虚拟仪器课程设计报告

哈尔滨工业大学（威海）课程设计用纸

（威海）

课 程 设 计

基本信息

学生姓名： 齐兴 学号： 110220217 院系名称： 信息科学与工程学院 课程设计名称： 虚拟仪器课程设计 课程设计地点： 主楼408 课程设计时间：14年11月14日至14年11月30日同组人姓名：沈振鹏缪永阳

课程设计内容目录 页码

1、课程设计题目与任务书...……………………………………………......[2] 2、课程设计用仪器设备名称...……………………………………………..[2] 3、课程设计过程……...……………………………………………………..[2] 4、课程设计心得………………...…………………………………………..[7] 5、参考文献……...…………………………………………………………..[8]

教师评语及课程设计成绩

评语：

成绩： 教师签字： 年 月 日

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一．课程设计题目与任务书

1. 设计题目：基于PCI6024_E的虚拟示波器 2. 课程设计任务及要求

1）波形来自外来的信号发生器；

2）通过PCI6024采集此信号（波形采集）；

3）主界面要求为一个典型的示波器界面，各个调节按钮的功能应该均具备； 4）要求显示波形的特征量； 5）存储并回放波形。

二．课程设计仪器设备

1. 实验用PC机一台； 2. 函数信号发生器一台；

3. NI公司生产的PCI6024-E数据采集卡及配套设备。

三．设计过程

1. 前言

20年来，无论是初学乍用的新手还是经验丰富的程序开发人员，虚拟仪器（Virtual Instrument）在各种不同的工程应用和行业的测量及控制的用户中广受欢迎，这都归功于其直观化的图形编程语言。虚拟仪器的图形化数据流语言和程序框图能自然地显示您的数据流，同时地图化的用户界面直观地显示数据，使我们能够轻松地查看、修改数据或控制输入。

美国国家仪器公司NI（National Instruments）提出的虚拟测量仪器（VI）概念，引发了传统仪器领域的一场重大变革，使得计算机和网络技术得以长驱直入仪器领域，和仪器技术结合起来，从而开创了“软件即是仪器”的先河。

“软件即是仪器”这是NI公司提出的虚拟仪器理念的核心思想。从这一思想出发，基于电脑或工作站、软件和I/O部件来构建虚拟仪器。I/O部件可以是独立仪器、模块化仪器、数据采集板（DAQ）或传感器。NI所拥有的虚拟仪器产品包括软件产品（如LabVIEW）、GPIB产品、数据采集产品、信号处理产品、图像采集产品、DSP产品和VXI控制产品等。

该设计内容基于LabVIEW开发平台，应用美国NI公司的PCI-6024采集卡设计书通道数字存储虚拟示波器。PCI-6024数据采集卡主要性能指标参数为:

它集12位A/D转换器、12位D/A转换器、16路中端接地的模拟输入通道、

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8位并行TTL输入输出线及两路24位定时器与计数器为一体，支持DMA方式和双缓冲区模式，保证了实时信号不间断采集与存储。在双极性时，输入电汪范围选择有1 0 0 m V 、1V、10V、20V四种，，它的最高采样率为200kbit/s，主要完成数据采集功能。

使用采集卡PCI-6024基于PC机实现的虚拟示波器，能够实现对外部低频信号的测量，而内置的虚拟信号发生器可产生正弦波、锯齿波。

本设计共分以下几大模块：外部数据采集模块，内部简单的函数发生器，简单的数据分析模块，数据的存储与回放及显示模块，以下就各个模块展开论述。

该示波器内置有信号源， 因此既可以通过数据采集卡测量外界信号， 又可以用其自身信号源进行自测演示。示波器主要由波形显示、波形测量、波形存储、波形回放、采集卡输入输出通道等几部分组成， 其前面板框图如图所示。在虚拟示波器的前面板上有数字测量、频谱分析、模式选择、数据采集卡的设置等按键， 按下相应的功能键即可进行测量与设置。其中， 自测／ 采集按键用来选择使用模式， 当按下自测按键， 该示波器进入采集外界信号状态， 否则它将调用自身信号此时可做示教软件使用。数据采集卡设置包括：采样频率设置、采样点数设置、设备号选择及输入通道选择；时域分析模块要对采集到的信号进行直流分量、交流分量、均方值、平均值、占空比等基本量的测量， 显示模式选择模块包括：A，B分别显示，对A、B信号的位置分别进行调节。

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2. 数据的存储与回放及显示模块

(1)数据的存储

数据的存储调用子VI的路径为：All Factions—File I/O—“Write LabVIEW Measurement File”，选该子VI的好处在于调用它时能够自动弹出对话框，并且能够很简单的设置存储路径。在该设计中把采取到的波形数据直接存储到相应的路径文件中，如下图所示：

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(1)数据的回放

关于回放环节在调用了All Factions—File I/O—Read LabVIEW Measurement File”，关于如何回放？首先通过存储从外部采集到的数据或从多信号发生器得到信号，然后把用于显示的Graph创建一个局部变量，并将该局部变量引入上述子VI，从而实现回放数据，如下图所示：

具体连接如下图：

3. 内部简单的函数发生器

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