基于LabVIEW的虛擬示波器設(shè)計-論文

-PAGEI-虛擬示波器就是虛擬儀器技術(shù)（NI）利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用。靈活高效的軟件能幫助您創(chuàng)建完全自定義的用戶界面，模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統(tǒng)集成，標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件平臺能滿足對同步和定時應(yīng)用的需求。這也正是NI近30年來始終引領(lǐng)測試測量行業(yè)發(fā)展趨勢的原因所在。虛擬儀器的突出特點(diǎn)之一在于在很大程度上用系統(tǒng)軟件的升級替代了儀器設(shè)備硬件的更換,這將節(jié)省大量的資金投入,代表了儀器儀表技術(shù)的發(fā)展方向。能夠與計算機(jī)技術(shù)結(jié)合，將計算機(jī)資源與儀器硬件，數(shù)字信號處理技術(shù)與不同功能的軟件模塊結(jié)合，組成不同的儀器功能。如今,虛擬儀器已在超大規(guī)模集成電路測試、模擬/數(shù)字電路測試、現(xiàn)代家用電器測試、電子元件、電力電子器件測試以及軍事、航天、生物醫(yī)學(xué)、工廠測試、電工技術(shù)等領(lǐng)域的可移動式現(xiàn)場測試工作中得到應(yīng)用。任何基于虛擬儀器技術(shù)的設(shè)備仍然需要利用數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集工作,以供系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的分析處理。虛擬示波器的出現(xiàn)改變了原有示波器的整體設(shè)計思路，，用軟件代替了硬件。將傳統(tǒng)儀器由硬件實現(xiàn)的數(shù)據(jù)分析與顯示功能，改由功能強(qiáng)大的計算機(jī)及其顯示器來完成，使工程技術(shù)人員可以用一部筆記本電腦到現(xiàn)場就可以輕松完成信號的采集、處理及頻譜分析和波形分析。關(guān)鍵字：LabVIEW，虛擬儀器，虛擬示波器--PAGEII-VirtualoscilloscopeVirtualInstrumentTechnology(NI)usingahighperformancemodularhardware,combinedwithefficientandflexiblesoftwaretocompleteavarietyoftest,measurementandautomationapplications.Aflexibleandefficientsoftwarecanhelpyoucreateafullycustomizableuserinterface,modularhardwarecanprovideafullrangeofsystemintegration,softwareandhardwareplatformcanmeetthestandardofsynchronizationandtimingapplications.ThisistheNInearly30yearsalwaysleadthetestandmeasurementindustrydevelopmenttrendofthereason.Atthesametimeonlywithefficientsoftware,modularI/Ohardwareandsoftwareandhardwareplatformfortheintegrationofthethreemajorcomponents,inordertogivefullplaytothevirtualinstrumenttechnologyofhighperformance,scalability,lessdevelopmenttime,aswellasexcellentintegrationofthesefouradvantages.Virtualinstrumentisoneoftheprominentcharacteristicsistoalargeextentwithsystemsoftwareupgradereplacementequipmenthardwarereplacement,itwillsavealotofcapitalinvestment,onbehalfoftheinstrumenttechnologydevelopmentdirection.Now,virtualinstrumenthasbeeninverylargescaleintegratedcircuittesting,analog/digitalcircuittesting,moderntesthouseholdappliances,electroniccomponents,powerelectronicdevicetestaswellasmilitary,aerospace,biomedical,factorytesting,electricaltechnologyinthefieldofmobilesitetestingapplication.Basedonvirtualinstrumenttechnologyequipmentstillrequirestheuseofadataacquisitioncarddatacollectionwork,forfurtheranalysisandprocessingsystem.Keywords:LabVIEW，Virtualinstrument，Virtualoscilloscope--PAGEIII-23677摘要 I19542Abstract II16828目錄 III18534第1章虛擬儀器技術(shù) 178791.1虛擬儀器的概念 1163111.2虛擬儀器的構(gòu)成和特點(diǎn) 118211.3虛擬儀器研究背景和發(fā)展趨勢 2120211.4虛擬儀器在各個領(lǐng)域的應(yīng)用 21857第2章LabVIEW 4289472.1LabVIEW的概述 4299282.2LabVIEW的基本構(gòu)成 464622.3LabVIEW的軟件設(shè)計基本原理 54292.4LabVIEW的運(yùn)行和調(diào)試 5228422.4.1LabVIEW的運(yùn)行 5113842.4.2LabVIEW的調(diào)試 616313第3章虛擬示波器的設(shè)計 7202133.1示波器的基本功能介紹 7139423.2虛擬示波器的控制系統(tǒng)要求 8122293.3虛擬示波器的設(shè)計步驟 89750第4章虛擬示波器測試 1618824.1虛擬示波器的測試方法 1656594.1.1頻率不變，幅值改變時的頻譜測試分析 1652784.1.2幅值保持不變，頻率改變時的頻譜測試分析 1744674.1.3改變觸發(fā)控制的頻譜測試 1919974.2結(jié)論 207263第5章總結(jié)與展望 2132050參考文獻(xiàn) 2211985致謝 23--PAGE24-1.1虛擬儀器的概念虛擬儀器是微電子領(lǐng)域與計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展及測量技術(shù)與計算機(jī)深層次相結(jié)合的一種革命性的產(chǎn)物。是現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和測量技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是傳統(tǒng)儀器概念的一次巨大變革，是儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要方向。的出現(xiàn)使得人類的測試技術(shù)進(jìn)入了一個新的發(fā)展紀(jì)元。虛儀器技術(shù)（NI）就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用。虛擬儀器的“虛擬”二字主要包含一下兩方面的含義：（1）虛擬儀器的面板是虛擬的；（2）虛擬儀器測量功能是通過對圖形化軟件流程圖的編程來實現(xiàn)的。1.2虛擬儀器的構(gòu)成和特點(diǎn)構(gòu)成：1.虛擬儀器的硬件構(gòu)成虛擬儀器的硬件系統(tǒng)一般分為計算機(jī)硬件平臺和測控功能硬件。計算機(jī)硬件平臺可以是各種類型的計算機(jī)，如臺式計算機(jī)、便攜式計算機(jī)、工作站、嵌入式計算機(jī)等。它管理著虛擬儀器的軟件資源，是虛擬儀器的硬件基礎(chǔ)。因此，計算機(jī)技術(shù)在顯示、存儲能力、處理器性能、網(wǎng)絡(luò)、總線標(biāo)準(zhǔn)等方面的發(fā)展，導(dǎo)致了虛擬儀器系統(tǒng)的快速發(fā)展。2.虛擬儀器的軟件構(gòu)成測試軟件是虛擬儀器的主心骨。NI公司在提出虛擬儀器概念并推出第一批實用成果時，就用軟件就是儀器來表達(dá)虛擬儀器的特征，強(qiáng)調(diào)軟件在虛擬儀器中的重要位置。NI公司從一開始就推出豐富而又簡潔的虛擬儀器開發(fā)軟件。還可以根據(jù)不同的測試任務(wù)，在虛擬儀器開發(fā)軟件的提示下編制不同的測試軟件，來實現(xiàn)當(dāng)代科學(xué)技術(shù)復(fù)雜的測試任務(wù)。特點(diǎn)：1.性能高虛擬儀器技術(shù)是在PC技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，所以完全"繼承"了以現(xiàn)成即用的PC技術(shù)為主導(dǎo)的最新商業(yè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，包括功能超卓的處理器和文件I/O，使您在數(shù)據(jù)高速導(dǎo)入磁盤的同時就能實時地進(jìn)行復(fù)雜的分析。此外，不斷發(fā)展的因特網(wǎng)和越來越快的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使得虛擬儀器技術(shù)展現(xiàn)其更強(qiáng)大的優(yōu)勢。2.擴(kuò)展性強(qiáng)NI的軟硬件工具使得我們不再受限于當(dāng)前的技術(shù)中。這得益于NI軟件的靈活性，只需更新計算機(jī)或測量硬件，就能以最少的硬件投資和極少的、甚至無需軟件上的升級即可改進(jìn)整個系統(tǒng)。最終以較少的成本加速產(chǎn)品上市的時間。3.開發(fā)時間少在驅(qū)動和應(yīng)用兩個層面上，NI高效的軟件構(gòu)架能與計算機(jī)、儀器儀表和通訊方面的最新技術(shù)結(jié)合在一起。NI設(shè)計這一軟件構(gòu)架的初衷就是為了方便用戶的操作，同時還提供了靈活性和強(qiáng)大的功能，使我們輕松地配置、創(chuàng)建、發(fā)布、維護(hù)和修改高性能、低成本的測量和控制解決方案。4.無縫集成虛擬儀器技術(shù)從本質(zhì)上說是一個集成的軟硬件概念。NI的虛擬儀器軟件平臺為所有的I/O設(shè)備提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口，幫助我們輕松地將多個測量設(shè)備集成到單個系統(tǒng)，減少了復(fù)雜性。1.3虛擬儀器研究背景和發(fā)展趨勢虛擬儀器技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用起源于1986年美國NI公司設(shè)計的LabVIEW軟件，這是一種基于圖形的開發(fā)、調(diào)試和運(yùn)行的軟件平臺。它的發(fā)展大致可以分為三個階段。第一個階段是利用計算機(jī)來增強(qiáng)傳統(tǒng)儀器的功能把傳統(tǒng)的儀器通過串行口和計算機(jī)連接起來后就可以用計算機(jī)控制儀器了。第二階段主要是在功能硬件上實現(xiàn)了很大的技術(shù)進(jìn)步。第三階段形成了虛擬儀器體系結(jié)構(gòu)的基本框架，這主要是采用了面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)構(gòu)筑起了虛擬儀器的平臺，并逐漸成為標(biāo)準(zhǔn)的軟件開發(fā)工具，這三個階段幾乎是同步進(jìn)行的。目前，我國正研制PC虛擬儀器，產(chǎn)品已達(dá)到一到的批量。國內(nèi)專家預(yù)測：未來的幾年內(nèi)，我過有50%的儀器為虛擬儀器，屆時，國內(nèi)將有大批企業(yè)使用虛擬儀器，它將會逐步取代傳統(tǒng)的測試儀器而成為測試儀器的主流。1.4虛擬儀器在各個領(lǐng)域的應(yīng)用虛擬儀器系統(tǒng)開放、靈活，可與計算機(jī)技術(shù)保持同步發(fā)展，以提高精確度，降低成本，并大大節(jié)省用戶的開發(fā)時間，因此已經(jīng)才測量領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。1.監(jiān)控方面用虛擬儀器系統(tǒng)可以隨時采集和記錄從傳感器傳來的數(shù)據(jù)，并對之進(jìn)行統(tǒng)計、數(shù)字濾波、頻域分析等處理，從而實現(xiàn)監(jiān)控功能。2.檢測方面在實驗室中，利用虛擬儀器開發(fā)工具開發(fā)專用虛擬儀器系統(tǒng)，可以把一臺個人計算機(jī)變成一組檢測儀器，用于數(shù)據(jù)/圖像采集、控制與模擬。3.教育方面現(xiàn)在，隨著虛擬儀器系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，越來越多的教學(xué)部門也開始用它來建立教學(xué)系統(tǒng)，不及大大節(jié)省了開支，而且由于虛擬儀器系統(tǒng)具有靈活、可重用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使得教學(xué)方法也變得更加靈活了。

2.1LabVIEW的概述LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering）是由美國國家儀器(NI)公司研發(fā)的是一種類似于C和BASIC的程序開發(fā)環(huán)境。它是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實驗室所接受，視為一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。LabVIEW使用的是目前國際上唯一的圖形化的程序語言——Ｇ語言。使用這種語言編程時，用戶可以不寫程序代碼，而只需用流程圖就可完成測試任務(wù)，復(fù)雜的程序中解放出來，從而將更多的精力投放到物理問題本身，大大提高了工作效率。這同時也降低了對LabVIEW使用者的專業(yè)要求，使各個領(lǐng)域的工程技術(shù)人員均可使用。目前，LabVIEW已有多種版本，在此次設(shè)計中，我們采用LabVIEW2011的版本進(jìn)行設(shè)計。2.2LabVIEW的基本構(gòu)成所有的LabVIEW應(yīng)用程序包括前面板（FrontPanel）、框圖程序(DiagrameProgramme)以及圖標(biāo)/連接器（Icon/Connector）三部分。1、前面板(FrontPanel)前面版是VI特有的組成部分之一，用來在計算機(jī)的屏幕上顯示人機(jī)對話、交互式用戶操作界面，亦可構(gòu)成模擬真實儀器的操作面板。它可以放置諸如開關(guān)、滑動條、儀表盤、圖形、圖表、LED等等控件，所有這些控件都可以在LabVIEW開發(fā)環(huán)境所提供的控件選項板上找到。前面版正是虛擬儀器所必須的含有的部件之一，也是用戶唯一可以見到的部分。

在基于文本代碼的編程語言中，比如C、Java，僅編寫一個前面版就要寫很多程序代碼，而在LabVIEW開發(fā)環(huán)境中，前面版是提供給設(shè)計者設(shè)計VI所必須的提供的要素之一。2、程序框圖（Blockdiagram）圖2程序框圖

LabVIEW圖形化語言采用的是用圖形方式表示的程序或算法，構(gòu)成圖形化語言程序代碼的基本要素后面會講到。程序框圖為程序設(shè)計者編程時所使用，最終用戶也是無法看到的。

程序款圖是提供給設(shè)計者設(shè)計VI所必須的提供的要素之一。它由節(jié)點(diǎn)、端點(diǎn)、圖框、和連線四種元素構(gòu)成。3、圖標(biāo)和連接器（IconandConnector）LabVIEW圖形化語言的每個VI都有自己的圖標(biāo)和連接器。圖標(biāo)構(gòu)成區(qū)別不同VI的圖形符號，而連接器定義了VI的輸入和輸出（當(dāng)然也可以不進(jìn)行定義）。

圖標(biāo)和連接器指定了程序中數(shù)據(jù)流進(jìn)、流出的路徑。它們也只提供給程序設(shè)計者，最終用戶也是無法看到的。

每個VI的前面版、后面版的右上角都有一個屬于這個VI的圖標(biāo)，以用來與其它VI相區(qū)別。程序的設(shè)計者可以設(shè)計、修改這個圖標(biāo)。2.3LabVIEW的軟件設(shè)計基本原理程序編寫完成后，用戶必須經(jīng)過運(yùn)行和調(diào)試來測試編寫的程序是否能夠產(chǎn)生預(yù)期的運(yùn)行結(jié)果從而找出程序中存在的一些錯誤。LabVIEW提供了許多工具來幫助完成程序的調(diào)試。2.4LabVIEW的運(yùn)行和調(diào)試2.4.1LabVIEW的運(yùn)行（1）LabVIEW的運(yùn)行。單擊前面板或程序框圖的運(yùn)行按鈕，就可以運(yùn)行VI一次，當(dāng)LabVIEW正在運(yùn)行狀態(tài)時，運(yùn)行按鈕變?yōu)椤＃?）LabVIEW的連續(xù)運(yùn)行。單擊前面板或程序框圖的連續(xù)運(yùn)行按鈕，可以連續(xù)運(yùn)行，這時按鈕變成，在這種情況下，用戶再次單擊此按鈕就可以停止連續(xù)運(yùn)行。（3）LabVIEW的停止。在程序運(yùn)行過程中，停止按鈕由編輯時的變?yōu)榭捎玫臓顟B(tài)。單擊此按鈕，可以強(qiáng)行停止程序的運(yùn)行。如果調(diào)試過程中無意進(jìn)入了死循環(huán)或無法退出時，用戶可用此按鈕強(qiáng)行借宿程序的運(yùn)行。（4）LabVIEW的暫停。在程序運(yùn)行過程中單擊該按鈕，按鈕顏色又黑色邊城紅色，再次單擊按鈕，則恢復(fù)程序的運(yùn)行。2.4.2LabVIEW的調(diào)試當(dāng)前面板和程序框圖設(shè)計好以后，程序在執(zhí)行過程中可能會遇到錯誤，因此要先對程序進(jìn)行調(diào)試。程序的調(diào)試方法主要有：1、設(shè)置執(zhí)行程序為高亮按鈕在執(zhí)行前單擊高亮按鈕，這時按鈕上燈泡會被點(diǎn)亮，則運(yùn)行過程中正在執(zhí)行的節(jié)點(diǎn)會以高亮形式顯示。2、單步執(zhí)行如果要是框圖程序一個結(jié)點(diǎn)接一個節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行，則按下單步按鈕從而進(jìn)入單步執(zhí)行模式。這樣下一個將要執(zhí)行的節(jié)點(diǎn)就會閃爍，指示此節(jié)點(diǎn)將被執(zhí)行。再次單擊單步按鈕，程序?qū)兂蛇B續(xù)執(zhí)行方式。3、探針的使用從Tools工具模板中選擇探針工具，探針置于該連線上，可以用來查看運(yùn)行過程中數(shù)據(jù)流在某根連線時的數(shù)據(jù)。4、斷點(diǎn)工具使用斷點(diǎn)工具可以在程序的某一地方終止程序運(yùn)行，用探針或者單步方式查看數(shù)據(jù)。如果一個程序不能執(zhí)行，運(yùn)行按鈕會出現(xiàn)一個折斷的箭頭。單擊斷箭的運(yùn)行按鈕則會列出錯誤清單，雙擊列表中的錯誤清單，則出錯的對象或端口就會高亮顯示。

3.1示波器的基本功能介紹1.示波器的基本功能示波器可對電壓、時間、相位等參量直接顯示并測量。是時域測量最常用的儀器。我們所實際的示波器在前面板力求與實際示波器的用戶界面相似。在功能上主要實現(xiàn)通道選擇、圖形顯示、觸發(fā)方式選擇、水平掃面、水平移位、頻率控制等功能。用戶能通過前面板殺昂的各種按鈕、開關(guān)來控制示波器工作。2.示波器的基本結(jié)構(gòu)示波器的用戶界面如圖3.1所示“TIME/DIV”時間/分度選擇旋鈕：顯示頻水平方向上每個格所表示的時間的多少可由相應(yīng)的檔位讀出，一個周期的波形在水平方向上所占的格數(shù)乘以乘以其檔位，即為周期的大小?！癝OURCE”觸發(fā)選擇開關(guān)：用以選擇內(nèi)觸發(fā)還是外觸發(fā)?！癝LOPE”觸發(fā)極性選擇開關(guān)：用以使觸發(fā)信號相反?！癓EVEL”觸發(fā)電平調(diào)節(jié)按鈕：用以調(diào)節(jié)觸發(fā)電平的大小，以得到穩(wěn)定的波形?！癡OLTS/DIV”電壓/分度衰減器：用以調(diào)節(jié)波形幅度，顯示頻垂直方向上每個格所表示的電壓的多少可由相應(yīng)的檔位讀出，波形在垂直方向上所占的格數(shù)乘以乘以其檔位，即為電壓的大小。圖3.1虛擬示波器的用戶界面3.2虛擬示波器的控制系統(tǒng)要求根據(jù)工程需要，示波器控制必須具有如下功能：（1）完全脫離手動操作儀器面板，測試人員通過鍵盤和鼠標(biāo)完成對示波器的操作；（2）快速刷新虛擬儀器顯示波形；（3）實時跟蹤測試參數(shù)，頻率﹑幅度；（4）波形和參數(shù)以測試日前和測試時間為文件名，以JEPG圖形文件格式保存；（5）虛擬儀器具有良好的用戶界面，顯示測試時間，測試模式（在線測試﹑地面測試和標(biāo)準(zhǔn)測試），可以觀察測試波形的局部信息；（6）易于和其他測試儀器（示波器﹑功率計等）組成測試系統(tǒng)。3.3虛擬示波器的設(shè)計步驟1.創(chuàng)建新VI在PC機(jī)的桌面雙擊圖標(biāo)，打開LabVIEW。選擇“文件”，新建一個VI，此時彈出2個窗口：FrontPanel（前面板）、BlockDiagram（程序框圖），保存VI文件，文件名為“示波器設(shè)計.VI”。如圖3.1所示。圖3.2新建VI2.編寫主程序 在前面板中，右鍵打開控件選項，選擇【控件面板】/【新式】/【裝飾】，選擇“平面盒”，拖拽到前面板中并調(diào)整其大小。然后打開【控件】/【新式】/【圖形】選項，選擇【波形圖】，將其放置在【平面盒】上。并對波形圖的相關(guān)屬性進(jìn)行設(shè)置如圖3.3所示。設(shè)置后的前面板如圖3.4所示。圖3.3波形圖屬性圖3.4波形圖打開【控件】/【經(jīng)典】/【經(jīng)典數(shù)值】/【轉(zhuǎn)盤】選項，作為時間/分度選擇按鈕，用同樣的方法，選擇【轉(zhuǎn)盤】作為電壓/分度衰減器按鈕，選擇【水平滑動桿】作為觸發(fā)電平調(diào)節(jié)按鈕，命名為LEVEL。在前面板分別再放置兩個【平面盒】并放置在適當(dāng)?shù)奈恢谜{(diào)整其大小。把波形圖設(shè)置的屬性游標(biāo)放置在一塊平面盒上，在頻譜圖和波形圖上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇顯示項子菜單中選擇游標(biāo)圖例菜單項，完成后就會出現(xiàn)圖3.13所示的游標(biāo)圖例。在游標(biāo)編輯顯示窗中單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇創(chuàng)建游標(biāo)選項，進(jìn)入下一級子菜單，在子菜單中選擇【單曲線】，在快捷菜單的屬性項中可以設(shè)置游標(biāo)的各個屬性。然后在前面板打開【經(jīng)典】/[經(jīng)典布爾]/【垂直開關(guān)】作為觸發(fā)選擇開關(guān)，命名為SOURCE，同理放置觸發(fā)極性選擇開關(guān)均放置在這塊這塊平面盒上，命名為SLOPE。在另一塊平面盒上放置停止按鈕。調(diào)整好各元件位置后，此時生成前面板如圖3.5所示圖3.5虛擬示波器前面板在程序框圖中，打開【控件】/【編程】/【結(jié)構(gòu)】/【平鋪式順序結(jié)構(gòu)】選中并調(diào)整大小，右擊Source/創(chuàng)建/屬性節(jié)點(diǎn)/禁用，將選中的屬性節(jié)點(diǎn)放入順序結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖中,同理創(chuàng)建Slope,Level的禁用屬性節(jié)點(diǎn)。然后設(shè)置Source/創(chuàng)建/局部變量并選中。將其放置適當(dāng)位置并連線，如圖3.6和圖3.7所示。圖3.6創(chuàng)建屬性節(jié)點(diǎn)圖3.7屬性節(jié)點(diǎn)打開【控件】/【編程】/【結(jié)構(gòu)】/【W(wǎng)hile循環(huán)】并調(diào)整大小，打開【控件】/【編程】/【結(jié)構(gòu)】/【條件結(jié)構(gòu)】放入while循環(huán)內(nèi)，并調(diào)整大小。在該結(jié)構(gòu)框圖條件為真時，創(chuàng)建Source屬性節(jié)點(diǎn)，并在條件結(jié)構(gòu)外創(chuàng)建Slope和Level的屬性節(jié)點(diǎn)，如圖3.8所示。當(dāng)該結(jié)構(gòu)框圖條件為假時，結(jié)構(gòu)框圖如圖3.9所示。圖3.8結(jié)構(gòu)框圖條件為真圖3.9結(jié)構(gòu)框圖條件為假選擇條件結(jié)構(gòu)并調(diào)整大小，將條件結(jié)構(gòu)中的條件設(shè)置成0,1,2三個條件分別表示通道A和通道B同時工作時的波形、B通道工作是的波形以及A通道工作時的波形。打開【控件】/【編程】/【數(shù)組】/【創(chuàng)建數(shù)組】并拖至條件結(jié)構(gòu)中打開【控件】/【編程】/【簇、類與變體】/【捆綁】并拖至條件結(jié)構(gòu)中。將相應(yīng)的元件放入圖中并設(shè)置，按圖3.10所示完成結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計。圖3.10結(jié)構(gòu)框圖其中是被調(diào)用的子VI，在這里，我們需要創(chuàng)建一個主VI的子VI。新建VI，在前面板中，我們需要創(chuàng)建以下幾個控件，如圖3.11所示。圖3.11創(chuàng)建子VI打開該程序框圖，創(chuàng)建條件結(jié)構(gòu)框圖。設(shè)置當(dāng)條件為“0”時，輸入方波和正弦波；設(shè)置當(dāng)條件為“1”時，輸入為正弦波；當(dāng)條件為“2”時，輸入為余弦波。程序圖如圖3.13、圖3.14和圖3.15所示。圖3.13通道A和通道B圖3.14通道B圖3.15通道A其中，是上述程序調(diào)用的子VI,下面我們創(chuàng)建ChannelAandorChannelB的子VI。新建VI，在前面板中，我們需要創(chuàng)建以下幾個控件，如圖3.16所示。圖3.16前面板打開該程序框圖，創(chuàng)建條件結(jié)構(gòu)框圖。設(shè)置當(dāng)條件為“真”時，程序圖如圖3.17所示，當(dāng)條件為假時，程序圖如圖3.18所示。圖3.17圖形與程式圖3.18圖形與程式圖標(biāo)表示Demo調(diào)用的子VI，現(xiàn)在我們創(chuàng)建Demo的子VI（Slope）。新建VI，在前面板中，我們需要創(chuàng)建以下幾個控件，如圖3.19所示。圖3.19Slope前面板打開該程序框圖，按圖3.20所示完成條件結(jié)構(gòu)設(shè)計。圖3.20Slope現(xiàn)在，我們創(chuàng)建子VI（Slope）。打開已經(jīng)創(chuàng)建好的程序的前面板，用鼠標(biāo)右擊前面板右上角的圖標(biāo)，然后打開【編輯圖標(biāo)】，修改圖標(biāo)框內(nèi)的圖標(biāo)，然后確定，如圖3.21所示。這時，右上角的圖標(biāo)編程了我們修改后的樣子。再用鼠標(biāo)右擊前面板右上角，然后打開【顯示連線板】/【模式】。這里有三個輸入，一個輸出，所以我們選中三個輸入一個輸出的模式，最后單擊連線板上的輸入，再對應(yīng)的單擊前面板上的一個輸入，依次類推。設(shè)置好子VI（Slope）并保存于桌面后，將其調(diào)用到Demo程序中，打開Demo程序的程序框圖，單擊鼠標(biāo)右鍵，左擊【選擇VI...】，會出現(xiàn)如圖3.22所示的窗口，選擇要調(diào)用的子VI并確定。圖3.21創(chuàng)建子VI圖3.22調(diào)用子VI按照子VI（Slope）的做法，用同樣的方法設(shè)置子VI(Demo)和子VI（ChannelAandorB）,并逐步調(diào)用?，F(xiàn)在，我們來到主VI，創(chuàng)建來兩個條件結(jié)構(gòu)并調(diào)整大小。按前面所述，把它們的條件均設(shè)置成“1”、“2”，“3”三個條件形式。在程序框圖中放置需要的函數(shù)元件，將函數(shù)【捆綁】及其他函數(shù)元件放入程序框圖中。另外還要創(chuàng)建波形圖的屬性節(jié)點(diǎn)：右擊波形圖，選擇創(chuàng)建/屬性節(jié)點(diǎn)/X標(biāo)尺/范圍/全部元素，并將其拖至框圖中。

4.1虛擬示波器的測試方法打開主VI，在前面板上點(diǎn)擊連續(xù)運(yùn)行，觀察波形圖顯示和頻譜圖顯示，按則波形停止運(yùn)動。4.1.1頻率不變，幅值改變時的頻譜測試分析1.頻率保持在10ms/div不變，改變輸入信號幅值。輸入信號為A&B時，我們看到波形圖上顯示的波形如圖4.1所示，此時A波的峰值電壓為1x1.00=1.00V,B波的峰值電壓為1x2.00=2.00V。圖4.1頻率不變幅值檔位為1V/Div2.頻率保持在10ms/div不變，改變輸入信號幅值。輸入信號為A時，我們看到波形圖上顯示的波形如圖4.2所示，此時波形A的峰值電壓為2x2.00=4.00V。圖4.2頻率不變幅值檔位為2V/Div3.頻率保持在10ms/div不變，改變輸入信號幅值。輸信號為A時，我們看到波形圖上顯示的波形如圖4.3所示，此時波形A的峰值電壓為1x5.00=5.00V。圖4.3頻率不變幅值檔位為5V/Div4.1.2幅值保持不變，頻率改變時的頻譜測試分析1.幅值保持2V不變，輸入信號為A&B時，改變輸入信號的頻率。當(dāng)頻率為5ms/div時，觀察波形如圖4.4所示,此時，波形A和波形B的時間周期均為5x0.025=0.125ms。圖4.4幅值不變頻率檔位為5ms/div2.幅值保持2V不變，輸入信號為A時，改變輸入信號的頻率。當(dāng)頻率為10ms/div時，觀察波形如圖4.5所示,此時，此時波形A和波形B的時間周期均為10x0.025=0.25ms。圖4.5幅值不變頻率檔位為10ms/div3.幅值保持2V不變，輸入信號為A時，改變輸入信號的頻率。當(dāng)頻率為20ms/div時，觀察波形如圖4.6所示,此時，此時波形A和波形B的時間周期20x0.025=0.5ms。圖4.6幅值不變頻率檔位為20ms/div4.1.3改變觸發(fā)控制的頻譜測試1.其它量保持不變，改變觸發(fā)電平調(diào)節(jié)按鈕Level的位置，觀察波形變化情況.其它量不變時，其結(jié)果是偏離零位線，向上或向下。調(diào)節(jié)觸發(fā)極性選擇開關(guān)Slope，觀察波形變化情況,這時，我們發(fā)現(xiàn)觸發(fā)信號變成反向了。這是因為開關(guān)Slope可以起使觸發(fā)信號反向的作用。波形分別如圖4.7和圖4.8所示。圖4.7改變觸發(fā)電平圖4.8調(diào)節(jié)觸發(fā)極性選擇開關(guān)4.2結(jié)論本實驗實現(xiàn)了基于labVIEW的虛擬示波器的測量調(diào)試，測試的結(jié)果是虛擬示波器能測量出頻率和幅度改變時的不同波形圖。傳統(tǒng)文本編程語言根據(jù)指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，但LabVIEW則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定了VI及函數(shù)的執(zhí)行順序。LabVIEW提供很多外觀與傳統(tǒng)儀器（如示波器、萬用表）類似的控件，可用來方便地創(chuàng)建用戶界面。(SHI)

本文主要以labVIEW軟件平臺作為軟件開發(fā)環(huán)境，對虛擬示波器進(jìn)行了探索性的開發(fā)和研究。虛擬示波器和虛擬信號發(fā)生器，除了具有傳統(tǒng)示波器的功能外，還對示波器的儀器功能進(jìn)行了擴(kuò)充和創(chuàng)新。論文主要工作包括以下幾個方面：1、分析討論了虛擬示波器的構(gòu)成和發(fā)展現(xiàn)狀。2、探討了虛擬示波器的原理和設(shè)計思路。3、利用labVIEW語言研究和開發(fā)虛擬示波器。在labVIEW的開發(fā)環(huán)境下，把本文設(shè)計的虛擬示波器軟件創(chuàng)建為一個獨(dú)立的，脫離開發(fā)環(huán)境的可執(zhí)行文件，不但調(diào)用方便，而且提高了執(zhí)行速度。因此在實驗室的建設(shè)中，應(yīng)用虛擬技術(shù)時一個很好的選擇。相信在不久的將來，一臺裝有虛擬示波器的標(biāo)準(zhǔn)微機(jī)可能成為一個多功能儀器測量系統(tǒng)，從根本上改變傳統(tǒng)儀器的研制和生產(chǎn)模式。相信未來，虛擬技術(shù)將得到更大的發(fā)展，應(yīng)用范圍也會越來越廣，具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的潛在經(jīng)濟(jì)效益。[1]楊樂平，李海濤，楊磊.LabVIEW程序設(shè)計與應(yīng)用.北京，電子工業(yè)出版社，2013.[2]吳成東,孫秋野.LabVIEW虛擬儀器程序設(shè)計及應(yīng)用.人民郵電出版社，2009.[3]王磊，陶梅.精通LabVIEW8.0.北京,電子工業(yè)出版社，2007.[4]黃松林，吳靜.虛擬儀器設(shè)計教程.清華大學(xué)出版社，2008.[5]趙忠義.示波器原理，維修與檢定.北京，電子工業(yè)出版社，2012.[6]葉勝泉.電子示波器.北京，水利電力出版社，2011.

在寫論文過程中，要感謝我的老師劉科的指導(dǎo)與督促，論文的選題和每個研究階段，劉老師都提出了許多寶貴的意見和建議。老師深厚的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和刻苦鉆研精神，平易近人，豁達(dá)開朗的生活態(tài)度都給我留下了深刻的印象，使我終身受益，在此向她表示衷心的感謝！其次還要感謝跟我一起的劉柳同學(xué)，我們選的是同一課題，遇到問題我們一起討論，一起上網(wǎng)搜索，直至解決問題。馬上就要畢業(yè)了，最后一次要感謝我的老師和我的同學(xué)，謝謝他們在生活中給我的幫助，謝謝大家，有你的幫助，才有我今天的成功!基于C8051F單片機(jī)直流電動機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實驗中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)\t"_b