基于labview的虚拟信号发生器的设计(毕设

基于labview的虚拟信号发生器的设计(毕设内容摘要：

系统的构成 虚拟仪器由硬件设备与接口、设备驱动软件和虚拟仪器面板组成。 其中，硬件设备与接口可以是各种以 PC 为基础的内置功能插卡、通用接口总线接口卡、串行口、 VXI 总线仪器接口等设备，或者是其它各种可程控的外置测试设备， 设备驱动软件是直接控制各种硬件接口的驱动程序，虚拟仪器通过底层设备驱动软件与真实的仪器系统进行通讯，并以虚拟仪器面板的形式在计算机屏幕上显示与真实仪器面板操作元素相对应的各种控件。 用户用鼠标操作虚拟仪器的面板就如同操作真实仪器一样真实与方便。 基于 LabVIEW的虚拟函数信号发生器的设计 4 硬件系统 虚拟仪器的硬件系统主要由传感器、信号调理电路、数据采集设备（包括各种 I/O 接口设备、通信适配器、模块化仪器机箱等）以及计算机组成。 其中，计算机是虚拟仪器硬件平台的核心； 传感器是虚拟仪器系统中的前置部件，将被测的非电量转化为电量；信号调理电路的主 要功能是对传感器输出的模拟信号进行放大、滤波、隔离等；数据采集设备的主要作用是对被测信号进行采样、放大、模数转换等。 根据所使用的仪器硬件不同，虚拟仪器硬件系统可以分为 PCDAQ 系统， GPIB 系统、 VXI/PXI/LXI 系统、串口系统、现场总线系统等。 软件系统 与虚拟仪器硬件模块在世界范围内的开放与标准化相适应，虚拟仪器的软件结构也要求具有开放的、统一的、格式和标准。 为此， 1993 年 VPP(VXI Plugamp。 Play）联盟成立，其目的在于补充和发展 VXI 总线规范中对虚拟仪器软件结构的定义。 目 前， VPP 规范已被广大的仪器生产厂家所接受和使用。 根据 VPP 系统规范的定义， 虚拟仪器的软件结构从底层到顶层分别为：输入输出接口层、仪器驱动程序层和应用软件层。 基于 LabVIEW的虚拟函数信号发生器的设计 5 第二章 LabVIEW 简介 LabVIEW（ Laboratory Virtual instrument Engineering）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 集成了与满足 GPIB、 VXI、 RS232 和 RS485 协议的硬件及数据采 集卡通讯的全部功能。 它还内置了便于应用 TCP/IP、 ActiveX等软件标准的库函数。 这是一个功能强大且灵活的软件。 利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。 图形化的程序语言，又称为“Ｇ”语言。 使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图。 它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此， LabVIEW 是一个面向最终用户的工具。 它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。 使用它进行原理研究、设 计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。 利用 LabVIEW，可产生独立运行的可执行文件，它是一个真正的３２位编译器。 像许多重要的软件一样， LabVIEW 提供了 Windows、 UNIX、 Linux、 Macintosh 的多种版本。 LabVIEW 应用程序的构成 所有的 LabVIEW 应用程序，即虚拟仪器（ VI），它包括前面板（ front panel）、流程图（ block diagram）以及图标 /连结器 (icon/connector)三部分。 前面板 前面板是图形用户界面，也就是 VI 的虚拟仪器 面板，这一界面上有用户输入和显示输出两类对象，具体表现有开关、旋钮、图形以及其他控制（ control）和显示对象（ indicator）。 图 21 所示是一个随机信号发生和显示的简单 VI 的前面板，上面有一个显示对象，以曲线的方式显示了所产生的一系列随机数。 还有两个控制对象：控制开关 —— 可以启动和停止工作；循环延时 —— 能够控制随机信号发生的循环时间。 显然，并非简单地画两个控件就可以运行， 在前面板后还基于 LabVIEW的虚拟函数信号发生器的设计 6 有一个与之配套的流程图。 图 21 前面板 流程图 流程图提供 VI 的图形化源程序。 在流程图中对 VI 编程，以控制和操纵定义在前面板上的输入和输出功能。 流程图中包括前面板上的控件的连线端子，还有一些前面板上没有，但编程必须有的东西，例如函数、结构和连线等。 图 22是与图 21 对应的流程图。 我们可以看到流程图中包括了前面板上的控制开关、循环延时和随机数显示器的连线端子，还有一个随机数发生器的函数及程序的循环结构。 随机数发生器通过连线将产生的随机信号送到显示控件，为了使它持续工作下去，设置了一个 While Loop 循环，由开关控制这一循环的结束。 基于 LabVIEW的虚拟函数信号发生器的设计 7 图 22 流程图 如果将 VI 与标准仪器相比较，那么前面板上的 东西就是仪器面板上的东西，而流程图上的东西相当于仪器箱内的东西。 在许多情况下，使用 VI可以仿真标准仪器，不仅在屏幕上出现一个惟妙惟肖的标准仪器面板，而且其功能也与标准仪器相差无几。 图标 /连接器 图标 /连接器是子 VI 被其它 VI 调用的接口。 图标是子 VI 在其他程序框图中被调用的节点表现形式；而连接器则表示节点数据的输入 /输出口，就象函数的参数。 用户必须指定连接器端口与前面板的控制和显示一一对应。 连接器一般情况下隐含不显示，除非用户选择打开观察它。 基于 LabVIEW的虚拟函数信号发生器的设计 8 LabVIEW 中的操作模板 LabVIEW 具有多个图形 化的操作模板，用于创建和运行程序。 这些操作模板可以随意在屏幕上移动，并可以放置在屏幕的任意位置。 操纵模板共有三类，为工具（ Tools）选板、控制（ Controls）选板和函数（ Functions）选板。 工具选板（ Tools Palette） 图 23工具选板 工具模板用于创建、修改和调试 VI 程序的工具。 如果该模板没有出现，则可以在【查看 (V)】菜单下选择【工具选板（ T）】命令以显示该模板。 当从模板内选择了任一种工具后，鼠标箭头就会变成该工具相应的形状。 当从【查看 (V)】菜单下选择了【工具选板（ T）】 功能后，把工具选板内选定的任一种工具光标放在流程图程序的子程序（ Sub VI）或图标上，就会显示相应的帮助信息。 与工具模板不同，控制和功能模板只显示顶层子模板的图标。 这些顶层子模板中包含许多不同的控制或功能子模板。 通过这些控制或功能子模板可以找到创建程序所需的面板对象和框图对象。 用鼠标点击顶层子模板图标就可以展开对应的控制或功能子模板，只需按下控制或功能子模板左上角的大头针就可以把对这个子模板变成浮动板留在屏幕上。 控制选板 用控制选板可以给前面板添加输入控制和输出显示。 每个图标代表一个子模板。 如果控制 选板不显示，可以用【查看 (V)】菜单的【控制选板（ T）】功能打开它，也可以在前面板的空白处，点击鼠标右键，以弹出控制选板。 基于 LabVIEW的虚拟函数信号发生器的设计 9 图 24 控制选板 函数选板 (Functions Palette) 函数选板是创建框图程序的工具。 该模板上的每一个顶层图标都表示一个子模板。 若功能选板不出现，则可以用【查看 (V)】菜单下的【功能选板（ T）】功能打开它，也可以在。