虛擬儀器設(shè)計與應(yīng)用實驗報告3000字

虛擬儀器設(shè)計與應(yīng)用實驗報告3000字

選修實驗課：虛擬儀器設(shè)計與應(yīng)用實驗報告姓名：學號：班號：專業(yè)：院系：時間：選修實驗課：虛擬儀器設(shè)計與應(yīng)用基于LabVIEW的雙聲道語音錄制系統(tǒng)實驗摘要：此次實驗要求設(shè)計一套語音信號錄制系統(tǒng)：PC機上的聲卡作為音頻信號采集硬件，使用者使用話筒錄音，將聲音信號由聲卡輸進計算機，然后由該系統(tǒng)采集音頻信號，在最后程序結(jié)束以后將該音頻文件保存為WAV文件存儲到計算機中。該錄音系統(tǒng)所需要實現(xiàn)的功能依次為：配置聲卡參數(shù)、將信號收集到聲卡緩存區(qū)、從緩存區(qū)讀取信號并保存在計算機上、停止并關(guān)閉聲卡工作。關(guān)鍵字：多聲道、采樣位數(shù)可調(diào)、錄音系統(tǒng)。1．設(shè)計任務(wù)及要求1.1設(shè)計任務(wù)每個人的聲音都有各自的特征以及講話時特殊的語言習慣，這些都反映在聲音信號中。本次實驗設(shè)計一套語音信號錄制系統(tǒng)，即將PC機上的聲卡作為音頻信號采集硬件，使用者使用話筒錄音，將聲音信號由聲卡輸進計算機，然后由該系統(tǒng)采集音頻信號，在最后程序結(jié)束以后將該音頻文件保存為Wav文件存儲到計算機。1.2要求①聲音質(zhì)量為雙聲道。②在開始采集前，操作者可根據(jù)實際需要，更改采樣位數(shù)（8位和16位）。③按下“開始”按鈕時，才開始采集聲音。④在采集過程中，按下“暫定”按鈕，暫定聲音的采集，再次按下“暫定”按鈕，繼續(xù)采集聲音。⑤按下“停止”按鈕，停止采集聲音，并彈出保存文件的對話框，保存成“*.wav”文件。2．使用設(shè)備選修實驗課：虛擬儀器設(shè)計與應(yīng)用硬件設(shè)備：計算機、聲卡、話筒（MIC）。軟件設(shè)備：據(jù)采集程序、數(shù)據(jù)處理程序及數(shù)據(jù)存儲程序。3．任務(wù)分析3.1硬件組成計算機、聲卡、話筒（MIC）3.2軟件組成3.2.1錄音系統(tǒng)設(shè)計流程配置聲卡采集信號數(shù)據(jù)處理關(guān)閉聲卡設(shè)置聲卡的工作模式和參數(shù)，為聲卡的正常工作做準備。啟動聲卡采集輸入的信號，并將其數(shù)字化，轉(zhuǎn)換成計算機能處理的數(shù)據(jù)將聲卡采集獲得的新數(shù)據(jù)顯示出來，并將它添加到原有信號的存在數(shù)組中。停止聲卡采集任務(wù)，釋放占用的系統(tǒng)資源。并將采集的數(shù)據(jù)按指定格式進行保存3.2.2數(shù)據(jù)采集程序數(shù)據(jù)采集程序要實現(xiàn)的任務(wù)就是用軟件控制聲卡采集輸入的信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號（即我們常說的數(shù)據(jù)）提供給后續(xù)程序處理。它為后續(xù)程序提供了一個數(shù)據(jù)來源。數(shù)據(jù)采集程序的流程采集信號3.2.3數(shù)據(jù)處理程序?qū)崟r波形顯示，并將它添加到已有信號的存在數(shù)組中。因為是實時顯示采集信號的波形，因此我們需要用WaveformChart來實現(xiàn)；將新信號添加的已有選修實驗課：虛擬儀器設(shè)計與應(yīng)用信號的數(shù)組中，可通過移位寄存器來實現(xiàn)。3.2.4數(shù)據(jù)保存程序在最后程序結(jié)束以后，將該音頻文件保存為Wav文件存到計算機。4．設(shè)計步驟4.1配置聲卡參數(shù)函數(shù)：SIConfig功能：配置聲卡參數(shù)，為聲卡采集信號做準備。輸入端口：◆device：設(shè)備號，默認值為0，該參數(shù)一般不需要改動。操作系統(tǒng)中用設(shè)備號表示硬件設(shè)備?！魋oundformat：用于指定聲卡的參數(shù)：單聲道還是立體聲，采樣率，8位還是16位。它是一個簇，包括下面三個元素：★soundquality：聲音質(zhì)量，枚舉型，兩個取值：mono（單聲道）和stereo（立體聲）★rate：采樣率，枚舉型，4個取值：0，1，2，3；分別對應(yīng)四種采樣率：11025，22050，44100和8000Hz。★bitspersample：采樣點位數(shù)，枚舉型，兩種取值：8位和16位輸入端口◆buffersize：數(shù)據(jù)緩存區(qū)大小。是LabVIEW與聲卡之間傳遞數(shù)據(jù)的一個中轉(zhuǎn)站。默認大小為8192字節(jié)。◆errorin：錯誤簇。輸出端口◆taskIDout：聲卡的標識號。其它聲音函數(shù)通過它對聲卡進行操作?！鬳rrorout：錯誤簇。此次實驗中，用戶可以自主選擇聲音質(zhì)量、采樣頻率和采樣位數(shù)，需要新建三個枚舉型的輸入變量來確定聲卡參數(shù)，將三個參數(shù)捆綁成簇，作為配置聲卡的聲音參數(shù)。聲卡在數(shù)據(jù)的收集時，便會按照用戶的選擇對聲音進行收集。4.2信號的處理函數(shù)：SIStart功能：啟動聲卡，開始采集信號并將數(shù)據(jù)保存到緩存區(qū)。輸入端口◆taskIDin：聲卡的標識號。◆errorin：錯誤簇輸出端口◆taskIDout：聲卡的標識號◆errorout：錯誤簇選修實驗課：虛擬儀器設(shè)計與應(yīng)用函數(shù)：SIRead功能：從聲卡緩存區(qū)讀取數(shù)據(jù)。輸入端口◆taskIDin：聲卡的標識號◆errorin：錯誤簇輸出端口◆taskIDout：聲卡的標識號◆errorout：錯誤簇函數(shù)：SIStop功能：停止聲卡采集的工作。輸入端口◆taskIDin：聲卡的標識號◆errorin：錯誤簇輸出端口◆taskIDout：聲卡的標識號◆errorout：錯誤簇功能包含啟動和停止聲卡收集工作兩部分。當按下“錄音”按鈕時，啟動聲卡的收集工作，此時信號作為輸入流存儲在聲卡的緩存區(qū)里面。當按下“暫?！卑粹o時，停止聲卡的收集工作，此時聲卡的緩存區(qū)里面沒有信號的輸入。當按下“錄音”按鈕時，啟動一個每200毫秒一次的循環(huán)，并啟動聲卡的信號收集工作，將聲音信號按先前配置好的參數(shù)收集到聲卡緩存區(qū)內(nèi)，同時更改工作狀態(tài)為“錄音中”。當按下“暫?！卑粹o時，停止聲卡的收集工作，并把工作狀態(tài)由“錄音中”改為“未錄音”。從聲卡緩存區(qū)中讀取信號，并將信號保存到本地計算機上。將信號按照用戶要求的格式從聲卡緩存區(qū)中讀出，需要剛開始時用戶所設(shè)定的參數(shù)，使用老師提供的“錄音保存.VI”將信號從緩存區(qū)中讀取并保存到本地計算機上。當按下“停止”按鈕時，停止聲音的采集工作，并將按下的“錄音”按鈕彈出，修改當前工作狀態(tài)為“未錄音”。然后使用錄音保存功能將收集到的信息保存在本地計算機上。4.3停止并關(guān)閉聲卡函數(shù)：SIClear功能：關(guān)閉聲卡，并釋放所有占用系統(tǒng)的資源。輸入端口◆taskIDin：聲卡的標識號◆errorin：錯誤簇輸出端口◆errorout：錯誤簇實驗結(jié)束后，關(guān)閉聲卡，并釋放所有占用的資源，以便計算機執(zhí)行其他任務(wù)。選修實驗課：虛擬儀器設(shè)計與應(yīng)用此次實驗中，用“聲音輸入清零”來釋放所占用的資源。5.結(jié)論與展望通過一周的努力，我終于完成了多聲道采樣位數(shù)可調(diào)錄音系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)。基于LABVIEW的雙聲道語音錄制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用LABVIEW編程語言簡單而較圓滿的完成對語音信號的錄制，錄音文件成功保存，錄音回放效果良好，達到預期效果,完成了既定設(shè)計任務(wù)。但是由于設(shè)備及程序多方原因，音頻存在撕拉聲等雜聲。

第二篇：虛擬儀器程序設(shè)計實驗報告(三)1900字河南機電高等?？茖W校學生實驗報告LabVIEW虛擬儀器程序設(shè)計及應(yīng)用實驗項目名稱：實驗三波形圖及文件保存系部：計科系年級：10級專業(yè)班：姓名：學號：實驗時間：20xx年5月22日成績：教師簽名：實驗三波形圖及文件保存一實驗名稱：波形圖及文件保存二實驗要求和目的要求:創(chuàng)建一個VI程序，此VI要實現(xiàn)的功能是：使用一個For循環(huán)并執(zhí)行100次循環(huán)，在循環(huán)中將產(chǎn)生100個隨機數(shù)，同時使用一個正弦函數(shù)來生成正弦波形，正弦波形的周期通過數(shù)值來調(diào)整。通過For循環(huán)生成的兩條曲線的數(shù)據(jù)通過創(chuàng)建數(shù)組函數(shù)轉(zhuǎn)換成一個二維數(shù)組，用戶使用一個數(shù)值顯示控件和波形圖控件來分別顯示兩條曲線的數(shù)據(jù)和波形。最后使用文件寫入函數(shù)將曲線數(shù)據(jù)寫至一個電子表格文件中。目的：熟悉如何在一個波形圖控件中創(chuàng)建多條曲線，同時顯示曲線數(shù)據(jù)以及將其保存至指定的路徑和格式文件。三實驗步驟1.前面板波形圖VI前面板如下圖所示:圖1波形圖VI前面板（1）新建一個VI，在前面板中添加一個波形圖控件。該控件可在控件選板中“Express→圖形顯示控件”子選板中找到。（2）在前面板中添加一個顯示二維數(shù)組中元素的數(shù)值顯示控件。首先需要創(chuàng)建一個空數(shù)組，創(chuàng)建空數(shù)組控件可在“控件→新式→數(shù)組、矩陣與簇”子選板中找到，創(chuàng)建一個空數(shù)組后，在前面板中創(chuàng)建一個數(shù)值顯示控件，并將該控件拖放入空數(shù)組中作為數(shù)組的輸入數(shù)據(jù)類型。默認情況下創(chuàng)建的數(shù)組為一維數(shù)組，此時為了顯示一個二維數(shù)組數(shù)據(jù)，需要將創(chuàng)建的數(shù)組由一維更改為二維。（3）將鼠標移至數(shù)組左側(cè)的帶有上、下箭頭的元素的下邊框處，該處元素用于控件數(shù)組的維數(shù)。按住鼠標左鍵，并向下拖至出現(xiàn)兩個元素，這時便將原來的一維數(shù)組更改為二維數(shù)組，然后再將鼠標移至數(shù)組中元素框架的右下角，當鼠標變成樓梯狀時拖動鼠標來控制可見的數(shù)據(jù)元素的行、列。2.程序框圖波形圖VI程序框圖如下所示：圖2波形圖VI程序框圖（1）切換至程序框圖中，在程序框圖中放置一個For循環(huán)，并設(shè)置循環(huán)總數(shù)為100。（2）在For循環(huán)中放置一個隨機數(shù)函數(shù)。在For循環(huán)中放置2個乘法函數(shù)和1個除法函數(shù)，這2個函數(shù)都位于函數(shù)選板中的“函數(shù)→數(shù)值”子選板中。在程序框圖中單擊鼠標右鍵，從函數(shù)選板中選擇“函數(shù)→數(shù)值→數(shù)學與科學常量”子選板中的常量2π.再按相同的方法在函數(shù)選板中選擇”函數(shù)→數(shù)學→初等與特殊函數(shù)→三角函數(shù)”子選板中的正弦函數(shù)并將其拖放至程序框圖中的For循環(huán)中。（3）在程序框圖中單擊鼠標右鍵，選擇函數(shù)選板中的“函數(shù)→編程→數(shù)組”子選板的創(chuàng)建數(shù)組函數(shù)并將其拖放至程序框圖中合適的位置。（4）從函數(shù)選板中的“函數(shù)→編程→文件I/O”子選板中選擇寫入電子表格文件函數(shù)，并將其拖放至程序框圖中合適的位置，并為該函數(shù)創(chuàng)建如圖2所示的文件寫入的路徑以及是否在存入數(shù)據(jù)時轉(zhuǎn)置輸入的二維數(shù)組選擇控件。此處給定了文件存儲的路徑以及在存儲數(shù)據(jù)時先將數(shù)組數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)置。如果文件寫入路徑為空時，則當程序運行時會彈出一個寫入文件路徑的對話框，類似于OFFICE中存儲文件時的對話框。默認情況下，轉(zhuǎn)置端子屬性為無。因為經(jīng)過創(chuàng)建數(shù)組函數(shù)創(chuàng)建的二維數(shù)組中的數(shù)據(jù)是每行存儲一條曲線數(shù)據(jù)，如果需要在寫入文件時將其轉(zhuǎn)換為列數(shù)據(jù)，則此處屬性應(yīng)設(shè)置為“是”。文件存儲路徑如下圖所示：圖3文件存儲路徑（5）按給定的程序框圖完成控件與函數(shù)間的連線，同時為圖中所示的兩個數(shù)值函數(shù)的輸入端子創(chuàng)建常量，分別為50和2。（6）切換至前面板窗口，單擊工具欄中的運行按鈕運行程序，會發(fā)現(xiàn)波形圖中同時顯示有兩條曲線。其中一條為隨機數(shù)曲線，另一條為正弦曲線。在100個點內(nèi)正弦曲線的周期數(shù)與For循環(huán)中在正弦函數(shù)前后進行的一些數(shù)值運算相關(guān)。為了同時在波形圖控件中顯示多條曲線，需要將每一條曲線的數(shù)據(jù)利用創(chuàng)建數(shù)組函數(shù)變成一個二維數(shù)組，原來的每條曲線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二維數(shù)組中的一行數(shù)據(jù)。（7）保存此VI程序，并命名該程序為“波形圖.VI”。該程序