构建基于labview的模电虚拟实验系统调制解调器-课程设计

构建基于labview的模电虚拟实验系统调制解调器-课程设计内容摘要：

程，以及进行方便的调试。 LabVIEW的运行机制就宏观上讲已经不再是传统上的冯 “ 诺伊曼计算机体系结构的执 行方式了。 传统的计算机语言（如 C）中的顺序执行结构在 LabVIEW中被并行机制所代替； 从本质上讲，它是一种带有图形控制流结构的数据流模式（ Data Flow Mode），这种方式确保了程序中的函数节点（ Function Node）只有在获得它的全部数据后才能够被执行。 也就是说，在这种数据流程序的概念中，程序的执行是数据驱动的，它不受操作系统、计 算机等因素的影响。 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。 这样， Lab VIEW 中被连接的函数节点之间的数据流控制着程序的执行次序，而不像文本程序受到行顺序执行的约束。 从而，我们可以通过相互连接函数节点快速简洁的开发应用程序，甚至还可以有多个数据通道同步运行，即所谓的多线程（ Multithreading）。 LabVIEW的核心是 VI。 VI 有一个人机对话的用户界面 —— 前面板（ Front Panel）和相当于源代码功能的框图程序（ Diagram）。 前面板接受来自框图程序的指令。 在 VI 的前面板中，控件（ Controls）模拟了仪器的输入装置并把数据提供给 VI的框图程序；而 指示器（ Indicators）则是模拟了仪器的输出装置并显示由框图程序获得或产生的数据。 当把一 个控件或指示器放置到前面板上时， LabVIEW便在框图程序中相应的产生了一个终端（ Te rminals），这个从属于控件或指示器的终端不能随意的被删除，只有删除它对应的控件 或指示器时它才会随之一起被删除。 用 LabVIEW编制框图程序时，不必受常规程序设计语法细节的限制。 首先，从函数面板（ Function Palette）中选择需要的函数节点（ Function Node），将之置于框图上适当的位 置；然后用连线（ Wires）连接各函数节点在框图程序中的端口（ Port），用来在函数节点之间传输数据。 这些函数节点包括了简单的计算函数、高级的采集和分析 VI 以及用来存储和检索数据的文件输入输出函数和网络函数。 用 LabVIEW编制出的图形化 VI是分层次和模块化的。 我们可以将之用于顶层（ Top Le vel）程序，也可用作其他程序或子程序的子程序。 一个 VI用在其它 VI 中，称之为 subVI， subVI在调用它的程序中同样是以一个图标的形式出现的；为了区分各个 subVI，它们的图 标是可编辑的。 LabVIEW依附并发展了模块化程序设计的概念。 用户可以把一个应用任务 分解成为一系列的子任务，每个子任务还可以分解成许多更低一级的子任务，直到把一个 复杂的问题分解成为许多子任务的组合。 首先设计 subVI完成每个子任务，然后将之逐步 组合成为能够解决最终问题的 VI。 图形化的程序设计编程简单、直观、开发效率高。 随着虚拟仪器技术的不断发展，图 形化的编程语言必将成为测试和控制领域内最有前途的发展方向。 LabVIEW的优势 我们以前在实验室做模电实验的时候面对的是各种各 样的真实的仪器，但是这种传统的实物实验模式有一些固有的缺陷，例如： （ 1）学生不熟悉线路连接，在连接仪器时极易出错。 （ 2）线路连接错误，易造成电子元器件及测试仪器的损坏。 学生不熟悉仪器操作也是造成仪器容易损坏的原因。 （ 3）学生不能根据自己的学习进度安排实验时间，更不能像做家庭作业一样在课余时间进行练习。 有限的教学时数与学生技能的提高矛盾突出。 （ 4）实验的元器件离散性大，环境变化引起的温漂、干扰等因素会造成实验数据的偏差。 （ 5）传统的电子技术实验是以实物为主的，设备易磨损老化，需要定期更新；教学实验室 的设备配置与教学大纲的教学要求相对应，随着教学要求的提高及电子技术的飞速发展，实验设备的技术水平也不断提高，数量也要有所增加，这要消耗我们有限的教学经费。 而使用 LABVIEW恰好能够弥补实验的不足。 它的优点是： （ 1）在计算机上即可完成和实现实验的线路连接，例如，显示检测点的电压电流波形及对电路进行直流分析、交流分析、瞬态分析、傅立叶分析等多种分析，及时获得实验结果。 （ 2）评估元器件参数变化（包括故障）对电路造成的影响。 分析一些较难测量的电路特性，如进行噪声（ Noise）、频谱（ Fourier）、器件灵 敏度（ Sensitivity）、温度特性（ Temperature）分析等。 （ 3）可以在短暂的实验时间里快速完成较复杂的线路连接、测试工作。 （ 4）可以很容易地实现对学生的量化评估。 LabVIEW应用解决方案 LabVIEW自 1986年正式推出，至今已发展到以最新版本 为核心，包括控制与仿真、高级数字信号处理、统计过程控制、模糊控制和 PID 控制等众多软件包，可运行于现今所有 Windows系统、 Linux,Macintosh,Sun和 HPUX 等多种平台的工业标准软件开发环境〔，们。 其已被广泛应用于包括航空航天、工业自动化、通信、汽车、半导体和生物医学等世界范围内的众多领域，其概括如下 : （ 1） .LabV工 EW应用于测试与测量 LabVIEW已成为测试与测量领域的工业标准，通过 GPIB,VXI,PLC、串行设备和插卡式数据采集板卡可以构成实际的数据采集系统。 它提供了工业界最大的仪器驱动程序库，同时还支持通过Inter,ActiveX,DE 、和 SQL等交互式通信方式实现数据共享，它提供的众多开发工具使复杂的测试测量任务变得简单易行 . （ 2） .LabV工 EW应用于过程控制和工业自动化 LabVIEW强大的硬件驱动、图形显示能力和便捷的快速程序设计为过程控制和工业自动化提供了优秀的解决方案 .同时由于 NI 公司提供有全系列的基于 PC 的多功能板卡，其与 LabVIEW 在底层即实现了软、硬件的 无逢连接，节约了系统的构建时间并增强了系统可靠性。 （ 3） .LabVIEW应用于实验室研究与自动化 LabVIEW为科学家和工程师提供了功能强大的高技数学分析库，包括统计、估 计、回归分析、线性代数、信号生成算法、时域和频域分析等众多科学领域。 在联 合时域分析、小波和数字滤波器等高级或特殊分析场合， LabV 工 EW 提供有专门的附 加软件包。 3 方案论证 可行性研究 在虚拟仪器系统中，信号的获取与采集是由以计算机为核心的硬件平台来完成的。 在此硬件平台基础上，调用测试软件来完成某种功能的测试任务，便可构 成该种功能的虚拟测量仪器。 在同一硬件平台上，调用不同的测试软件的可构成不同功能的虚拟仪器。 因此，出现了‘软件就是仪器’的概念。 如对采集的数据通过测试软件进行标定和数据点的显示就构成了一台数字示波器；如对采集的数据利用软件进行 FFT 变换，则构成了一台频谱分析仪……信号分析与处理要求取的特征值，如峰值，真有效值，均值，均方值，方差，标准差，以。