虚拟仪器课程设计任意波形发生器.docx

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虚拟仪器课程设计任意波形发生器

《虚拟仪器课程》课程设计

题目：

任意波形发生器

一、labVIEW介绍………………………………………………………….2

二、任意波形发生器的设计…………………………………..3

2．1小组任务分派…………………………………………………………..3

2．2仪器功能描述………………………………………………………….4

2．3任意波形发生器发生器的前面板……………………………………..4

2．4任意波形发生器的程序框图组成…………………………………….5

波形产生设计………………………………………………………….5.

声音采样模块设计……………………………………………………….10.

停止模块设计……………………………………………………………..11

三、设计小结……………………………………………………12

一、labVIEW介绍

LabVIEW（LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench，实验室虚拟仪器集成环境）是一个基于G（Graphic）语言的图形编程开发环境，在工业界和学术界中普遍用作开发数据搜集系统、仪器操纵软件和分析软件的标准语言，关于科学研究和工程应用来讲是很理想的语言。

它含有种类丰硕的函数库，科学家和工程师们利用它能够方便灵活地搭建功能壮大的测试系统。

LabVIEW编程语言最要紧的两个特点是图形化编程和数据流驱动：

（1）图形化编程

LabVIEW与Visual C++、Visual Basic、LabWindows/CVI等编程语言不同，后几种都是基于文本的语言，而LabVIEW那么是利用图形化程序设计语言G语言，用框图代替了传统的程序代码，编程的进程即是利用图形符号表达程序行为的进程，源代码不是文本而是框图。

一个VI有三个要紧部份组成：

框图、前面板和图标／连接器。

框图是程序代码的图形表示。

LabVIEW的框图中利用了丰硕的设备和模块图标，与科学家、工程师们适应的大部份图标大体一致，这使得编程进程和思维进程超级的相似。

多样化的图标和丰硕的色彩也给用户带来不一样的体验和乐趣。

前面板是VI的交互式用户界面，外观和功能都类似于传统仪器面板，用户的输入数据通过前面板传递给框图，计算和分析结果也在前面板上以数字、图形、表格等各类不同方式显示出来。

图标是VI的图形符号，连接器那么用来概念输入和输出，每一个VI都有图标和连接器。

用户要做的工作确实是恰本地设置参数，并连接各个子VI。

编程一样步骤确实是利用鼠标选取适合的模块、连线和设置参数的进程，与烦琐枯燥的文本编程相较更为简单、生动和直观。

若是将虚拟仪器与传统仪器作一类比，前面板就像是仪器的操作和显示面板，提供各类参数的设置和数据的显示，框图就像是仪器内部的印刷电路板，是仪器的核心部份，对用户来讲是透明的，而图标和连接器能够比作电路板上的电子元器件和集成电路，保证了仪器正常的逻辑和运算功能。

（2）数据流驱动

宏观上讲，LabVIEW的运行机制已再也不是传统上的冯·诺伊曼式运算机体系结构的执行方式了。

传统运算机语言（如C语言）中的顺序执行结构在LabVIEW中被并行机制所代替。

本质上讲它是一种带有图形操纵流结构的数据流模式，程序中的每一个函数节点只有在取得它的全数输入数据后才能够被执行。

既然LabVIEW程序是数据流驱动的，数据流程序设计规定，一个目标只有当它的所有输入有效时才能够被执行；而目标的输出只有当它的功能完全时才是有效的。

于是LabVIEW中被连接的函数节点之间的数据流操纵着程序的执行顺序，而不像文本程序那样受到行顺序执行的约束。

咱们能够通过彼此连接函数节点简练高效地开发应用程序，还能够有多个数据通道同步运行，即所谓的多线程。

在LabVIEW中单击加亮执行（HighlightExecution）按钮，即能够动画方式演示框图的执行进程，能够观看到数据流流动的方式，数据以有色小圆点表示，在各类不同颜色（代表不同数据类型）的连线上流动。

二、任意波形发生器的设计

2．1小组任务分派

一（周林）：

大体波形源程序设计：

正旋波、方波、锯齿波、三角波

二（李通成）：

自概念波形和停止模块设计

三（李倩）声音采样模块设计

四（黄杏）程序前面板整体的设计和程序调试

2．2仪器功能描述

任意波形发生器确实是利用搜集卡的模拟输出功能来持续产生一些设定好的信号，相关于传统信号发生器，它具有加倍丰硕的功能。

本仪器功能要紧包括四类大体函数信号一——正弦波、方波、三角波、锯齿波的输出和通过函数输出产生任意波形，实现输出波形的偏置量、电压幅度和频率的操纵等功能。

2．3任意波形发生器发生器的前面板

本任意波形发生器要紧由一块PCI总线的多功能数据搜集卡和相应的软件组成。

将它们安装在一台运行Windowsxp的PC机上。

即组成一台功能壮大的函数信号发生器。

本任意波形发生器的前面板要紧由以下几个部份组成：

频率操纵，波形选择,输出频率调剂，偏移量操纵、设备ID、输出波形幅度操纵按钮，和声音操纵包括采样频率、采样比特数、通道数。

图2-1函数信号发生器的前面板

2．4任意波形发生器的程序框图组成

本任意波形发生器的输入输出的硬件部份为一数据搜集卡和具有必然配置要求的PC机，数据的输入输出靠对数据搜集卡输出输入口的概念来实现。

能将产生的数字信号转换成模拟信号且数模转换精度高，而且还具有滤波功能，从而使输出波形滑腻。

图任意波形发生器的程序框图

波形产生设计

波形产生模块是任意波形发生器软件的核心。

利用该模块可实现正弦波、方波、锯齿波、三角波等波形。

利用软件产生波形的一个最大的优势是使仪器的本钱大大降低，而且使仪器小型化，智能化。

正弦波源程序如以下图所示

图正弦波源程序框图

能够通过界面的频率选型修改频率大小，通过幅值修改输出幅值大小，加入了停止按钮，其运行程序如图

图正弦波运行图

方波源程序如以下图所示

图方波源程序框图

图方波运行图

锯齿波源程序如以下图所示

图锯齿波源程序框图

图锯齿波运行图

三角波源程序如以下图所示

图三角波源程序框图

图三角波运行图

在自概念框中输入函数，运行的波形：

图函数sin（3*w*t）的波形运行图

声音采样模块设计：

声音采样模块包括：

采样率、采样比特数、通道数。

图采样模块的源程序框图

图声音采样模块子vi的前面板

停止模块设计：

当单击“停止”按钮，主体程序运行终止后，就进入到将搜集卡模拟输出通道的输出置零，主若是爱惜数据搜集卡。

任意波形发生器的“停止”框图如下图，

图停止模块程序框图

三、设计小结

任意波形发生器的功能总结

　　一种强有力的工具：

1、可仿真复杂的实际信号；

2、产生利用者设定的复杂波形；

3、具有标准函数信号源的功能；

4、产生的波形能够修改；

5、功能壮大：

脉冲/脉冲序列发生器、调制信号源、噪声发生器、扫频信号、触发信号；

6、运算机通信能力，软件功能壮大。

这次虚拟仪器课程设计的题目是实现基于LabVIEW的任意波形发生器。

这次课程设计是我在继课堂学习书本上的虚拟仪器知识后，再一次而且加倍深切的了解到虚拟仪器的大体利用方式和运用原理，检测咱们学习功效的综合性应用能力，它不仅要求咱们有扎实的专业理论知识和实践操作能力，更要求咱们有严谨治学、团结协作的精神。

通过自己的动手和试探，感觉获益良多。

在设计中我就更切躯体会到虚拟仪器这种仪器的高效、开放、易用灵活、功能壮大、性价比高、可操作性好等明显优势。

这次实验让我明白了虚拟仪器这门课程的重要性。

总之，虚拟仪器技术与网络技术的结合，及其在测控领域中的应用，是对传统测控方式的一场革命。

应用LabVIEW作为虚拟仪器软件开发平台，为开发高性能的运算机测控系统提供了极大的便利。

测控方式的网络化，是以后测控技术进展的必然趋势，通过成立散布式网络测控系统，能够充分利用现有资源和网络带来的各类优势，实现各类资源最有效合理的配置。

应用散布网络测控，能够进行多点测量，多点分析处置。

如此既能够充分发挥效劳器操纵测试仪器的接口能力，又能发挥客户机数据处置能力，而且便于系统的扩展。

远程虚拟仪器能够使信息的搜集、传输和处置一体化，使许多昂贵的测试设备得以共享。

尤其是运用在远程教育上更能发挥出更高的性价比。

参考文献

[1]龙华光顾永刚.LabVIEW与DAQ数据搜集.清华大学出版社,.

[2]杨乐平李海涛杨磊.LabVIEW程序设计与应用.电子工业出版社,.

[3]杨乐平肖相生.LabVIEW程序设计与应用.电子工业出版社,.