LabView虚拟示波器实验报告

LabView虚拟示波器实验报告

内蒙古科技大学

本科生课程设计论文

题 目：虚拟示波器

学生姓名：全园梅

学 号：1067106203

专 业：自动化

班 级：10-2班

指导教师：肖俊生

2013年12月5日

LabView虚拟示波器实验报告

概述

示波器是电子测量行业最常用的测量仪器仪表之一，它能电信号通过示波器仪表输入后输出成看得见的图象，让人们更直观的去研究各种电现象的变化过程或者信号的变化过程。虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。虚拟仪器技术的三大组成部分，包括高校的软件，模块化的I/O硬件以及用于集成的软硬件平台。虚拟示波器是将示波器和虚拟技术的结合体。

虚拟示波器的组成部分，主要是包括信号采集与控制，数据分析和处理，测量结果的显示三大部分。信号采集与控制是由计算机和仪器硬件组成硬件平台，实现对信号的采集、测量、转换与控制;数据分析与处理则是表现在虚拟示波器充分利用计算机的存储、运算功能，并通过软件实现对输入数据信号的分析与处理;虚拟示波器测量结果的显示是利用计算机的资源，如显示器、存储器等，把测量结果进行多种方式的表达与输出，也可以利用计算机进行数据的传输和利用。

虚拟示波器在开发的过程中软件现实是整个项目的重要的组成部分，也是关键的技术之一。下面我们来分析一下虚拟示波器的软件，它包括：

(1)软件功能-与硬件链接，控制设备工作正常，信号的显示和存储，信号的分析和处理;

(2)软件组成-三大部分包括硬件驱动程序部分，虚拟面板部分以及信号后期处理部分;

(3)软件结构-将用户界面集合成一个整体，通过界面上的相关控件来实现示波器的各种功能。

虚拟示波器利用PC来完成信号的处理和波形的显示，利用软件技术来显示屏上设计出形象的仪器面板来进行信号的采集、存储和处理，加工和分析，完成各种测量的任务。

LabView虚拟示波器实验报告

实验题目: 虚拟示波器

一．实验目的

并掌握虚拟仪器的设计思想和方法，掌握LabVIEW编程、调试等技能，学习“波形图”控件各种复杂功能的使用，学习数据采集卡的使用方法。

二．设计要求

1）运行、停止

2）可显示两路以上图形，X、Y轴调整

3）显示模式：单通道、多通道模式，运算模式(两通道相加、两通道相减等)。

4）测量：频率、周期、幅值、上升时间、占空比等参数

5）高级功能：FFT、存储、网络等

三．实验设备

计算机 LabVIEW8.5软件 PCI-6221数据采集卡及接线盒

四．实验步骤

硬件设计：计算机、PCI-6221、接线盒、导线等

软件设计：数据连续采集（AI）、数据处理、显示

五.设计思路:

采用DAQ板卡外接信号作为信号源，当程序运行起来后，先进行通道选择，

然后用“旋钮”对信号波形进行设定，在这一过程中要调节信号的“扫描频率”、“幅值”两个量值，并选择通道，以接受所需的信号。整个过程需通过波形图控件来显示产生的波形，以作参考，接着通过配备DAQ采集卡，采集信号并且输出。六.硬件设计过程：

启动LabVIEW2013,

进入程序运行界面，进入程序框图，击右键进行选

LabView虚拟示波器实验报告

新式-数值-“转盘控件”来显示竖直调节CH1，CH2及水平调节，如图1

图1

“仪表控件”显示Y值偏量，时间显示和幅值如图2，

图2

“水平进度条控件”“数值显示控件”显示通道选择，如图3，

图3

新式-布尔-“开关控件”控制示波器的启停，新式-数值-

“数值显示控件”显示幅值和周期等，如图4，

新式-图形-“波形图控件”显示波形，如图5，

图5 图4

在设计的过程中一直打开“即时帮助”按钮，以了解器件的功能并且在连接器

LabView虚拟示波器实验报告

件时候更加方便。各元件的功能从及时帮助中便得到详细的了解。前面板的调整、检错、美化进行前面板的设计。先进行合适的布局，然后主要用到控件中的新式中的修饰进行前面板的设计，可以添加一些框和盒之类的东西进行美化界面。 最终整合的示波器前面板如图6所示，

图6

七．软件实现过程

在函数，编程，结构中选择条件结构，通过一个条件结构进行连接，添加分支得到三个条件分支，可以相应的输出通道0（代表CH1）、1(代表CH2)和2（代表CH1&CH2）。如图7所示。

LabView虚拟示波器实验报告

图7

在这个结构的外侧加上while循环，在这两个循环之间创建示波器信号的分离，如图8，

图8

再创建一个最大，最小，有效值及平均值的读取，如图9，

图9

LabView虚拟示波器实验报告

此外，还创建一个时间X轴设置，如图10，幅值Y轴设置，如图11. 图10

图11

还有测量程序运行过程中的周期和幅值创建，如图

12

图12

为了能够显示程序框图中的出错位置及出错类型，还在While循环外侧创建数据错误输出部件，如图13.

图13

LabView虚拟示波器实验报告

借助使用外部DAQ发生波形，创建采样点和采样率开启输入通道如图14.

图14

在循环内进行示波器通单个或多个模拟输入通道的波形读取及索引数组，如 图15。 .

框图的调整、检错、整理程序框图设计完成之后，点击运行，察运行结图15 果，如果发现错误及时进行修改。在最终整体的程序框图如图16

.

图16

对其整体联接NI MAX，对该虚拟仪器进行功能测试的结果如图17.

LabView虚拟示波器实验报告

图17.1 0(CH1)通道的波形

图17.2 1(CH2)通道的波形

LabView虚拟示波器实验报告

图17.3 2(CHI&CH2)通道的波形

八．设计总结和学习体会：

通过学习这门课程以及这次的设计，我熟悉了LabVIEW编程环境及其特点，也学会了简单的程序设计，了解了图形化编程的方法和步骤；同时也使我掌握了数据对象类型与操作和数据的概念及使用，以及其中的一些函数及结构的用法。虽然设计出来的与真实的示波器相比有些功能无法实现比如（运算模式(两通道相加、两通道相减等，上升时间、占空比等参数，高级功能：FFT、存储、网络等），设计出来的简单虚拟示波器只能实现示波器的一部分功能。但让我体会更深的是虚拟仪器技术给设计者带来了极大的方便以及发展空间，使我看到了虚拟仪器技术对于测试测量行业发展具有的巨大潜力，当然，通过短短一周的设计并不能充分理解和运用LabVIEW相关知识，还需在今后的实践中继续训练。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/rn44.html