基于labview的虚拟示波器设计毕业设计(编辑修改稿)

基于labview的虚拟示波器设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

”控制是否进行测量；通过逻辑按键“通道”控制通道选择。 自动调整扫描率控制结构 由逻辑按键组“自动”、“手动”来控制是自动调整扫描率，还是手动调整扫描率。 第 3 页 本虚拟数字存储示波器是在对传统示波器进行分析后，基于多功能 DAQ 采 集卡和LabVIEW 开发平台来设计的具有数字存储示波器、数字万用表、数字频率计三者功能与一体的一个功能强大的电子测试仪器，主要由数据采集部分、数据处理部分、波形显示部分、波形存储和回放以及频谱分析等部分组成，可以完成对信号的输入及获取、信号电压参数及时间频率参数的自动测量、信号的波形显示及存储回放和信号的频谱分析等功能。 该示波器主要由数据采集 DAQ（ Data Acquisition）、接口总线、硬件驱动程序和虚拟数字示波器软件构成。 图 所示为虚拟数字示波器的整体组成结构图。 信号检测电路时信号调理辅助电 路，接收传感器传送过来的物理信号，并从混合信号中提取出待测的微弱信号，输出的多路信号时已经放大滤波和电平变换后的标准信号，送入数据采集卡板（由硬件程序驱动工作），通过系统总线送进计算机进行处理。 在使用 DAQ 卡之前必须对 DAQ 卡的硬件进行配置，这些控制程序用到了相应的底层 DAQ 驱动程序。 图 虚拟数字示波器结构图 该虚拟仪器的软件是以 LabVIEW 开发环境为平台，采用的是自顶而下的设计方法，首先，有要实现的目标功能来制定一个整体框架。 由一个采集开关启动整个仪器采集过程，在采集状态下，可以进行参数的测 量显示；同时，还可以进行时基的设置、触发通道的设置、触发模式的设置等；对于显示面板上的波形可以任意地进行位置的调整、缩放；对于当前的波形能够保存到硬盘上或 U 盘上；同样，也能把硬盘或 U 盘上的数据读到显示面板上（这是将停止数据的采集）并还能进行参数的测量；还可以把当前的波形打印出来。 此外，应用高效数字信号处理技术，还可实现 FFT 算法，对频域信号进行分 第 4 页 析。 该示波器的主要控制结构有：自动 /手动设置扫描率的控制结构，写盘 /读盘控制结构，采集控制结构，测量控制结构，打印控制结构，通道选择控制结构，以及频谱分析控制结构。 在这个总体框架的基础上来进行各个模块的具体设计，并分别测量，测试通过后再把它们连接起来，构成一个完整的系统，最后进行整个系统性能的调试，直到调试结果符合要求为止。 主程序流程图及模块条用如图 所示。 另外，主面板的设计要力求简单、方便、使用、美观。 图 主程序流程图 本虚拟数字示波器的设计参考了 HP 公司的双通道台式数字存储示波器 HP 54603B的功能，并在仪器分析和处理功能上有所扩展。 仪器主要功能包括：双通道信号输入、触发控制、通道控制、时基控制、波 形显示、参数自动测量、频谱分析、波形存储和回放等。 Y Y N N Y 初始化 读盘。 采集。 功能按键按下。 波形显示 执行相应 功能模块 读入波形 数据 N 第 5 页 DAQ 数据采集模块： 数据采集模块主要完成数据采集的控制，包括触发控制、通道选择控制、时基控制等。 其中： 触发控制包括触发模式、触发斜坡、触发电平控制； 通道选择主要控制单通道或双通道测量； 时基控制主要控制采集卡扫描率、每一通道扫描次数 (取样数 )。 模块采用了测量 I/O 模板→ Data Acquisition 子模板→ Analog Input 子模板→Analog Input Utilities 子模板中的 AI Waveform Scan(scaled array).vi 来控制数据采集卡进行数据采集，此 VI 图标如图 所示。 注：应用此类 VI，计算机需安装Traditional NIDAQ。 整个程序框图的其他连线点都是 AI Waveform Scan(scaled array).vi 服务的，由于牵扯到硬件，和该 vi 的解释，所以在此不再过多解释框图含义。 图 AI Waveform Scan(scaled array).vi 模块图标如图 所示。 图 数据采集模块图标及前面板 模块程序框图如图 所示。 第 6 页 图 DAQ 数据采集模块程序框图 模拟采集模块 由于 DAQ 数据采集模块是建立在数据采集卡的基础上，所以，本设计采用一个虚拟采集模块代替 DAQ 数据采集模块。 该模块应用两个基本函数发生器来产生两仿真信号分别用来模拟 A、 B 通道信号，其采样信息通过对簇 sample/pol的扫描率和扫描数解除捆绑后再捆绑组成的新簇输入。 通过前面板还可以调整仿真信号的参数（波形类型、频率、幅值）和屏幕刷新速度，最后经提取波形成分将信号的幅值信息组成一个二维数组。 模块图标如图 所示。 图 模拟 采集模块图标 模块程序框图如图 所示。 第 7 页 图 模拟采集模块程序框图 波形显示模块 软件提供了五种波形显示模式：  A B Aamp。 B 模式：在此模式下，通过显示通道选择按键“ A”和“ B”，可以任意显示某一通道或两通道输入信号的波形。  XY 模式：当 A、 B 两通道都处于选通状态时，使用此模式来显示李沙育（ Lissajous）图形、测量相位差或频率。  A+B AB 模式：当 A、 B 两通道都处于选通状态时，使用此模式显示两通道信号代数相加、相减后的波形。  Aamp。 A 积分模式：当 A 通道处于选通状态时，使用 此模式显示 A 通道信号和 A 通道信号对采样间隔的离散积分的波形。