基于虛擬儀器信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)

1、目錄目錄一、設(shè)計(jì)要求 .1一、設(shè)計(jì)要求 .1二、設(shè)計(jì)思路與預(yù)期實(shí)現(xiàn)功能： .11、設(shè)計(jì)思路：.12、預(yù)期實(shí)現(xiàn)功能：.1三、函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì) .21、登陸界面：.22、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器子 VI（數(shù)碼管顯示）的設(shè)計(jì).33、頻率輸入與顯示：.34、 倍率選擇：.45、 波形選擇：.56、 波形對(duì)稱、方波占空比和信號(hào)幅度：.57、 掃描速率和掃描寬度：.68、 局部變量：.69、 調(diào)用子程序：.610、未加入噪聲時(shí)的波形顯示波形顯示：.611、加噪聲信號(hào)后的函數(shù)信號(hào)波形.712、此次函數(shù)信號(hào)發(fā)生器整體程序框圖.7四、測(cè)試和結(jié)果 .9五、性能分析 .9六、虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器具體操作方法.101、 關(guān)于登錄

2、：.102、 關(guān)于頻率調(diào)節(jié)與倍率選擇：.103、 關(guān)于波形選擇:.104、 波形的其他基本參數(shù)調(diào)節(jié)：.105、 停止按鈕：.10七、個(gè)人心得與體會(huì) .10八、參考文獻(xiàn) .11 1一、設(shè)計(jì)要求一、設(shè)計(jì)要求題目： 基于虛擬儀器的信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) 初始條件：查詢現(xiàn)有信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)品，找到參考設(shè)計(jì)的儀器參數(shù)及前面控制界面，用虛擬儀器軟件完成相近大部分功能，并適當(dāng)說明操作和設(shè)計(jì)思想。輸入信號(hào)可用軟件模擬，或用函數(shù)發(fā)生。要求完成的主要任務(wù)：至少完成設(shè)計(jì)內(nèi)容中各部分基本內(nèi)容，可添加適當(dāng)相關(guān)內(nèi)容。1）用戶認(rèn)證入口。2）能運(yùn)用設(shè)計(jì)前面板中字體、顏色、修飾功能。3）載入指定公司圖標(biāo)圖片到前面板(信號(hào)發(fā)生器參考原形圖

3、片)。4）設(shè)計(jì)中運(yùn)用彈出對(duì)話框操作至少2處。5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至少用到3種以上， （for循環(huán)，while循環(huán)，公式節(jié)點(diǎn)，事件結(jié)構(gòu)，局部變量，全局變量等）6）最少完成3種信號(hào)的輸出。7）VI層次結(jié)構(gòu)包含主程序子程序調(diào)用，子程序圖標(biāo)修改（非默認(rèn)形式即可）8）論述說明各環(huán)節(jié)分析及設(shè)計(jì)原理。9）完成正文8-18頁的報(bào)告。二、設(shè)計(jì)思路與預(yù)期實(shí)現(xiàn)功能：二、設(shè)計(jì)思路與預(yù)期實(shí)現(xiàn)功能：1 1、設(shè)計(jì)思路：、設(shè)計(jì)思路：首先設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的數(shù)碼管顯示子 VI，然后設(shè)計(jì)一個(gè)登錄界面，函數(shù)發(fā)生器程序放在登陸程序后面。2 2、預(yù)期實(shí)現(xiàn)功能：、預(yù)期實(shí)現(xiàn)功能： 此次設(shè)計(jì)的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器包含有用戶認(rèn)證的登陸界面、具體函數(shù)信號(hào)

4、的調(diào)節(jié)（包括信號(hào)的波形、頻率、幅度的調(diào)節(jié)）、示波器的相關(guān)參數(shù)調(diào)節(jié)（包括掃波形對(duì)稱、描寬度、掃描速率）、信號(hào)相關(guān)參數(shù)的數(shù)碼顯示（包括信號(hào)的頻率、幅度）。 設(shè)計(jì)的功能主要包括四類函數(shù)信號(hào)一正弦波、方波、三角波、鋸齒波的輸出，頻率的倍乘與微調(diào)相結(jié)合，以及實(shí)現(xiàn)輸出波形的電壓幅度的控制等功能，并可以對(duì)采樣信息，頻率，幅值以及相位參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，方波還可以控制占空比。2三、函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)三、函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì) 1、登陸界面：、登陸界面： 本版塊在程序中加入了“用戶登錄”，提前在庫中存儲(chǔ)了用戶的信息（包括用戶名和密碼），登陸界面采用事件結(jié)構(gòu)，當(dāng)輸入的用戶名和密碼與預(yù)設(shè)的用戶名和密碼一致時(shí)彈出“登陸成功！”

5、對(duì)話框，否則彈出“用戶名或密碼錯(cuò)誤！請(qǐng)重新輸入！”對(duì)話框，登陸成功是電源指示燈亮，此時(shí)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器電源接通開始工作。 圖 1 登陸成功 圖 2 登錄失敗 圖 3 登錄失敗重新輸入提示3 圖 4 登錄界面程序框圖2 2、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器子、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器子 VIVI（數(shù)碼管顯示）的設(shè)計(jì)（數(shù)碼管顯示）的設(shè)計(jì) 采用條件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)碼管子程序，輸入數(shù)值輸出顯示為 7 個(gè)布爾，構(gòu)成 7 段數(shù)碼管，如圖 5 ，圖 6 所示，編輯子程序圖標(biāo)，顯示連接板時(shí)采用一個(gè)輸入端 7 個(gè)輸出端，如圖 7 圖 5 數(shù)碼管子程序程序框圖 圖 6 數(shù)碼管子程序前面板 圖 7 數(shù)碼管子程序圖標(biāo)3 3、頻率輸入與顯示：、頻率輸

6、入與顯示：頻率輸入采用轉(zhuǎn)盤形式的輸入，顯示部分則選擇調(diào)用數(shù)碼管子程序的方式顯示。4 圖 8 信號(hào)頻率與倍率選擇前面板 圖 9 信號(hào)的倍率選擇程序框圖 圖 10 信號(hào)頻率的數(shù)碼顯示4 4、倍率選擇：倍率選擇： 倍率選擇采用下拉列表和 for 循環(huán)的結(jié)合，具體設(shè)計(jì)方法是：取下拉列表中選擇的倍率的項(xiàng)的值為 for 循環(huán)的次數(shù) n 值，具體對(duì)應(yīng)的是選擇倍率所處的下拉列表的位的值就是相應(yīng)的頻率要乘的倍數(shù)，也是與其相連接的條件結(jié)構(gòu)的選擇項(xiàng)，即與之對(duì)應(yīng)的倍率選擇燈會(huì)相應(yīng)點(diǎn)亮。當(dāng)倍率選擇的項(xiàng)的值小于 3 時(shí)，Hz 指示燈亮，當(dāng)倍率選擇項(xiàng)的值大于等于 3時(shí) kHz 指示燈亮。如當(dāng)選擇倍率為100 時(shí)，for 循

7、環(huán)次數(shù) n 為 2，頻率相應(yīng)的乘以100（for 循環(huán) 2 次，乘 2 次 10） ，此時(shí) Hz 指示燈亮，倍率選擇指示燈100 燈亮。5圖 11 信號(hào)頻率的倍率選擇程序框圖 5、波形選擇：波形選擇： 波形選擇采用下拉列表與條件結(jié)構(gòu)相結(jié)合的形式構(gòu)成，具體的波形顯示燈與倍率選擇等類似。6、波形對(duì)稱、方波占空比和信號(hào)幅度：波形對(duì)稱、方波占空比和信號(hào)幅度： 都用轉(zhuǎn)盤輸入方式輸入，波形對(duì)稱采用的是初始相位的輸入；占空比僅在信號(hào)波形為方波時(shí)有效；當(dāng)信號(hào)幅度值大于 999mV 時(shí) Vp-p 指示燈亮，此時(shí)幅度值除以 1000 后再輸出到數(shù)碼管顯示；當(dāng)信號(hào)幅度值不大于 999mV 時(shí) mVp-p 指示燈亮，

8、此時(shí)直接輸出至數(shù)碼管顯示。圖 12 波形選擇、波形對(duì)稱、方波占空比和信號(hào)幅度調(diào)節(jié)前面板6圖 13 波形選擇程序框圖圖 14 信號(hào)幅度數(shù)碼顯示前面板 圖 15 信號(hào)幅度數(shù)碼顯示程序框圖7、掃描速率和掃描寬度：掃描速率和掃描寬度： 用轉(zhuǎn)盤輸入數(shù)值調(diào)整 圖 16 掃描寬度和掃描速率前面板 圖 17 相位輸出前面板8、局部變量局部變量： 本部分為波形顯示的局部變量采用圖 18 局部變量調(diào)用 圖 19 數(shù)碼管子程序的調(diào)用9、調(diào)用子程序調(diào)用子程序： 數(shù)碼管顯示調(diào)用子程序如上圖10、未加入噪聲時(shí)的波形顯示波形顯示：、未加入噪聲時(shí)的波形顯示波形顯示：7 圖 20 輸出信號(hào)的波形圖顯示11、加噪聲信號(hào)后的函數(shù)信

9、號(hào)波形、加噪聲信號(hào)后的函數(shù)信號(hào)波形圖 21 加入均勻白噪聲后的波形12、此次函數(shù)信號(hào)發(fā)生器整體程序框圖、此次函數(shù)信號(hào)發(fā)生器整體程序框圖（見下頁圖）8 圖 22 此次設(shè)計(jì)整體程序框圖 9四、測(cè)試和結(jié)果四、測(cè)試和結(jié)果1) 信息輸入有誤，彈出錯(cuò)誤提示框。 2） 輸入信息正確后，程序開始運(yùn)行.3)設(shè)置好基本參數(shù)后即可運(yùn)行顯示即時(shí)波形與相關(guān)參數(shù)五、性能分析五、性能分析1）本程序界面友好，基本與實(shí)物圖相符，生動(dòng)形象，對(duì)于波形輸出具有實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)效果。2）在采樣數(shù)過大時(shí)，因?yàn)榻缑嬗邢薜脑颍a(chǎn)生的波形將會(huì)很密集，無法辨析波形。3）本程序?qū)π盘?hào)頻率有要求，因?yàn)樾盘?hào)輸入為轉(zhuǎn)盤輸入，在 0-10000HZ 時(shí)，信號(hào)

10、能夠正常顯示在示波器上，但如果頻率過大，將需要調(diào)整頻率輸入的范圍。（在屬性中進(jìn)行標(biāo)尺修改）4）對(duì)于原實(shí)物圖中的內(nèi)對(duì)數(shù)、內(nèi)線性、外掃描、外計(jì)數(shù)部分暫時(shí)無法設(shè)計(jì)出來。（其原理暫不知待解決）10六、六、虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器具體操作方法虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器具體操作方法1 1、關(guān)于登錄：關(guān)于登錄： 運(yùn)行程序軟件后，點(diǎn)擊“登錄”按鈕，彈出用戶登錄界面，此時(shí)若輸入的用戶名或密碼錯(cuò)誤會(huì)繼續(xù)彈出輸入界面，但此時(shí)請(qǐng)繼續(xù)輸入，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器程序?qū)o法運(yùn)行；輸入正確的用戶信息后會(huì)顯示登陸成功對(duì)話框，此時(shí)程序可正常運(yùn)行。（我在程序中預(yù)設(shè)的用戶名和密碼分別是 abc 和 123。）2 2、關(guān)于頻率調(diào)節(jié)與倍率選擇關(guān)于頻率調(diào)節(jié)與

11、倍率選擇： 頻率輸入采用旋鈕輸入形式輸入，設(shè)置的輸入范圍為 0-10000Hz（范圍可調(diào)，在屬性-標(biāo)尺中修改），選擇倍率時(shí)可以在下拉列表中自由選擇合適的倍數(shù)。3 3、關(guān)于波形選擇關(guān)于波形選擇: : 操作方法同倍率選擇4 4、波形的其他基本參數(shù)調(diào)節(jié)：波形的其他基本參數(shù)調(diào)節(jié)： 波形對(duì)稱即初始相位，使用時(shí)根據(jù)波形適度調(diào)節(jié)，顯示符合實(shí)驗(yàn)要求的波形即可；方波占空比僅在波形信號(hào)為方波時(shí)有效，此時(shí)占空比不能為 0；信號(hào)幅度的調(diào)節(jié)可在設(shè)定的 0-9000mV 之間調(diào)節(jié)；掃描速率的調(diào)節(jié)可根據(jù)具體波形顯示來調(diào)節(jié)，以達(dá)到最清晰的波形顯示；掃描寬度可根據(jù)波形的疏密來調(diào)節(jié)。以上旋鈕所有輸入即可通過旋鈕進(jìn)行粗調(diào)節(jié)也可通過

12、旋鈕的數(shù)值輸入來微調(diào)節(jié)。5 5、停止按鈕停止按鈕： 程序運(yùn)行完畢可點(diǎn)擊停止按鈕對(duì)程序進(jìn)行控制，停止函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的運(yùn)行。停止后程序前面板暫停運(yùn)行，此時(shí)顯示的均為暫停前的輸入與輸出顯示。七、個(gè)人心得與體會(huì)七、個(gè)人心得與體會(huì) 為時(shí)兩周的 Labview 課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了太多的東西。 程序設(shè)計(jì)前夕，對(duì)于這次 Labview 課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求又點(diǎn)沒頭緒，而且里課程結(jié)束有好幾周，對(duì)于要設(shè)計(jì)的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的具體設(shè)計(jì)步驟還不是很清晰。在選取實(shí)物圖片時(shí)，我選擇了在實(shí)驗(yàn)室接觸比較多的 SP1643B 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，對(duì)照著實(shí)物圖片與具體輸入輸出的結(jié)果相結(jié)合，最后確定了此次課程設(shè)計(jì)的大體思路。 根據(jù)確定的思

13、路，花了較短的時(shí)間便完成了信號(hào)源和數(shù)碼顯示的設(shè)計(jì)，對(duì)于登陸界面的設(shè)定，進(jìn)行了不斷的嘗試，并結(jié)合以前實(shí)驗(yàn)的程序不斷更改，已達(dá)到預(yù)期的功能。對(duì)于登陸顯示的對(duì)話框嘗試了兩種方式彈出，都不是很完善，最后結(jié)合同學(xué)們做的登陸界面和自己最初的設(shè)想，然后將之前嘗試的兩種方法加入其中，做成了現(xiàn)在這種登陸界面，比11之前好了許多，基本符合預(yù)期效果。 對(duì)于本次課程設(shè)計(jì)斷斷續(xù)續(xù)修改了很多次，不斷的完善前面所做的程序，在不斷地設(shè)計(jì)中將以前學(xué)的只是進(jìn)行了進(jìn)一步鞏固。八、參考文獻(xiàn)八、參考文獻(xiàn)1.陳西輝 張銀紅 LABVIEW8.2 程序設(shè)計(jì)從入門到精通 清華大學(xué)出版社2.劉君華主編.基于 LabVIEW 的虛擬儀器設(shè)計(jì).北京：電子工業(yè)出版社，20033.黃松林，吳靜編著.虛擬儀器設(shè)計(jì)教程.北京：清華大學(xué)出版社，20084.楊樂平，李海濤，楊磊編著.LabVIEW 程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用（第二版）.北京：電子工業(yè)出版社，200712本科生課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表本科生課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表姓姓 名名性性 別別專業(yè)、班級(jí)專業(yè)、班級(jí)課程設(shè)計(jì)題目：基于虛擬儀器信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目：基于虛擬儀器信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)答辯或質(zhì)疑記錄：課程設(shè)計(jì)答辯或質(zhì)疑記錄：成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù)：成績(jī)?cè)u(píng)定