基于LABVIEW多路信号发生器设计

内蒙古科技大学

虚拟仪器课程设计说明书

题目：

学生姓名：庄国喜

学号：0967112311

专业：测控技术与仪器

班级：测控2009-3班

指导教师：肖俊生

1.设计题目:多路信号发生器

2设计目的：了解、熟悉并掌握虚拟仪器的相关知识；完成所要求的实验内容。

3.设计要求:

①可以输出任意一种以下的信号：正弦波信号、方波信号、锯齿波信号或三角波信号，且可输出双路信号。

②信号频率、幅值、占空比、相位和偏移量可调。

4.设计思路:

NI-DAQmx 能够提高您的开发经验的另一个特性是DAQ ASSISTANT 。这个工具通过一个图形化接口来配置简单和复杂的数据采集任务，从而实现无需编程即可创建您的应用程序。而且，同步，一个通常很难实现的过程（因为触发和/或时钟信号必须手动传递），利用NI-DAQmx 则可以毫不费力地实现，NI-DAQmx 会自动地完成单一设备上不同功能区域间和多个设备之间的信号传递。具体步骤如下：

一、在DAQ Assistant Express VI中使用“创建虚拟通道函数”进行虚拟通道的创建，并将其添加成一个任务。

二、利用“定时函数”配置定时以用于硬件定时的数据，定时函数中的采样时钟实例设置了采样时钟的源和它的速率。采样时钟控制了采集或生成采样的速率。每一个时钟脉冲为每一个包含在任务中的虚拟通道初始化一个采样的采集或生成。

三、“写入函数”将采样写入指定的生成任务中，NI-DAQmx 写入VI 已经被配置将一个通道模拟输出数据的多个采样以一个模拟波形的形式写入任务中。

四、“启动任务函数”显式地将一个任务转换至运行状态。在运行状态，这个任务完成特定的采集或生成。

五、停止、擦除函数。

5.模拟波形的创建：

要将模拟波形写入任务，首先必须要创建模拟波形。这部分由三个层次组成，如图1。

图1 模拟波形的创建

要在程序框图中，函数的选择路径如图：函数—编程—结构—while循环/条件结构。

（1）在这部分利用“while”循环结构，使程序多次执行，有助于信号的采集和显示。

（2）在“while结构”中利用两个“条件结构”，控制着1、2两路信号的输入和显示。以1通道为例：

当布尔开关的输入是“1”时，程序执行“真”，波形创建、显示。

当布尔开关输入“0”时，程序执行“假”，没有波形创建。

（3）在“条件结构”中“基本函数发生器”，通过对偏移量、频率、幅值、相位、占空比、采样信息等实现对参数的设定。

（4）通过枚举选择具体信号类型（方波、三角波、正弦波等），通过布尔开关实现通道的选择。

（5）利用“创建数组”函数，实现通道1、2图形的双踪示波。

6.DAQmx介绍:

一个能节省相当大一部分开发时间的特性是NI-DAQmx 应用程序编程接口（API），它在各种设备功能和设备系列中都是相同的。这就意味着一个多功能设备的所有功能可由同样的函数集编程得到（模拟输入、模拟输出、数字I/O 和计数器）。而且，一个数字I/O 设备和一个模拟输出设备都可使用相同的函数集编程得到。在LabVIEW中，由于多态机制，因而这是可以实现的。一个多态的VI 接受各种数据类型以用于一个或多个输入和/或输出终端。NI-DAQmx API 在它所支持的所有编程环境中也是保持一致的。您仅仅需要学会如何使用一个单一的函数集就可以在多种编程环境中对大部分NI数据硬件进行编程。

NI-DAQmx 能够提高您的开发经验的另一个特性是DAQ ASSISTANT 。这个工具通过一个图形化接口来配置简单和复杂的数据采集任务，从而帮助您无需编程即可创建您的应用程序。而且，同步，一个通常很难实现的过程（因为触发和/或时钟信号必须手动传递），利用NI-DAQmx 则可以毫不费力地实现，NI-DAQmx 会自动地完成单一设备上不同功能区域间和多个设备之间的信号传递。您使用NI-DAQmx 所建立的数据采集应用程序是受益于一个为实现最大化性能而设计的体系结构。这是一个高效的状态模型从而免去了不必要的重复配置。由于去除了开头，配置和采集就进行了优化。此外，您可以达到超过50Ks/S的单点I/O 速率。由于采用内存映射寄存器，这种性能水平是可以实现的。

NI-DAQmx 体系结构的另一个重要的特性是测量多线程（Measurement Multithreading.）。自从NI-DAQmx 实现多线程以来，多个数据采集操作可以同时进行，极大地提高了包含多个操作的应用程序的性能。它也极大地简化了对这些应用的编程。

7.DAQmx中个函数介绍：

（1）DAQ Assistant:

将DAQ Assistant Express VI置于程序框图中，DAQ Assistant将自动调出。DAQ Assistant是一个可以用来配置测量任务及通道的图形接口。DAQ Assistant位于“函数”选板下的“Express-输入”子选板和“NI-DAQmx Data Acquisition”子选板中。

利用DAQ Assistant,我们可以执行以下任务：

*创建和编辑任务和虚拟通道；

*添加虚拟通道至任务；

*创建并编辑量程；

*创建用户的配置；

*保存用户的配置；

*在用户的NI应用软件中生成代码以在用户的应用程序中使用；

*观察用户的传感器的连接图。

（2）创建虚拟通道函数：

NI-DAQmx 创建虚拟通道函数创建了一个虚拟通道并且将它添加成一个任务。它也可以用来创建多个虚拟通道并将它们都添加至一个任务。如果没有指定一个任务，那么这个函数将创建一个任务。NI-DAQmx 创建虚拟通道函数有许多的实例。这些实例对应于特定的虚拟通道所实现的测量或生成类型。

NI-DAQmx 创建虚拟通道函数的输入随每个函数实例的不同而不同，但是，某些输入对大部分函数的实例，即使不是全部，也是相同的。例如一个输入需要用来指定虚拟通道将使用的物理通道（模拟输入和模拟输出）、线数（数字）或计数器。此外，模拟输入、模拟输出和计数器操作使用最小值和最大值输入来配置和优化基于信号最小和最大预估值的测量和生成。而且，一个自定义的刻度可以用于许多虚拟通道类型。

（3）定时函数：

NI-DAQmx 定时函数配置定时以用于硬件定时的数据采集操作。这包括指定操作是否连续或有限、为有限的操作选择用于采集或生成的采样数量，以及在需要时创建一个缓冲区。对于需要采样定时的操作（模拟输入、模拟输出和计数器），NI-DAQmx 定时函数中的采样时钟实例设置了采样时钟的源（可以是一个内部或外部的源）和它的速率。采样时钟控制了采集或生成采样的速率。

每一个时钟脉冲为每一个包含在任务中的虚拟通道初始化一个采样的采集或生成。

为了在数据采集应用程序中实现同步，如同触发信号必须在一个单一设备的