基于labview的虚拟示波器设计_论文(编辑修改稿)

基于labview的虚拟示波器设计_论文(编辑修改稿)内容摘要：

又简洁的虚拟仪器开发软件。 还可以根据不同的测试任务，在虚拟仪器开发软件的提示下编制不同的测试软件，来实现当代科学技术复杂的测试任务。 特点： 虚拟仪器技术是在 PC 技术的基础上发展起来 的，所以完全 继承 了以现成即用的 PC 技术为主导的最新商业技术的优点，包括功能超卓的处理器和文件I/O，使您在数据高速导入磁盘的同时就能实时地进行复杂的分析。 此外，不断 基于 LabVIEW 的 虚拟示波器设计 2 发展的因特网和越来越快的计算机网络使得虚拟仪器技术展现其更强大的优势。 NI 的软硬件工具使得我们不再受限于当前的技术中。 这得益于 NI 软件的灵活性，只需更新计算机或测量硬件，就能以最少的硬件投资和极少的、甚至无需软件上的升级即可改进整个系统。 最终以较少的成本加速产品上市的时间。 在驱动和应用两个层面上， NI 高 效的 软件构架 能与计算机、仪器仪表和通讯方面的最新技术结合在一起。 NI 设计这一软件构架的初衷就是为了方便用户的操作，同时还提供了灵活性和强大的功能，使我们轻松地配置、创建、发布、维护和修改高性能、低成本的测量和控制解决方案。 虚拟仪器技术从本质上说是一个集成的软硬件概念。 NI 的虚拟仪器软件平台为所有的 I/O 设备提供了标准的接口，帮助我们轻松地将多个测量设备集成 到单个系统，减少了复杂性。 虚拟仪器研究背景和发展趋势 虚拟仪器技术的开发和应用起源于 1986年美国 NI公司设计的 LabVIEW软件，这是一种基于图形的开发、调试和运行的软件平台。 它的发展大致可以分为三个阶段。 第一个阶段是利用计算机来增强传统仪器的功能把传统的仪器通过串行口和计算机连接起来后就可以用计算机控制仪器了。 第二阶段主要是在功能硬件上实现了很大的技术进步。 第三阶段形成了虚拟仪器体系结构的基本框架，这主要是采用了面向对象的编程技术构筑起了虚拟仪器的平台，并逐渐成为标准的软件开发工具，这三个阶段几 乎是同步进行的。 目前，我国正研制 PC 虚拟仪器，产品已达到一到的批量。 国内专家预测：未来的几年内，我过有 50%的仪器为虚拟仪器，届时，国内将有大批企业使用虚拟仪器，它将会逐步取代传统的测试仪器而成为测试仪器的主流。 虚拟仪器在各个领域的应用 虚拟仪器系统开放、灵活，可与计算机技术保持同步发展，以提高精确度，降低成本，并大大节省用户的开发时间，因此已经才测量领域得到广泛的应用。 用虚拟仪器系统可以随时采集和记录从传感器传来的数据，并对之进行统计、数字滤波、频域分析等处理，从而实现监控功能。 基于 LabVIEW 的 虚拟示波器设计 3 在实验室中，利用虚拟仪器开发工具开发专用虚拟仪器系统，可以把一台个人计算机 变成一组检测仪器，用于数据 /图像采集、控制与模拟。 现在，随着虚拟仪器系统的广泛应用，越来越多的教学部门也开始用它来建立教学系统，不及大大节省了开支，而且由于虚拟仪器系统具有灵活、可重用性强等优点，使得教学方法也变得更加灵活了。 基于 LabVIEW 的 虚拟示波器设计 4 第 2 章 LabVIEW LabVIEW 的概述 LabVIEW（ Laboratory Virtual instrument Engineering） 是由美国国家 仪器 (NI)公司研发的 是一种 类似于 C 和 BASIC 的程序开发环境。 它是一种 图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。 LabVIEW 使用的是目前国际上唯一的 图形化的程序语言 —— Ｇ语言。 使用这种语言编程时， 用户可以 不写程序代码， 而只需用 流程图 就可完成测试任务，复杂的程序中解放出来，从而将更多的精力投放到物理问题本身，大大提高了工作效率。 这同时也降低了对 LabVIEW 使用者的专业要求，使各个领域的工程技术人员均可使用。 目前， LabVIEW 已有多种版本，在 此次设计中，我们采用 LabVIEW2020的版本进行设计。 LabVIEW 的基本构成 所有的 LabVIEW 应用程序包括前面板（ Front Panel）、框图程序 (Diagrame Programme)以及图标 /连接器（ Icon/Connector）三部分。 前 面板 (Front Panel) 前面版是 VI 特有的组成部分之一，用来在计算机的屏幕上显示人机对话、交互式用户操作界面，亦可构成模拟真实仪器的操作面板。 它可以放置诸如开关、滑动条、仪表盘、图形、图表、 LED 等等控件，所有这些控件都可以在 LabVIEW开发环境所提供的控件选项板上找到。 前面版正是虚拟仪器所必须的含有的部件之一，也是用户唯一可以见到的部分。 在基于文本代码的编程语言中，比如 C、 Java，仅编写一个前面版就要写很多程序代码，而在 LabVIEW 开发环境中，前面版是提供给设计者设计 VI 所必须的提供的要素之一。 程序框图（ Block diagram） 基于 LabVIEW 的 虚拟示波器设计 5 图 2 程序框图 LabVIEW 图形化语言采用的是用图形方式表示的程序或算法，构成图形化语言程序代码的基本要素后面会讲到。 程序 框图为程序设计者编程时所使用，最终用户也是无法看到的。 程序款图是提供给设计者设计 VI 所必须的提供的要素之一。 它由节点、端点、图框、和连线四种元素构成。 图标和连接器（ Icon and Connector） LabVIEW 图形化语言的每个 VI 都有自己的图标和连接器。 图标构成区别不同 VI 的图形符号，而连接器定义了 VI 的输入和输出（当然也可以不进行定义）。 图标和连接器指定了程序中数据流进、流出的路径。 它们也只提供给程序设计者，最终用户也是无 法看到的。 每个 VI 的前面版、后面版的 右上角都有一个属于这个 VI 的图标，以用来与其它 VI 相区别。 程序的设计者可以设计、修改这个图标。 LabVIEW 的软件设计基本原理 程序编写完成后，用户必须经过运行和调试来测试编写的程序是否能够产生预期的运行结果从而找出程序中存在的一些错误。 LabVIEW 提供了许多工具来帮助完成程序的调试。 LabVIEW 的运行和调试 LabVIEW的运行 （ 1） LabVIEW 的运行。 单击前面板或程序框图的运行按钮 ，就可以运行 VI 一次，当 LabVIEW 正在运行状态时，运行按钮变为。 （ 2） LabVIEW 的连续运行。 单击前面板或程序框图的连续运行按钮 ， 基于 LabVIEW 的 虚拟示波器设计 6 可以连续运行，这时按钮变成 ，在这种情况下，用户再次单击此按钮就可以停止连续运行。 （ 3） LabVIEW 的停止。 在程序运行过程中，停止按钮由编辑时的 变为可用的状态。 单击此按钮，可以强行停止程序的运行。 如果调试过程中无意进入了死循环或无法退出时，用户可用此按钮强行借宿程序的运行。 （ 4） LabVIEW 的暂停。 在程序运行过程中单击该按钮 ，按钮颜色又黑色边城红色 ，再次单击按钮，则恢复程序的运行。 LabVIEW的调试 当前面 板和程序框图设计好以后，程序在执行过程中可能会遇到错误，因此要先对程序进行调试。 程序的调试方法主要有： 设置执行程序为高亮按钮 在执行前单击高亮按钮 ，这时按钮上灯泡会被点亮 ，则运行过程中正在执行的节点会以高亮形式显示。 单步执行 如果要是。