钟”。
2）在选择CH1条件结构的“假”分支时，因为不用输出波形，所以我没有连接输出隧道，这是幸运星出现错误，这个错误是因为条件结构中多个分支的输出隧道公用输出。
仅执行结构的某一帧时，各个帧必须给所有的输出赋值，不赋值时要使用默认。
解决办法是右键单击隧道并选择“未连线时使用默认”，即可以满足该要求。
3）幅值测量用模拟波形-波形测量里面的“幅值和电平”函数时发现，当北侧通道处于关的状态时发生了错误，显示的是“输入波形的大小为0”，这是因为这个函数测量模块当波形输入为0时就会发生错误。
解决办法是将它替换为波形测量里面的“幅值和电平测量”子VI，这个子VI在输入波形为0时满足了输出幅值电平是0。
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