基于LabVIEW的虚拟数字电路实验系统的设计说明
基于LabVIEW的数字电路实验平台设计
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基于 Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 的数字 电路实验平 台设计
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基于LabVIEW与Proteus的测控仿真实验系统设计
基于LabVIEW与Proteus的测控仿真实验系统设计周春明【摘要】A method of design of measurement and control simulation experiment system based on LabVIEW and Proteus was proposed with the remote temperature controlling system as an example. AT89C51 in Proteus was used as the slave computer to achieve the functions of temperature acquisition, A/D conversion and data transmis-sion to the host computer. LabVIEW was employed to construct the master system to achieve the PID control of the received temperature. It transmitted the PID adjustmentdata to SCM in order to adjust its PWM wave’ s duty rati-o. So the working state of“OVEN” could be controlled and the purpose of the remote temperature controlling could be achieved. The master system communicated with the slave computer by a pair of virtual serial ports constructed by Virtual Serial Port Driver 6 . 9 . Simulation results demonstrated the validity of the methods of design of measure-ment and control system. It has a practicability in the field of experiment teaching and project development.%以单片机远程温度控制系统为例，给出了一种基于LabVIEW与Proteus的测控仿真实验系统的设计方法，利用Proteus中的AT89 C51单片机仿真下位机运行，实现温度的采集、 A/D转换器的控制及向上位机传输数据等功能。
基于LabVIEW的网络虚拟实验室设计
基于LabVIEW的网络虚拟实验室设计作者：张明,姜峥嵘来源：《现代电子技术》2010年第16期摘要:实验在普通高等教育中占有非常重要的地位。
为了使实验的设计分析过程得以在计算机上轻松、准确、快捷地完成,提出了以虚拟测试系统的数学模型为基础,采用LabVIEW应用程序开发环境对本地仪器进行控制,并通过GPIB接口将可程控仪器连接到计算机上。
在Web 服务器端和LabVIEW应用程序之间,采用双客户端/服务器结构实现它们之间的通信,实现了通过Intemet进行实验仪器操作的模拟和测量。
关键词:虚拟实验室; 网络化实验室; LabVIEW; GPIB中图分类号文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)16-0178-03Design of Network Virtual Laboratory Based on LabVIEWZHANG Ming1, JIANG Zheng-rong2(1. Daqing Petroleum University, Daqing 163318, China; 2. Institute of Storage and Transportation Sales Company, Daqing 163001, China)Abstract: Experiment plays a very important part in ragular higher education. Based on the mathematical model of the virtual test system, LabVIEW application development environment is adopted to control the local instrument to make the design and analysis process of experiment easy, accurate and quick on computer, and connect the numerically-controlled instrument to the computer via GPIB interface. The dual client/server architecture is employed to implement the communication between Web server and LabVIEW application program. The simulation and detection of the experimental instrument operation are achieved via Internet.Keywords: virtual lab; networked laboratory; LabVIEW; GPIB0 引言随着招生规模的不断扩大,国内普通高等院校实验设备往往比较陈旧,不能及时更新,从而无法跟上教育的飞速发展。
基于LabVIEW的电子电路虚拟实验平台设计与实现
实现实验设计过程。
图1实验平台基本框架用支路电流法可以验证基尔霍夫电流定律,基尔霍夫电流定律的对于任一集总电路中的任一节点,在任一时刻该节点的所有支路电流的代数和为零。
所以可以根据基尔霍夫电流定律的基本内容来设计支路电流法实验。
利用在前面板上放置8个数值型输入控件电压,且数值均可以调整。
然后在前面板放置用来显示5条支路上的电流。
通过修饰控件建立电路图,如图2所示。
图2支路电流法前面板在程序框图界面可以对放置的输入控件进行数值运算。
应用基尔霍夫电流定律,列出方程组如下:I1+I2-I3=0I4+I5-I3=0R1*I1-R2*I2=Us1-Us2R5*I5-R4*I4=-Us3R2*I2+R3*I3+R4*I4=Us2使用MathCript节点生成线性方程组的系数和已知向量[3],。
利用选项卡控件可以添加实验目的和实验步骤,通过程序的调试和几次实验验证,实验结果可靠准确,支路电流法实验设计完毕将设计的5个实验添加到一个容器中,LabVIEW里面的函数就可以调用VI(虚拟仪器)。
生成的菜单如图3所示。
图3虚拟实验平台主界面结语随着虚拟仪器技术的发展,传统仪器设备寿命周期短以及不利于资源共享的缺点愈来愈凸显。
结合我校实际,本文设计了我校电子电路虚拟实验平台,经过不断的调试已成功用于实际实验中,且实验效果较好。
后续我们将继续完善该虚拟实验平台并在适当范围内进行推以期获得更好的教学改革效果。
【参考文献】吴俊.基于LabVIEW的虚拟实验室研究[D].南昌:南昌大学,2012.李静.LabVIEW2013完全自学手册[M].北京:化学工业出版社,2015.司慧玲.基于LabVIEW的虚拟电工与电子实验的设计[D].南京:南京理工大,2012.[责任编辑:朱丽娜吉首大学2016年实验教学改革研究项目(2016SYJG004)。
廖柏林(1981—),男,湖南衡阳人,博士,副教授篇。
基于LabVIEW的数字电路设计和仿真
数 字 电路设 计 ， 达到 良好 的仿真 和设 计 效果 。
１ ．用 ｂ 佃 进 行 数 字 电 路 设 计 的 、 原 理 和 方 法
Ｌｂ ＩＷ 开 发环 境 分为 前 面板 和 程 序 流程 图。 ａ ＶＥ 由前 面板 实 现数字 电路 的各种 控 制 和 显 示 ， 由程序 流程 图实现 数字 电路 的各种 函数功 能 。
维普资讯
第 ５卷 第 ４ 期 ２０ ０６年 １ ２月
常
州
信
息
职 业
技
术
学
院 学
报
Ｖ ５ Ｎｏ－ Ｌ ４
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Ｊ ｕｌ ｌ ｆＣｈ ｎ ｚ ｏ Ｖｏ ｔ ｎ ｌ ｌ ｇ ｆＩｆ ｒ ｔ ｎ Ｔｅ ｈ ｌｇ ｏ ｒｌ ａｏ ａ ｇ ｈ ｕ ｃａｉ ａ Ｃｏｌ ｅｏ ｎ ｏｍａｉ ｏ ｅ ｏ ｃ ｎｏｏ ｙ
而labview除提供了丰富而完备的函数库以实现各种芯片仪器功能之外其g语言灵活的编程特性使用户可以根据自己的需要修改定义芯片仪器模块功能对于经常使用的模块可以通过g语言特有的图1数值控件模块创建子vi子程序的方式使其封装固化一方面体现模块化编程的思路提高块高了芯片仪器乃至项目工程的可移植性
ｔｏ ｌ ： ｃｉ Ｊ ｌ ｔｏ ｉｓ Ｌ ｂ Ｅ ； ｅ ｉｎ ａ ｄ ｓ ｕ ａｉｎ ｒ ｗｏ 由 ｄ ｔ ｅ ｒ ｎｃ ； ａ ＶＩ Ｗ ｄ ｇ ｉ ｌ ｏ ｙ ａｅｃ ｓ ｎ ｍ ｔ
随着数 字 电路 技 术和 计 算 机 技 术 的 飞速 发 展 ， Ｅ Ａ（ｌ ｔ ｎｃｄｓ ｎａｔｍａｉ ） 术逐 渐 取 代传 Ｄ ｅ ｃｒ ｉ ｅｉ ｕｏ ｔｎ 技 ｅ ｏ ｇ ｏ 统 的电 子 设 计 方 法 而 成 为 数 字 电 路 设 计 的 主 流 。 Ｅ ＤＡ利用 软件 的编程设 计 ， 到对 硬件 系统 的功 能 达 仿真、 测试 和 设计 实 现 ， 使产 品 的开 发 周 期缩 短 ， 成 本 降低 。现 在 比较 主 流 的 Ｅ ＤＡ开 发 平 台有 加 拿 大
基于virtools的虚拟数字电路实验系统设计
图ｌ 系 统 用 户群 分类
（ ）学生用户 一 以学生身份登录系统后 （ 学生』 户名和 密码 已由管理 员 １ ｊ
用 户 或 教师 用 户 创 建 ） ，选 择 相 应 实验 课 程 。学 生用 户 群 能 够 完成 学 习 的整 个 活 动 过 程 ，具 体 包 括 个别 学 习和 群 体 学 习 两 种 学 习活 动 。
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责任编 辑：张倩
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图２前台学习系统
李琴 （９ ２ ） ，女，四川遂宁人 ，四川职业 技术学院 电子电气系教师 。研究方向 ： １８ － 应用 电子。
基于ｖ ｔ ｌ ｉｏ ｓ ｒ ｏ 的虚拟数字电路实验系统设计
李 琴
（ 四川职业技术学 院
四川 遂 宁
６９０ ） ２ ０ ０
【 摘要】 实验在开展 高等教育和实现远距 离教 育 中起着非常重要 的作 用。然而， 当前的实验 大体上都 是在传统实验 室中运作 的，经 费支 出大、周期过 长、维护 困难、存在安全隐患等是其突出的缺点。随着 计算机技 术的发展 ，以其 为技 术基础 的虚拟 实验 系统原理得 到应 用和开发，本文就应 用 了应用设计软件 及Ｖｒ ｏ完 成 了虚 拟 数 字 电路 实 验 系统 的 设 计 。 ｉｏｓ ｔｉ
（ ）后 台管理系统 二
在 后 台 管 理 系 统 中 ， 涉 及 到 管 理 员 和 教 师 两 种 类 型 的 管理权 限 。管 理员建 立教师 和课程 科 目，教师建 立实验 列 表 ， 由学 生 依 据 用 户 名 和 密 码 登 录 系 统 学 习 ，形 成 学 生 信 息 文件 ，再 由教师统一管理 ，生成有效数据 ，最终形成数据列
labview电子电路模拟仿真设计
Electronic Technology •电子技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 105【关键词】LabVIEW 电子电路 模拟仿真LabVIEW 是将虚拟器（VI ）作为应用设计的硬件资源，其具有数据分析的功能。
LabVIEW 作为图像化编程语言开发环境，其中具有电子电路模拟机仿真设计中需要的工具，能够实现开发人员的设计直到测试的所有步骤，使仿真系统能够便捷的对所有数据进行采集、分析及访问，并且还能够直观的展现出电子电路的实际运行，对电子电路的运行进行模拟仿真，以此有效提高学生对电子电路的理解，并且加深学生对电子电路的使用。
1 LabVIEW电子电路模拟仿真设计的原理虚拟仪器包括三个部分，分别为框图程序、程序前面板及图标/连接器。
程序连接器的主要目的就是对输入的数值进行设置，并且对输出的量进行观察，其适用于模拟真实仪表中的前面板。
在程序前面板中，输入量为控制，输入量为显示。
控制及显示会通过不同的图表形式在前面板中初选，比如图表、开关、旋钮及图形等，以此使前面板能够更加简单且直观。
图1为温度计的程序前面板。
程序前面板都对应相应的框图程序，其主要是通过LabVIEW 图形编程语言进行编写的，能够将其理解为传统的程序源代码。
框图程序主要包括四部分组成，分别为连线、图框、节点和端口。
连线主要表示程序在执行过程中的数据流，对框图中的数据的流动方向进行了定义；图框的主要目的是为了对结构化程序进行控制；节点的主要目的是为了实现功能及函数的调用；端口的主要目的是为了控制程序前面板，并且对传递的数据进行显示。
图2为温度计的框图程序。
图标/连接器的主要目的就是为了调用子LabVIEW 电子电路模拟仿真设计文/袁嘉嵘虚拟仪器，图表表示的是在其他程序框中，虚拟仪器节点的调用形式表现，连接器表示的是节点的I/O 接口，就和函数参数一样。
基于NI ELVIS平台的电力电子电路设计实验教学的研究
基于NI ELVIS平台的电力电子电路设计实验教学的研究作者：刘晋牛印锁来源：《中国电力教育》2012年第21期摘要：针对电力电子实验教学的特点，应用NI ELVIS平台研究了电力电子电路实验设计的教学，对该平台的特点和应用进行了介绍，并用实例展示了NI ELVIS平台在电力电子电路设计实验教学中的应用。
关键词：电力电子；实验；NI ELVIS作者简介：刘晋（1974-），男，河北涿州人，华北电力大学电气与电子工程学院，讲师；牛印锁（1973-），男，河北定州人，华北电力大学电气与电子工程学院，高级工程师。
（北京102206）基金项目：本文系华北电力大学2010年教改项目的研究成果。
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）21-0084-02电力电子技术广泛应用于电力系统的发电、输电、配电和用电等领域；同时，在太阳能光伏发电和风力发电等可再生能源发电领域，电动汽车技术、电气节能和电力传动等领域也有广泛的应用。
电力电子技术的广泛应用对电力电子技术教学和研究都提出了新的要求和内容。
目前，“电力电子技术”已经成为各个高校电气工程专业重要的专业基础课。
由于电力电子技术的实践性强，其实验环节的教学方法和手段对于电力电子教学效果具有重要影响。
本文针对电力电子实验教学的特点，应用NI ELVIS平台进行了电力电子电路实验设计的教学研究，对于该平台的特点和应用进行了介绍，并用实例展示了NI ELVIS平台在电路设计实验教学中的应用。
希望能够帮助从事电力电子实验教学的教师开拓教学思路、丰富教学手段、提高教学效果，为该课程的实验教学提供有益的参考和借鉴。
NI ELVIS（教学实验虚拟仪器套件）是一个基于LabVIEW的系统设计与原型创建的工具套件，用于高等院校的工程与科学实验室。
使用NI ELVIS，学生们可以在学习以下一些领域中的工程理论知识的同时将它们付诸于实践：电子电路、信号处理、通信、控制系统、机械测量与机械电子等。
LabVIEW实验：数字IO
数字I/O注释数字I/O位于开发板的右侧。
(2)启动NI ELVISmx Instrument Launcher。
(3)选择数字写入器(DigOut)图标。
新的数字逻辑诊断窗口打开，用户可以设置/重置任何数字线路为HI或LO状态。
默认条件下，数字I/O的<0..7>由Linesto Writebox中的3个8位端口选择。
图5-2 Dig Out 前面板窗口Manual Pattern中的数字输出线从右至左标为0至7。
您可以通过点击顶端或虚拟开关的按钮来设置/重置(HI/LO)任意位。
这8位组成一个字节，可通过二进制、八进制或十六进制方式读取，也可以用SI符号显示在开关上面。
通过点击变灰部分，可设置显示的进制(格式)。
图5-3 LabVIEW中显示的二进制、八进制或十六进制(4)完成数字模式设置后，开启开发板电源并点击Run（绿色箭头）将模式发送至并行输出数字I/O<0..7>端，输出端LED将依次显示为绿色。
注释用户可通过设置生成方式来输出单个模式或连续输出。
在连续操作中，硬件根据当前模式连续更新。
设置的模式反映在SFP上Bus State的线路状态上（蓝色LED指示器）。
同样，通过SFP 的Action按钮可切换、循环、左右平移位模式。
(5)按下Stop按钮(红色)可终止端口更新。
在测试数字电路中，可选择数种常用的模式用于诊断检查。
(6)点击SFP上的Pattern选择器可浏览可用的选项。
手动载入任意8位格式：斜坡(0-255) 计算机指令INC交替1/0 计算机指令INVERT步长1s 计算机指令SHIFT LEFT LOGIC(7)尝试输出每一个位模式。
(8)关闭数字写入器窗口。
2.555数字时钟电路可以配置555定时芯片，配合电阻R A，R B，电容C(1µF)，实现数字时钟源。
按照以下步骤搭建555数字时钟电路，并完成测量：(1)使用DMM[Ω] and DMM[ ]，测量元器件值，并填写下表。
基于LabVIEW的数字电路实验教学平台设计
ｐｎ１和类 似 于源代 码 功能 的 方框 图 （ ｌ ｋｄ — ａｅ） ｂ ｃ ｉ ｏ ａ
ｇａ 以及 图 标／ 接 器 （ｃｎ ｃｎｅｔ ） 部 分 组 ｒｍ） 连 ｉｏ／ ｏｎｃ ｒ 三 ｏ
成 。前面板接受来 自方框 图的指令。在前面板 中， 控件模拟 了仪器的输人装置 （ 如开关 、 旋钮等 ） 和输 出显示 设备 ， 由程 序 框 图获 得 或 产 生 的数 据 进 行 对
１０ Ｏ
褰 验 室 科 学
驱 动方 程 、 态方 程 和输 出方 程描 述 实 际问题 。 状 组 成存储 电路 （ 发 器 ） 触 的关 键 是 有 一 个 时钟
鼬麴幽照
脉冲 ， 在时钟脉冲信号的作 用下 ， 出相应的信号 。 输
在 基本 触 发器 中 Ｃ Ｐ是 直 接 加 到 输 入 端 的 ， 本 触 基
（ ｃ ｏｌ ｆ ｏ ｕｅ ｎ ｎｏｍ ｔ ｎＥ ｇｎ ｅｉｇ Ｔａｊ ｏｍ ｌ ｎｖ ｒｔ ，Ｔａｊ ０ ３ ７ ｈｎ ） Ｓ ｈ ｏ ｏ ｍｐ ｔ ａｄＩｆ ａｉ ｎ ｉｅｒ ， ｉ ｉ Ｎ ｒ ａ Ｕ ｉ ｓｙ ｉ ｉ ３ ０ ８ ，Ｃ ｉａ Ｃ ｒ ｒ ｏ ｎ ｎｎ ｅｉ ｎｎ
学 习的兴 趣 ， 高 动 手 能 力 ， 炼 在 实 践 中发 现 问 提 锻
题 、 析 问题 和解 决 问题 的能 力 。数 字 电路 作 为 电 分
子类 专业 的专 业基 础课 程 ， 实验 教学 尤 为重 要 。 随着 高校 招生 规模 的不 断扩 大 ， 实验 仪 器 、 备 设 的紧 缺 问题越 来 越 严 重 。不 仅 如 此 ， 有 设 备 比较 现 陈旧， 更新 慢 ， 仪器 的功 能 是 固定 的 ， 台仪 器 只 能 每 进 行 某些 特定 的实验 ， 开 发试 验 项 目需 要 重 新 购 新
基于虚拟仪器的数字电路实验系统
的仪 器 系统 。 本着 “ 学 、 用 、 懂 ” 原 则 进 行 开 发 ， 用 ｌ ｖ ｗ语 言 的 好 好 好 的 利 ａ ｉ ｂｅ 良好 人机 交 互 优 势极 其 方便 的各 种 控 件 ， 发 出 用 于 数 字 电路 课 程 开 辅 助 教 学 的 实 验 系统 ， 分 发 挥 虚 拟 仪 器 的优 点 ， 过 各 种 控 件 形 充 通 象 地模 拟 逻 辑 信 号 ， 抽 象 的 理 论 感 性 化 ， 变 了滞 后 的 实 验 设 备 把 改 和 死 板 的实 验 模 式 ， 别 是 这 套 系统 直 接 用 在 课 堂 教 学 上 ， 动 了 特 调
学 生 的 主动 性 和 创 造 性 ， 学 生 更 容 易理 解 相 关 的 知 识 ， 起 始 界 伎 其
面 如 图 ｌ所 示 。 图 １起始界面 图 系统 内容 基 本 涵盖 了数 字 电路 的全 部 内容 ，包 括 逻 辑 代 数 、 组 合 逻辑 电路 、 发 器 、 序 电路 、 冲 产 生 整 形 与 Ｄ 触 时 脉 Ａ转 换 等 。 算， 基本公式及其 它常用公式 ， 真值表 、 表达式 、 逻辑 图及最 小项等 １１逻 辑 代 数 实验 模 块 此 模 块 主 要 包 括 逻 辑 代 数 的原 理 性 知 逻 辑 函 数 表 示 方 法 ，通 过 此模 块 学 生 可 以加 深 对理 论 性 知 识 的 理 ． 识 ， 整 个 数 字 电路 课 程 的 基 础 ， 否 掌 握 此 部 分知 识 关 系 到 后 续 解 ， 是 能 为后 续 内容 学 习打 下 基础 。 课 程 内容 的理 解 和 掌 握 。 内容 主 要 涉及 基 本 逻 辑 运 算 及 复合 逻 辑 运 此 部 分 通过 ｌｂｉ 的 逻 辑控 件 ，以 信 号 灯 的 形 式模 拟 逻 辑 变 ａｖｅ ｗ 量 ， 不 同颜 色代 表 不 同 的 逻 辑 变量 ０或 １ 如 红 灯 或 绿 灯 代 表 １ 用 ， ， 白灯代表 ０ 。通过颜色 变化加强学生的感性认识 ， 以更好理解 、 掌握 作者简介 ： 志平（ ９ ３ ， ， 张 １７ 一）男 河北饶阳人 ， 硕士 ， 讲师。
基于LabVIEW的数字电路虚拟实验室
输出
Ｙ ０ Ｄ０ Ｄｊ Ｄ２
基本 Ｒ Ｓ触 发 器 电 路是 由两 个 与非 门作 正 反
Hale Waihona Puke 馈闭环连接而构成的，即由两个与非 门交叉直接
耦 合而 成 的。有两个 输入 端 Ｒ端 （ ０端 ） Ｓ端 置 和 （ １ ）两个输 出端 Ｑ和 Ｑ 。功能 表见表３ 。 置 端 ， 、
技术更新周期更长
硬 件 是 核 心
固 耳
价格低 ， 可复用与可重配置性强 功能 、 规模 由用户 白定义 开放 、 灵活 、 与计算机 同步发展 可与网络互联
价格高 厂商定义仪器功能 封闭 、 固定 功能单一 ， 互联有限
两者 最 主要 区别 在 于 ：虚 拟仪 器 的功 能 由用
霹 『 Ｉ：； ：Ｉ －
・
应 用 技 术 研 究 ・
表 ２ ４ Ｉ 据 选择 器 真 值表 选 数
（ ） ｓ触发 器的设计 二 ｎ
地址输入
Ａｌ × ０ Ｏ １ ｌ Ａ０ × ０ １ ０ ｌ
使能控制
Ｓ、 １ １ ０ Ｏ Ｏ Ｏ
（ ） ４选 １数据 选 择 器 实现 设 计组 合逻 辑 一 用 电路 Ｙ Ｃ ＋ ＋ Ｃ ＝＋百 Ａ Ａ
户 自己定义 ，而传统仪器的功能则是 由生产商事
先 定义 好 的。 二 、 ａ Ｖ Ｅ 的编程 Ｌｂ ＩＷ
数据选择器 的功能是在选择输入信号的作用 下， 从多个数据输入通道 中选择某一通道的数据传 输 至输 出端 。真值 见表 ２引。 Ｌ
Ｔ ｏ） 图 标 移 至 图 示 位 置 ， 用 连 线 工 具 连 接 ｏ１把 再
起来 。 （ ） 行程 序 三 运 选 择 前 面板 窗 口运 行 按 钮 （ ｕ ） 运 行 Ｖ 程 Ｒｎ， Ｉ 序 ， 以从前 面板 上直接 看到 实验结 果 。 可
基于LabVIEW的模拟电路实验教学平台设计
基于LabVIEW的模拟电路实验教学平台设计作者：唐辉平彭良玉来源：《现代电子技术》2013年第12期摘要：在此运用LabVIEW软件仿真了模拟电路中的典型阻容耦合共发射极放大电路，此电路有放大状态、饱和失真状态和截止失真状态。
针对放大状态给出了它的静态工作点和正常的放大输出波形；针对饱和失真状态和截止失真状态给出了相应的失真波形。
在典型阻容耦合共发射极电路基础上，设计了电压串联负反馈电路，验证了负反馈对整个电路输入/输出电阻及放大倍数的影响。
关键字：阻容耦合； LabVIEW；电压串联负反馈电路；实验教学平台中图分类号： TN964⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）12⁃0145⁃030 引言在大学电子类相关专业中，模拟电路是一门非常重要的专业基础课程[1]，理论性和实践性都很强，传统的模拟电路教学中，教师由于实验条件的限制，大多只注重理论知识的教授，对电路中实验现象只做简单的描述，这样会导致学生在学习过程中学习效果的下降，不利于学生创造性思维的发挥，降低了学生的学习热情，加大了这门课的学习难度。
本文设计了一个典型阻容耦合共发射极放大电路，并在这个电路的基础上设计了电压串联负反馈电路，可以作为教学试验平台的一个探索。
在阻容耦合共发射极电路中对电阻、电压和信号的频率、幅度设置相应的参数就可以知道静态工作点和输出的波形，在电压串联负反馈电路中[2]，设置电路中的电阻的阻值便可以知道电路中开环时的输入电阻、输出电阻、放大倍数和闭环时的输入电阻、输出电阻及放大倍数。
1 LabVIEW介绍虚拟仪器是基于计算机的仪器[3]，计算机和仪器的密切结合是仪器今后的发展方向，笼统的说这种密切结合有几种方式，其中一种是是将仪器装入计算机中，以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器的功能，这就是虚拟仪器。
虚拟仪器的的概念首先由美国国家仪器公司于20世纪80年代中期提出来的，随着计算机技术和大规模集成电路的快速发展，虚拟仪器技术也得到了很快发展，LabVIEW是美国国家仪器有限公司最核心的产品，LabVIEW可以运用于多个领域如测试测量、控制、仿真、儿童教育、快速开发、快平台等[4]，其中仿真这块发展迅速[5⁃6]，国内外技术人员研究LabVIEW 应用仿真这块的成果是十分巨大的[7⁃8]。
基于LabVIEW和PLC的虚实结合控制系统设计
教育技术前沿与装备应用基于LabVIEW和PLC的虚实结合控制系统设计徐静林羿冲黄岩松梁警丰华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州 510640摘要：结合LabVIEW和PLC设计，实现虚实结合控制系统。
介绍系统架构及原理，上位机利用LabVIEW设计人机交互界面，PLC下位机连接上位机、执行器并结合通信软件MX component实现无缝通信，实现基于LabVIEW的上位机对执行器界面化、可视化的在线监控，达到对PLC及执行器进行虚实结合控制、管理的目的。
虚实结合系统应用于学校教学，以提高教学质量，也可应用于工业生产中，提高操作人员对设备的规范操作、有效管理。
关键词：虚实结合；控制系统；人机交互；PLC；LabVIEW作者简介：徐静，工学硕士，高级实验师；林羿冲，在读硕士研究生；黄岩松，在读硕士研究生；梁警丰，工学学士。
基金项目：华南理工大学探索性实验项目“PLC在线控制技术”(编号：Y9180670)。
随着虚拟仿真软件的快速发展，加快了虚实结合系统的开发应用。
在实验教学方面，以往的电路实验课，学生通过观察电路上各种指示灯来判断教学设备的运行状态，学校教学若使用虚实结合系统开展授课活动和实验教学，可大大提高学生对于设备运作的直观性，且可使用上位机图像化显示控制界面进行交互操作，达到“一机多用”(仅一台计算机即可实现大量设备的数字化模拟仿真)的效果。
对比实物实验模拟，虚实结合系统的图像模拟有更好的设计、观察弹性，可通过特殊视角帮助学生更快、更好地理解教学对象的工作原理、状态、运行结果，大大提高教学效果和灵活性。
在实际工业应用方面，随着工业的发展及产品质量要求的提高，实际生产加工过程中应用的机械设备、控制设备的种类、数量越来越多，操作设备的要求也越来越高，对员工掌握多种设备操作的要求及熟练程度的要求也越来越高。
同时，现代企业人员流动性高，带来了生产企业对新员工的培训成本高以及员工培训至参加生产的时间滞后等问题。
使用NI-LabVIEW和NI-Multisim实现数字电路和模拟电路的联合仿真
使用NI LabVIEW和NI Multisim实现数字电路和模拟电路的联合仿真概览以下文档介绍了如何在NI LabVIEW和Multisim软件之间实现模拟和数字数据的联合仿真。
学习如何使用LabVIEW来改变Multisim软件中的一个串联RLC电路中直流电源的电压输出值，然后将仿真后的电路输出电压回传给LabVIEW，并在LabVIEW显示图形中进行显示。
目录1.简介2.软件需求3.在Multisim中创建一个模拟电路4.在LabVIEW中创建一个数字控制器5.在LabVIEW 和Multisim之间实现联合仿真6.结论7.相关链接简介在设计和分析一些完整系统(例如电力和机械行业的一些工程应用)的时候，您需要有效地在模拟部分和数字部分之间进行设计。
传统的平台不能准确地将模拟和数字部分进行综合仿真，所以设计错误会影响到物理原型，进而造成低效率而且冗长的设计过程。
现在，使用具有全新联合仿真能力的Multisim和LabVIEW，您可以为整个模拟及数字系统设计出精确的，闭环逐点仿真。
软件需求在开始LabVIEW和Multisim的联合仿真之前，你必须按照顺序安装下面的软件。
1. 安装LabVIEW 2011完整版/专业版或更新的版本2.安装LabVIEW控制设计与仿真模块2011或更新版本3. 安装Multisim 12.0或更新版本。
在安装Multisim的过程中选择安装NI LabVIEW-Multisim Co-Simulation 插件。
4.现在，你已经成功安装了LabVIEW与Multisim联合仿真所需的开发环境。
在Multisim中创建一个模拟电路1. 放置一个压控电压源，这样在仿真的过程中就可以使用LabVIEW来调整直流电压输出值。
右键单击，从弹出的快捷菜单中选择放置元件。
选择以下参数：数据库: Master Database元件组: Sources类别: Controlled_Voltage_Sources元件:Voltage_Controlled_Voltage_Source点击确认来将元件放置到电路原理图上。
基于LabVIEW和Multisim的虚拟电子实验系统
基于LabVIEW和Multisim的虚拟电子实验系统周艳;陈永建【摘要】利用 LabVIEW 构建虚拟电子实验系统，包括模拟电路与数字电路基础性和综合性实验项目，主要采用LabVIEW与Multisim联合仿真的方法来实现模拟电路实验仿真过程，充分发挥LabVIEW数字控制与Multisim模拟仿真的优势。
同时，利用LabVIEW设计数字电路实验，实现了虚拟仪器开发平台的开放性、可扩展性和资源共享性。
实例说明模拟电路实验和数字电路实验各模块的设计过程，证明其有效性。
基于 LabVIEW 和 Multisim的虚拟电子实验系统不仅有效的缓解实验设备条件的紧缺，大大节省了实验室的投入，还为深化教学改革提供了新思路。
%Virtual electronic experiment system is designed based on LabVIEW, including foundation and comprehensive experiment of analog circuit and digital circuit, mainly uses analog circuit experiment simulation based on LabVIEW and Multisim Co-Simulation, make full use of digital control of LabVIEW and analog simulation of Multisim. Meanwhile, the digital circuit experiments are projected by LabVIEW, bringing about opening, scalability, sharing resources of virtual instrument development platform, and also illustrates the design process of system modules by examples. Virtual electronic experiment system based on LabVIEW and Multisim not onlycan effectively alleviate the shortage of laboratory equipment conditions, and save the input of laboratory, but also provide new ideas of deepen the teaching reform.【期刊名称】《计算机系统应用》【年(卷),期】2013(000)011【总页数】5页(P70-73,36)【关键词】虚拟实验室;LabVIEW;Multisim;联合仿真;模拟电路实验;数字电路实验【作者】周艳;陈永建【作者单位】肇庆学院电子信息与机电工程学院，肇庆 526061;肇庆学院电子信息与机电工程学院，肇庆 526061【正文语种】中文在理工科院校教学过程中，实验教学占据重要地位，然而普通实验室的建设、维护投入很大，并且可扩展性、开放性、资源共享性等方面都存在不足，特别是在高校扩大招生规模的现在，实验教学条件严重紧缺，实验教学环境急需改善.为了解决这一问题提出了一种基于LabVIEW和Multisim的虚拟实验系统构建方法及其实现过程，前期主要应用于虚拟电子实验，后期可以根据需要加入电力电子、电路、自动控制、机械原理等虚拟实验模块，进一步扩充虚拟实验系统的功能.LabVIEW 是一种图形化编程开发平台，普遍用于虚拟仪器的开发与设计.与常规编程语言不同的是，它采用图形化编程开发语言，而不是枯燥难懂的文本代码，使得计算机编程更简单易懂，LabVIEW 诞生的20多年里被广泛用于教育、航空、测试、自动化等领域[1].Multisim是一种使用广泛的电子电路设计与仿真软件，功能强大、界面直观、操作方便.基于LabVIEW 和 Multisim的虚拟实验系统不仅充分利用校园网络和已有的软硬件资源，大大减少实验室投入成本，而且还为高校实验室建设、实验教学改革和仪器、测量领域的发展带来新机遇.1 虚拟电子实验系统电子技术是电气、电子信息、自控等电类专业和机械、计算机等部分非电类专业本科生的必修课，是电子技术方面入门性质的技术基础课，具有很强的实践性.电子实验课在课程教学中占很大比重，是主干实验课程.近几年随着高校招生规模的不断扩大，实验室设备条件不足、利用率不均衡等问题日渐突出.为了缓解该问题，一方面可加大实验室资金投入，合理安排提高实验设备的利用率，适当的维护保修延长实验仪器的使用寿命; 另一方面可利用新型技术研制出虚拟仪器，采用纯软件或软硬件结合的方式构建虚拟实验平台辅助学生进行虚拟实验，以缓解日益繁重的实验课程.目前国内许多研究者相继对虚拟实验系统进行了深入研究，建立了半实物或全数字的虚拟实验平台.文献[2]设计了一种纯软件方式实现的计算机组成原理虚拟实验室，操作者只需进行实验电路图的搭建，运行电路就能查看、分析实验结果，易于操作、功能完善.文献[3-5]采用半实物方式设计了基于 LabVIEW 虚拟仪器的远程实验室，通过 LabVIEW 采集各个实验仪器的数据，并加以修正以便更好的显示在 LabVIEW 所设计的示波器上.半实物形式可以提高实验仪器的利用率，但如何将分散的实验仪器有效的整合，采集的数据如何保证有效性和实时性都是研究的重点与难点.文献[5]提出虚拟实验室设计思路，分为基于仿真的实验模块和基于现场实物的实验模块，并以实例说明实验过程，证明其有效性.文献[6，7]介绍了采用 LabVIEW结合Multisim进行交互仿真，前者仅仅应用到三极管输出特性曲线的测试，没有进一步推广应用到整个虚拟电子实验室.后者侧重于虚拟实验室的构建，缺少各个实验模块实现过程，特别是 LabVIEW、Multisim交互仿真的实现.本文提出的虚拟实验系统主要利用 LabVIEW、Multisim 仿真软件构建虚拟电子实验系统，采用纯软件方式设计模拟电路、数字电路实验模块，特别是模拟电路实验采用LabVIEW结合Multisim实现联合仿真.该虚拟实验系统的设计一方面给理论教学提供了新渠道，改善教师单一的课堂教学模式，通过形象直观的演示实验效果，加深学生对理论知识的学习和理解; 另一方面让学生利用校园网络在宿舍、图书馆等地点点击进入实验系统，预习实验、实验操作、分析实验结果、下载实验报告模版、提交实验报告、实验问题交流等，突破了实验条件、地点的限制，与理论教学及实际实验室操作相辅相成，进一步巩固学生对理论知识的理解，提高学生的实践技能.2 基于LabVIEW和Multisim的虚拟电子实验系统的构建电子技术实验分为模拟电路与数字电路两部分，本文设计的虚拟实验系统主要包括模拟电路实验模块和数字电路实验模块，按照实验教学大纲，结合LabVIEW自身特点选取了其中14个典型的基础性和综合性实验.2.1 系统结构本文设计的实验系统采用B/S网络模式，学生只需在任何一台连接网络的计算机上通过浏览器就能访问实验系统，不用安装LabVIEW、Multisim等相关软件就能进行电子实验，完成实验操作、分析实验数据、上交实验报告等.基于WEB的B/S 模式是由学生通过HTTP向WEB服务器发出请求，包括用户注册、登录、与VI 的连接请求等，WEB服务器接收请求并自动协调处理来自多个客户端的请求，然后从数据库中读取结果返回给客户端显示，例如将用户请求的嵌有 VI程序的页面返回给客户端，让学生完成网上实验操作.虚拟电子实验系统分为系统管理、模拟电路实验和数字电路实验3大模块.其中系统管理模块负责用户管理、实验教学资源管理，用户管理包括用户信息管理和用户登录管理.实验教学资源管理包括实验项目、实验报告等模块.模拟电路实验模块、数字电路实验模块是虚拟实验系统提供给学生的实验平台，包括模电和数电 14个基础性和综合性实验，根据电子技术教学大纲的内容适当进行调整，压缩验证性实验，增加综合设计类实验供学生选择，充分调动学生实践兴趣，提高学生学习的自主性.鉴于LabVIEW 采用模块化编程的思想，各个实验模块是以子 VI的形式嵌入实验系统中，这样当有新的实验项目或是对已有项目进行修改时，只需要将设计好的新的子 VI加入到实验系统，或修改相应的实验模块即可，大大增加了实验系统的灵活性和可扩展性，有利于系统的维护与资源共享.虚拟电子实验系统的结构图如图1.图1 虚拟电子实验系统结构图2.2 模拟电路实验模块设计该模块采用LabVIEW与Multisim联合仿真方法实现.LabVIEW 前面板设计实验操作界面，在程序框图中通过相应的数值输入控件来控制Multisim模拟电路仿真，并将仿真结果以数值或图形形式呈现在LabVIEW前面板的实验结果显示区.Multisim仿真软件是一款用于电子电路设计与仿真的EDA软件，功能强大、操作方便、界面直观，提供了标准的齐全的元件库和虚拟仪器库，以及多种仿真分析方法，广泛应用于高校的“电路”、“模拟电路”、“数字电路”等课程的理论与实验教学[8].LabVIEW与Multisim作为NI集成化平台的重要组成部分，在传输仿真和采集数据上有着巨大的优势.一方面通过LabVIEW采集的实际数据或是产生的虚拟信号，作为 Multisim 仿真数据源，利用 Multisim强大的测试与分析能力，提高了工程开发设计的有效性和灵活性.另一方面也可以在LabVIEW环境下导入Multisim仿真结果，利用LabVIEW输入控件设置仿真参数并传输给Multisim 从而控制模拟仿真，同时利用LabVIEW分析、显示仿真结果.本文既是利用了后者的设计思路，首先在 Multisim中设计仿真电路图，并放置便于Multisim和LabVIEW 交互的接口，其次利用 LabVIEW 软件设计具有一定功能的 VI，建立起LabVIEW与Multisim之间的数据通讯，学生可以通过LabVIEW的输入控件控制Multisim仿真，并将实验结果以图形或数据形式显示在 LabVIEW 的前面板供学生浏览.LabVIEW与Multisim联合仿真主要分为Multisim模拟仿真电路图的设计和LabVIEW 数字控制器的设计两部分.本文模拟仿真部分应用的是 Multisim12.0软件，数字控制部分采用LabVIEW2011软件和控制设计与仿真模块.模拟电路实验模块包括基础性和综合性两类实验，下面具体以单管放大电路实验来说明该模块的实现过程.单管放大电路是模拟电路最基本的实验，本系统采用的是分压式偏置放大电路，先利用Multisim设计仿真电路图并在输入电压、输出电压位置放置HB/SC接口作为针对LabVIEW的输入或输出，这些 HB/SC接口是 LabVIEW 交互接口，用以与LabVIEW 仿真引擎之间的数据收发.然后利用LabVIEW 输入控件来改变 Multisim仿真模型中电压源幅值，并将输入电压、输出电压、放大倍数等参数返回给LabVIEW，以数值或图形方式一起显示在前面板控件上.单管放大电路的程序框图与前面板中实验结果显示如图2、图3.图2 单管放大电路程序框图图3 前面板中部分实验结果显示程序框图中的单管放大电路VI是Multisim design VI，为LabVIEW与Multisim 交互仿真使用的虚拟仪器，运用Multisim中的LabVIEW Co-simulation Terminals窗口创建，并设置Multisim仿真图中输入输出参数属性，包括各个HB/SC接口模式、类型、名称等，通过将其拖入 Control&Simulink Loop中就可以实现LabVIEW与Multisim交互仿真.程序框图中的图标1是求解最大值的子VI，控制与仿真循环中无法使用For或While循环，故该子VI利用反馈节点求出输出电压的最大值即为幅值.反馈节点用于存储或获取上一次循环执行的信息，功能类似于For循环、While循环中的移位寄存器，并且不需要经过循环体的边框连接数据线，使得程序更简洁美观，对于熟悉反馈概念的控制或电子工程师来说更容易接受.子 VI(SubVI)相当于文本编程语言中的函数，通过将常用功能模块构建成SubVI，实现了LabVIEW层次化和模块化编程，有效提高了程序代码的使用频率，减少重复操作，节省编程时间.2.3 数字电路实验模块设计数字电路实验分为基础性和综合性两类实验，包括加法器、计数器、6路抢答器、数字时钟等 8个实验.由于数字电路具有明显的布尔特性，可以完全利用LabVIEW 来设计.本文设计的数字电路实验模块主要分为前面板设计和程序框图设计.前面板主要设计实验用户操作界面，通过程序框图的连接实现实验模块的功能.这里以6路抢答器来具体说明设计步骤.6路抢答器设计采用 While循环嵌套条件选择结构组成.这里涉及到属性节点的使用.属性是本地或远程应用程序实例、VI或对象的特性，通过属性节点可以获取或设置本地或远程应用程序实例、VI或对象的属性.VI属性节点可以控制很多属性，如标签、禁用、值等.6路抢答器中的While循环和条件选择结构通过提取相应控件的禁用和值两种属性，设计 6位选手的确定键和主持人的复位键的操作，同时显示抢答成功的选手编号并蜂鸣器响.程序运行时通过 While循环检测各选手确定键或主持人复位键是否有动作，当某选手按下确定键时，进入相应的Case Structure选择结构，通过设置相应控件的禁用和值属性，实现选手抢答、按键互锁和抢答成功选手的编码显示等功能.只有当主持人按下复位键，选手们才能抢答，复位键具有控制抢答和清除选手指示灯及编号显示的双功能.6路抢答器部分程序框图与前面板如图4、图5.图4 6路抢答器部分程序框图2.4 系统管理模块图5 6路抢答器的前面板设计系统管理模块主要负责用户信息与教学资源的管理.本文设计的虚拟电子实验系统用户分为学生、教师、管理员3类，分别赋予一定的权限.其中学生可进行系统登录，预习、申请实验，实验操作，下载、提交实验报告，实验提问等.教师进入实验平台可进行实验指导、问题解答、批改实验报告等操作.LabVIEW设计的各个实验模块 VI是教学资源模块最重要的部分.它是利用LabVIEW自身带有的网页发布功能，将设计好的VI生成相应的WWW网页，嵌入到虚拟电子实验平台中.当用户通过网络远程访问虚拟电子实验系统并申请某实验模块时，服务器直接调用相应虚拟仪器的前面板以供用户进行实验操作.3 结语本文设计的虚拟电子实验系统对于用户来说不需要安装LabVIEW、Multisim专业软件，结果以图形、数据、指示灯或声音等形式显示，使用简单易懂.设计的重点与难点在于模拟电路实验模块的 LabVIEW 与Multisim 联合仿真，如何实现两种软件之间的数据通讯.在设计过程中还存在着交互接口的放置，数字控制器过于简单难以实现复杂的控制方式等不足，需要在以后研究中得到进一步的解决.该实验系统结合了虚拟仪器技术、网络技术、数据库技术等，具有开放性、资源共享性、安全性、用户自主性、扩展性等优点，它的开发对于解决高校实验资源紧缺，激发学生自主学习的兴趣，提高教学效果有着重要意义，并为深化教学改革开辟了新的发展方向.参考文献【相关文献】1 陈树学，刘萱.LabVIEW 宝典.北京:电子工业出版社，2011:2-10.2 王建新，张丽媛.基于组件的计算机组成原理虚拟实验室的设计与实现.系统仿真学报，2008，20(9):2469-2474.3 李海芳，张民.LabVIEW 下远程虚拟实验室的研究与实现.太原理工大学学报，2010，41(2):147-149.4 戴成梅，戴成建.基于 LabVIEW 的电工电子网络虚拟实验室研究与开发.实验室研究与探索，2011，30(2):74-77.5 齐虹，周文滨.利用LabVIEW实现的虚拟网络实验室及其虚拟实验.福州大学学报(自然科学版)，2010，38(2):237-241.6 刘俊.基于 LabVIEW结合Multisim的仿真.重庆工学院学报(自然科学版)，2008，22(7):73-75.7 肖如杏，房俊龙.基于LabVIEW和Multisim的电子电路虚拟实验室.东北农业大学学报，2008，39(4):106-108.8 周凯.EWB虚拟电子实验室-Multisim7&Ultiboard7电子电路设计与应用.北京:电子工业出版社，2005:1-2.。
基于仿真技术的数字电路3D虚拟实验室设计研究
基于仿真技术的数字电路3D虚拟实验室设计研究随着数字电路的日益普及，越来越多的学生和教师需要使用数字电路实验室进行实验。
然而，在传统的实验室中，学生仅仅可以使用等效元件的方式来模拟电路，这样的方式虽然可以充分理解数字电路的原理，但是不能有效地运用到实际工作中。
同时，传统的实验室存在安全问题以及成本高昂等不足之处，学生和教师无法充分体验到数字电路的真实情况。
因此，设计基于仿真技术的数字电路3D虚拟实验室可以有效地弥补传统实验室的不足，让学生更加深入的理解数字电路的原理，同时可以尽可能地模拟真实的数字电路环境。
本文将从数字电路3D虚拟实验室的优势、实验设计和实验分析三个方面探讨基于仿真技术的数字电路3D虚拟实验室的设计研究。
一、数字电路3D虚拟实验室的优势数字电路3D虚拟实验室设计的最大优势是可以完美地模拟电路的真实环境，这一点传统实验室很难做到。
数字电路3D虚拟实验室可以在虚拟环境中模拟多种电路，学生可以通过电路图直观地了解电路的连接方式、工作原理以及信号传输的规律。
此外，在数字电路3D虚拟实验室中，学生可以随意组合电路，尝试不同的电路组合方式，这样可以更好地理解数字电路的原理和应用。
数字电路3D虚拟实验室还可以大大降低实验成本。
传统实验室需要购置大量的电器元件和设备，而数字电路3D虚拟实验室可以通过软件实现数字电路的仿真，不需要额外的实验器材和设备。
由于数字电路3D虚拟实验室只需要一台计算机和安装对应软件，所以数字电路3D虚拟实验室的成本非常低，尤其适合一些财力不充足的学校或教育机构。
数字电路3D虚拟实验室还具有安全性高的特点。
在传统实验室中，实验时可能会发生意外，造成伤害或资产损失。
而数字电路3D虚拟实验室没有这些危险性，在安全性方面表现出更好的表现，学生可以放心进行实验，不必担心意外。
二、实验设计数字电路3D虚拟实验室的实验设计要注重基础实验，最好是针对初学者进行设计。
初学者特别需要了解数字电路基本的运算方法、元件的工作原理以及连接方式。
使用NI-LabVIEW和NI-Multisim实现数字电路和模拟电路的联合仿真
使用NI LaｂVIEW和ＮI Muｌtiｓｉm实现数字电路和模拟电路的联合仿真概览以下文档介绍了如何在NＩＬabVIEW和Ｍultisim软件之间实现模拟和数字数据的联合仿真。
学习如何使用LabＶIEW来改变Muｌｔｉｓim软件中的一个串联ＲLC电路中直流电源的电压输出值，然后将仿真后的电路输出电压回传给LaｂV ＩＥW，并在ＬａbVＩEＷ显示图形中进行显示。
目录1.简介2.软件需求3.在Ｍｕltｉsim中创建一个模拟电路4.在LabVIEW中创建一个数字控制器5.在LａbVIEW 和Ｍｕltｉｓiｍ之间实现联合仿真6.结论7.相关链接简介在设计和分析一些完整系统(例如电力和机械行业的一些工程应用）的时候,您需要有效地在模拟部分和数字部分之间进行设计。
传统的平台不能准确地将模拟和数字部分进行综合仿真，所以设计错误会影响到物理原型,进而造成低效率而且冗长的设计过程。
现在,使用具有全新联合仿真能力的Multisiｍ和LａbVIEW,您可以为整个模拟及数字系统设计出精确的，闭环逐点仿真。
软件需求在开始LabVIＥW和Multisim的联合仿真之前,你必须按照顺序安装下面的软件。
1. 安装LabＶIEＷ 2０11完整版/专业版或更新的版本２.安装LabVIEW控制设计与仿真模块２０11或更新版本3．安装Mｕltisｉm 1２.０或更新版本。
在安装Multisim的过程中选择安装N ＩＬaｂVIEW-Ｍuｌｔｉsｉm Co-Siｍulatｉon 插件。
4.现在，你已经成功安装了LaｂＶIＥW与Ｍｕltｉsiｍ联合仿真所需的开发环境。
在Multｉsim中创建一个模拟电路1. 放置一个压控电压源,这样在仿真的过程中就可以使用LabVIＥＷ来调整直流电压输出值。
右键单击,从弹出的快捷菜单中选择放置元件。
选择以下参数:数据库：Masｔer Datａｂaseﻫ元件组: Sourｃesﻫ类别: Controlleｄ_Vｏltaｇe＿Soｕｒcesﻫ元件:Voltage_Coｎtrolleｄ_Voltａgｅ_Sｏurｃｅ点击确认来将元件放置到电路原理图上。
基于Logisim的时序逻辑电路仿真实验设计
电路的实验课程大多采用试验开发板或实验箱来完成# 储电路组成"相比于组合电路结构更为复杂"学生难于理
这种实验方式存在着一些弊端!&$'器材的购买费用较高 解"一直是数字电路这门课程的教学重难点,)2(-#
且需要进行器材维护%&)'受实验器材的影响"实验项目较 因此"本文用@V[/F/X取代当前普遍使用的数字电路
与经典理论之间的联系与区别"从而激发同学们夯实理论 知识体系和解决实际问题的创新性思维能力,4- #
&总结 本文对时序逻辑电路中的计数器进行探讨"先从功能 真值表$卡诺图$特征方程$状态转换图$驱动表等五个方 面将计数器结构分析清楚"然后借助@V[/F/X仿真软件中 的EH触发器和逻辑门等模块进行设计和仿真实验# 经实 践教学验证"采用@V[/F/X软件进行电路仿真不仅简单直 观"而且能够降低实验的成本"丰富教学方法和手段# 此 外"通过设计性实验"还可以帮助学生更好地理解电路设 计知识"提高学生的学习兴趣"改善教学质量#
组成原理等逻辑电路设计类实验# 数字电路是电子信息$ 其仿真电路如图$ 所示# 而表$ 展示了EH触发器的功能"
计算机等工科专业的学科基础课"为后续课程如计算机组 可以看出当Eh$"Hh% 时"触发器的下一个状态将被置$%当
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电子信息
将保持输出不变"即保持% 不变%aa)
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没有变化"所以J) 也保持% 不变"电路由%%%%%%%$# 再
基于LabVIEW和Multisim的电子电路虚拟实验室
Ｍｕｔｉ 是一 个著 名 的电路设 计 和仿真 的 Ｅ Ａ ｌｓ ｉｍ Ｄ 工 具 软件 ，功能 强 大 ，提 供 了标 准 的实 际元 件库 、
Ｒ Ｆ库 、功 能强 大 品种 齐 全 的仿 真 虚拟 仪 器 和能 满 的基 本 分 析 、仿 真 结 果 的 波 形显 示 和 后 续 处 理 嘲 。 Ｍｕｔｉ ｌｓ ｉｍ在 国 际上 广 泛 用 作 高 等 院校 “ 电路 分 析 ” 、
维普资讯
第３ ９卷 第 ４期
２０ ０ ８年 ４月
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足各 种需 求 的分 析方法 。能 够进 行模拟 和数 字 电路
室提供 的管理系统对学员及实验成绩进行管理。
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“ 模拟电子电路 ” 数字 电路” 、“ 等课程的仿真设计平
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基金项 目：黑龙江省新世纪高等教育教学改革工程项 目；东北农 业大学十一五教育教学研究项 目 作 者简介：肖如杏 （９ ４ ） １８ ＿ ，男 ，江西人 ，硕士研究生 ，研究方 向为计算机应用 。Ｅ ｍａｌｘ ｏｕｘｎ＠１３ ｃｉ － ｉ ｉ ｙ ｎ ｉｇ ６ ．ｏｎ ：ａ 通 讯 作 者 Ｅ ｍａ ｆｎ＠ｎ ａ． ｄ． １ － ｉ ｉａ ｇ ｅｕｅ ｕｃ ｈｌ ３
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基于LabVIEW的虚拟数字电路实验系统的设计摘要当今社会在校学生人数急剧增加，传统的实验仪器已不能满足实验需要，学生的实际实验训练得不到满足，尤其是理工科学生，没有实验训练，抽象的理论知识很难理解。
随着低成本高性能的计算机资源普及运用，数字化仪器平台逐渐取代传统电子仪器已成为一种趋势。
如果把虚拟仪器运用到实验教学和科研中，不但可以节约大量仪器设备的需要，也提高了实验教学和科研的效率和质量。
数字电路作为电子信息类各专业的主要技术基础课程之一，其实践实验环节尤为重要。
用虚拟仪器技术构建数字电路实验系统，将广泛的应用到实验教学中。
关键词：虚拟仪器技术，数字电路，实验系统，LabVIEWABSTRACTIn today's society, the number of students increased exponentially, The traditional experimental apparatus has been unable to meet the need of experiment, Students do not meet the actual experiment training, Especially for students of science and Engineering, No experimental training, Abstract theory is hard to understand.With low cost and high performance computer resources use, Digital instrument platform gradually replaced the traditional electronic instrument has become a trend. If the virtual instrument used in the experiment teaching and scientific research, Not only can save a large amount of equipment needs, but also improve the experimental teaching and the scientific research quality and efficiency. Digital circuit for electronic information majors mainly technical basic course of, The experimental practice link is particularly important. Using the virtual instrument technology to construct digital circuit experiment system, will be widely applied in the experimental teaching. Keywords: virtual instru ment technology , digital circuit , experiment System , LabVIEW目录第一章绪论 (4)一、课题提出的背景和意义 (4)二、毕业设计的任务 (4)第二章虚拟仪器概述 (5)第三章 LabVIEW在数字电路实验中的应用 (10)第四章数电路实验系统的设计 (14)一、组合逻辑电路实验 (14)1、全加器 (14)2、全减器 (15)3、译码器 (16)4、数据选择器 (18)二、时序逻辑电路实验 (19)1、RS触发器 (19)2、JK触发器 (21)3、计数器 (22)三、综合设计实验 (23)1、信号发生器 (23)2、七段数码管 (25)3、时钟及秒表计时器 (27)总结 (29)致 (30)参考文献 (31)第一章绪论一、课题提出的背景和意义实验教学是培养学生创新思维和实践能力的重要环节。
随着科技的飞速发展，课程教学容不断更新，传统的实验教学方式日益暴露出一些缺陷和不足。
如今高校实验室教学设备数量有限，特别是一些贵重的仪器，要做到学生与设备一对一配套是不现实的。
在传统的实验室教学模式中，一般会将学生分为若干小组，以组为单位作实验，使部分同学难以全部参与和投入，没能充分了解和掌握实验全过程。
再加上传统仪器功能固定且单一，仪器使用多年后，精度和灵敏度会有所下降，在实验过程中常常会因为仪器的原因而使实验数据产生很多误差然后浪费大量的时间进行检查。
而且传统实验模式中，学生靠手工记录和分析数据，这样这些数据不便于保存、查询和整理。
数字电路实验是理工科专业教学的一个重要容，是培养学生电子技术应用和工程设计能力不可缺少的教学环节，所以实验室水平要不断改进和提高，以适应学科的发展。
虚拟仪器技术为解决这一问题提供了可能，如果基于虚拟仪器技术在实验教学中得到应用，将可以改善实验条件和效果，使教学更生动形象，这是在现代实验教学中的一种先进技术手段。
二、毕业设计的任务本次毕业设计的任务就是在LabVIEW虚拟仪器的设计环境下完成数字电路实验系统。
在前面板即图形用户界面上表现开关、旋钮、图形或者其他控制和显示对象，在后面板调用事件结构、While循环、条件结构等LabVIEW典型函数模块完成事件的响应和实现等功能。
然后根据各个数字电路实验原理用LabVIEW分别进行模块编程，完成整个实验系统，用户只需在数字电路实验总面板上点击相应的功能模块，即可实现数字电路实验项目，然后进行相对应的操作。
这样使学生容易理解各个电路的功能以进行实践训练和自主学习，有利于学生的能力培养。
第二章虚拟仪器概述从仪器的发展史可以看出，仪器领域已经经历了两次技术革命。
第一次是由数字电子技术的发展引起的，使仪器进入数字化仪器时代；第二次仪器革命是由于微处理器的广泛应用引起的，使仪器进入智能仪器时代。
而现在正在进行着第三次仪器革命即虚拟仪器时代，这和通用计算机硬软件技术的进步密不可分的。
一、虚拟仪器的简介美国国家仪器公司NI（National Instruments）提出了虚拟测量仪器（Virtual Instrument，简称VI）的概念，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。
虚拟仪器(VI)是基于计算机系统的数字化测量测试仪器，用计算机屏幕形象、方便地模拟各种仪器的调控面板，以各种需要的形式表达输出检测结果；用计算机软件实现大部分信号的分析和处理，完成各种调控和测试功能。
“软件即是仪器”，在虚拟仪器系统中，软件发挥着核心作用，在其中，硬件仅是为了解决信号的输入输出，而核心功能以软件来完成，基于虚拟仪器，用户可以根据自己的需要定义仪器的功能，通过软件修改的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模。
因此利用现有计算机资源，配以独特设计的仪器硬件和专用软件，可以实现普通仪器的全部功能以及一些在普通仪器上无法实现的特殊功能[1]。
VI是计算机技术、现代测量技术共同发展的结晶，代表着当今仪器发展的最新趋势。
自美国国家仪器公司在1986年提出虚拟仪器的概念之后，虚拟仪器技术便一直成为发达国家自动测控领域的研究热点和应用前沿。
20多年来，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。
二、虚拟仪器的发展现状国外：自20世纪80年代以来，NI公司研制和推出了多种总线系统的虚拟仪器，其代表产品是LabVIEW图形编程系统。
随后HP公司也推出了HPVEE编程系统。
后来世界上又陆续百家公司如Tektronix公司、Racal公司也相继推出了各自的产品。
1988年，全球只有5家制造商推出的30余种产品；1994年，已有90余家近1000多种产品问世。
但最早和最具影响力的还是NI 公司的图形化开发平台LabVIEW。
虚拟仪器在国外已发展成为一种新的产业。
美国是虚拟仪器的诞生地，目前也是全球最大的虚拟仪器制造国[2]。
国：20世纪90年代中期开始引进、研究和开发工作，国家自然科学基金委员会将虚拟仪器研究作为现代机械工程科学前沿学科之一，列入为“十五”期间优先资助领域。
目前有些研究已取得可喜成绩，如863项目“虚拟仪器关键技术的研究及其产业化”，所研制的“一体化虚拟仪器”就是一种不同于欧美虚拟仪器的技术。
这项成果表明我国在虚拟仪器方面走出一条自主创新的路子。
据“国际自动化仪表”杂志1999年预测：到21世纪前十年，全世界将有50%的仪器仪表为虚拟仪器，其生产厂家将超过千家，产品将达到数千种。
市场占有率将达到电测仪器仪表的50%以上。
三、虚拟仪器的结构和分类虚拟仪器可以概括为：采集硬件+显示面板+算法软件硬件软件虚拟仪器本质上是一个开放型的结构，由通用计算机、数字信号处理器或其他CPU来提供信号处理、存储和显示功能，由数据采集板卡、CPB或VXI总线接口板进行信号的获取与控制，实现仪器的功能。
根据它采用总线方式的不同[3]，可分为以下几种类型：1、PC总线——插卡型虚拟仪器这种方式借助于插入计算机的数据采集卡与专用的软件如LabVIEW相结合，它可以通过各种控件自已组建各种仪器。
Labview/cvi是基于文本编程的程序员提供高效的编程工具，通过三种编程语言Visual C++,Visual Basic,Labviews/cvi构成测试系统，它充分利用计算机的总线、机箱、电源及软件的便利。
但是受PC机机箱和总线限制，且有电源功率不足，机箱部的噪声电平较高，插槽数目也不多，插槽尺寸比较小，机箱无屏蔽等缺点。
另外，ISA总线的虚拟仪器已经淘汰，PCI总线的虚拟仪器价格比较昂贵。
2、并行口式虚拟仪器最新发展的一系列可连接到计算机并行口的测试装置，它们把仪器硬件集成在一个采集盒。
仪器软件装在计算机上，通常可以完成各种测量测试仪器的功能，可以组成数字存储示波器、频谱分析仪、逻缉分析仪、任意波形发生器、频率计、数字万用表、功率计、程控稳压电源、数据记录仪、数据采集器。
美国LINK公司的DSO-2XXX系列虚拟仪器,它们的最大好处是可以与笔记本计算机相连，方便野外作业，又可与台式PC机相连，实现台式和便携式两用，非常方便。
由于其价格低廉、用途广泛，特别适合于研发部门和各种教学实验室应用。
3、GBIB总线方式的虚拟仪器GPIB技术是IEEE488标准的虚拟仪器早期的发展阶段。
它的出现使电子测量独立的单台手工操作向大规模自动测试系统发展，典型的GPIB系统由一台PC机、一块GPIB接口卡和若干台GPIB形式的仪器通过GPIB电缆连接而成。