虚拟数字电压表的设计
基于虚拟仪器的直流电压表设计
ｔ ｅ ｗｏ ｋ ￣ ｍ ｕ ｔｍａｔ ｒ Ｔｈ ｃ ｕ ａ ｙ ａ ｄ ｆ ｎ ｔ ｎ ｌ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔｈ ｖ ｅ ｏ ｏ ｅ ｓ ｐ ｉ ｉ ａｅ ， ｎ ｈ ｏｔ ｇ ｈ ｒｅ ｓ ｓ ． ｅ ａ ｃ ｒ ｃ ｎ ｃ ｉ ａ ｑ ｉｅ ｎ ａ ｅ ｂ ｃ ｍｅ ｍ ｒ ｏ ｈ ｓ ｃ ｔ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｖ ｌ ｅ ｅ ｕ ｏ ｒ ｔ ａ
准确度 、分辨率 等主要取决 于这部分 的工作性能 ；
生可通过操作 ，设置参数 ，根据 自己的需要来定义 数 字部分主要完成逻辑控制 、译码和显示功能。
仪器的功能 。
２ 虚 拟 数 字 电压 表 的 设计 １ 传 统 电压 表
２１ 设 计 原 理 ．
在 电子测 量领域 ，电压 量是基本参数之一 。许 设计 中应用 电压一 时间变换 原理进 行设计 ，所
．
０ 引言
电子仪器 与测试实验 功能 单 一 、精 度低 ，不
虚拟电压表-labview课程设计报告
本程序是基于labview设计的虚拟电压表，有三档量程可以选择，0~200mv、0~2v、0~20v 运行中可实时切换。
2.
程序总体使用labview for循环结构和条件结构设计，使用延时时间来作为采样速率
使用随机数乘以15000，产生电压单位mv
在量程选择为OFF时（对应数值0）
对外输出电压图不变，电压值为0，指示灯为F（非T）。
4.
选择200mv时（对应数值1），将电压值强制在0~200mv内转换，并显示出来。
同时将该数值输入到数组中，显示到波形图。
超出范围时，点亮超量程指示灯。
5.
量程选择为2V或20V时，将采样到的电压除以1000，显示在电压和电压图中。
基于LABVIEW的数字电压表的设计
学号 XX虚拟仪器学生姓名XX专业班级XX基于LABVIEW的数字电压表的设计一、设计目的1．掌握数字电压表的基本原理和方法。
2．基于LabView设计数字电压表并实现。
二、设计原理电压是电路中常用的电信号，通过电压测量，利用基本公式可以导出其他的参数。
因此，电压测量是其他许多电参数和非电参数量的基础。
测量电压相当普及的一种测量仪表就是电压表，但常用的是模拟电压表。
模拟电压表根据检波方式的不同。
分为峰值电压表、均值电压表和平均值电压表，它们都各自做成独立的仪表。
这样，使用模拟电压表进行交流电压测量时，必须根据测量要求选择仪表。
另外，多数电压表的表头是按正弦交流有效值刻度的，而测量非正弦波时，必须经过换算才能得到正确的测量结果，从而给实际工作带来不便。
采用虚拟电压表，可将表征交流电压特征的峰值、平均值和有效值集中显示在一块面板上，测量时可根据波形在面板上选择仪表，用户仅通过面板指示值就能对测量结果进行分析比较，大大简化了测量步骤。
三、设计思路LabVIEw 8.5版本的工程技术比以往任何一个版本都丰富.它采用了英文界面，各个控件的功能一目了然。
利用它全新的用户界面对象和功能，能开发出专业化、可完全自定义的前面板。
LabVIEW 8.2对数学、信号处理和分析也进行了重大的补充和完善，信号处理分析和数学具有更为全面和强大的库，其中包括500多个函数。
所以在LabVIEW 8.5版本下能够更方便地实现虚拟电压表的设计。
该电压表主要用于电路分析和模拟电子技术等实验课的教学和测量仪器，能够让使用者了解和掌握电压的测量和电压表对各种波形的不同响应。
因此，虚拟电压表应具备电源开关控制、波形选择，以及显示峰值、有效值和平均值三种结果，且输入信号的大小可调节等功能。
所以，用软件虚拟了一个信号发生器。
该信号发生器可产生正弦波、方波和三角波，还可以输入公式，产生任意波形。
根据需要，可调节面板上的控件来改变信号的频率和幅度等可调参数，然后检测电压表的运行情况。
实验四 基于某LabVIEW的虚拟直流电压表设计
西华大学实验报告（理工类）开课学院及实验室：电气信息学院电气信息专业实验中心实验时间：2014年 6 月 11 日一、实验目的：1. 理解双积分A/D转换器7109及数字电压表的工作原理。
2. 掌握虚拟直流电压表设计的基本方法。
3. 测量数据的误差分析。
二、实验容：1. 根据实验指导实现直流电压表的设计。
设计要求：测试对象：电位器，外部电压量程：40mV，80 mV，200 mV，400 mV，800 mV，2V，4V，8V。
2. 选择电压表不同量程和不同测量对象，进行测量。
三、实验器材：1. 1.SJ-8002B电子测量实验箱 1台2．双踪示波器（20MHz模拟或数字示波器） 1台3．计算机(具有运行windowsXP和LabVIEW软件的能力) 1台4. 万用表（3 1/2位以上）１台5. Q9连接线１根四、实验原理：1.双积分A/D转换器ICL7109．如图4-1为双积分A/D转换器ICL7109实验电路图。
图4-1 双积分式A/D转换器7109测量电压原理图2.工作原理整个直流电压表设计主要包括四个部分：7109工作原理，A/D转换时序，增益选择电路，通道输入电路。
系统电路图如图4－2所示：图4－2 电路图（1）7109工作原理ICL 7109 是双积分式12 位A/D转换器，转换时间由外部时钟周期决定，为10140/58个时钟周期。
其主要引脚定义如下：① B1～B12：12bit的数据输出端②OR：溢出判别，输出高电平表示过量程；反之，数据有效。
③POL：极性判别，输出高电平表示测量值为正值；反之，负值。
④MODE：方式选择，当输入低电平信号时，转换器处于直接输出工作方式。
此时可在片选和字节使能的控制下直接读取数据；当输入高电平时，转换器将在信号信号握手方式的每一转换周期的结尾输出数据（本实验选用直接输出工作方式）。
⑤REF：外部参考电压输入（本实验用其典型值：2.048V）。
⑥INL,INH:输入电压端口（有效围是参考电压的2倍）。
毕业设计-基于Proteus的数字电压表的设计【范本模板】
毕业设计 [论文］题目：基于proteus的数字电压表的设计系别：电子信息工程工程技术专业：电子信息工程姓名：学号：指导教师:目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1。
1 选题的目的意义 (1)1。
2 国内外研究综述 (1)1。
3 毕业设计（论文)所用的方法 (2)2 系统方案设计 (3)2.1 设计思路 (3)2。
2 设计方案 (5)3 硬件电路设计 (7)3.1 时钟电路 (7)3。
2 复位电路 (8)3。
3 数据采集电路 (8)3。
4 显示电路 (9)3.5 总设计原理图 (11)4 软件设计 (12)4.1 主程序流程图 (12)4.1.1 主程序流程图 (12)4。
1.2 主程序代码 (12)4。
2 显示子程序流程图 (14)4.2.1 显示子程序流程图 (14)4.2。
2 显示子程序代码 (15)4.3 A/D转换子程序流程图 (16)4。
3。
1 A/D转换子程序流程图 (16)4.3.2 A/D转换子程序代码 (17)4。
4 数据处理子程序流程图 (17)4。
4。
1 数据处理子程序流程图 (17)4.4.2 数据处理子程序代码 (18)5 软件仿真 (19)5。
1 调试与仿真 (19)5。
1.1 仿真软件简介 (19)5.1.2 仿真步骤 (20)5.2 误差分析与仿真 (20)5。
2.1 仿真误差分析 (20)5.2。
2 仿真图 (20)结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录 A (27)摘要在现代检测技术中，传统的指针式电压表功能单一、精度低,不能满足数字化时代的需求,因此常用高精度数字电压表进行检测。
数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术,把连续的模拟量（直流输入电压)转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
将检测到的数据送入微型计算机系统，完成计算、存储、控制等功能。
目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。
基于虚拟仪器电压表设计
目录1.设计要求 (1)2.设计原理及思路 (1)2.1设计原理 (1)2.2设计思路 (1)2.2.1前面板的设计 (2)2.2.2流程图的设计 (3)3.设计原理 (4)4.设计内容 (4)4.1虚拟信号发生器的实现 (4)4.2数据处理部分 (5)4.3开关部分 (6)4.4.整体设计流程图 (6)5.实验结果 (7)6.问题及解决方案 (7)7.参考文献 (8)8.心得体会 (8)附录：课程设计成绩评定表 ................................. 错误!未定义书签。
1.设计要求1)掌握电压表的基本原理和方法；2)基于LabView设计电压表并实现3)能显示波形和峰值、有效值、平均值、频率等参数4)待测信号由软件产生，可提供各种信号。
5)界面友好，易于操作，实现最基本的功能。
2.设计原理及思路2.1设计原理电压是电路中常用的电信号，通过电压测量，利用基本公式可以导出其他的参数。
因此，电压测量是其他许多电参数和非电参数量的基础。
测量电压相当普及的一种测量仪表就是电压表，但常用的是模拟电压表。
模拟电压表根据检波方式的不同。
分为峰值电压表、均值电压表和平均值电压表，它们都各自做成独立的仪表。
这样，使用模拟电压表进行交流电压测量时，必须根据测量要求选择仪表。
另外，多数电压表的表头是按正弦交流有效值刻度的，而测量非正弦波时，必须经过换算才能得到正确的测量结果，从而给实际工作带来不便。
采用虚拟电压表，可将表征交流电压特征的峰值、平均值和有效值集中显示在一块面板上，测量时可根据波形在面板上选择仪表，用户仅通过面板指示值就能对测量结果进行分析比较，大大简化了测量步骤。
2.2设计思路2.2.1前面板的设计前面板模拟真实电压表的前面板，用于设置输入数值和观察输出量。
由于虚拟面板直接面向用户，是虚拟电压表控制软件的核心。
设计这部分时，主要考虑界面美观、操作简洁，用户能通过面板上的各种按钮、开关等控件来控制虚拟电压表进行测量工作。
基于 LabVIEW 的虚拟直流电压表设计
基于 LabVIEW 的虚拟直流电压表设计张佑春【摘要】借助虚拟仪器LabVIEW软件，以计算机丰富的软硬件为平台，设计了数据采集电路，其中主要包括A／D转换模块、增益选择模块及通道输入模块；利用LabWindows／CVI和Visual C＋＋软件开发了底层功能函数和DLL动态链接库，通过在LabVIEW中的调用库函数，实现启动、选择、测量和显示等功能，最终完成了一种新型的数字式直流电压表设计。
实验测试表明，设计开发的虚拟直流电压表具有测试方便、测量精度高、相对误差小等优势，市场应用前景广阔。
%By use of virtual instruments LabVIEW software ,and rich software and hardware of computer as a platform ,the data acquisition circuit is designed ,w hich includes A/D converter module , selection module and channel gain input module . T he underlying performance functions and DLL dynamic link library are developed by using LabWindow s/CVI and Visual C+ + software . In order to achieve starting , selecting , measuring , and other display functions ,a new type of digital DC voltmeter design is completed finally by calling the library functions in LabVIEW .Experimental tests showed that the design and development of virtual DC voltmeter has convenient test ,high accuracy ,small relative error and other advantages . T hus the market prospect is broad .【期刊名称】《浙江科技学院学报》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】6页(P333-338)【关键词】虚拟仪器;LabVIEW;直流电压表【作者】张佑春【作者单位】安徽工商职业学院电子信息系，合肥231131【正文语种】中文【中图分类】TM933.221伴随着电子技术、计算机技术、测试测量技术等的飞速发展，传统的测试仪器由于其本身存在的测量精度、测量误差、硬件固化及维护成本等诸多缺陷，越来越不能适应当下测试测量行业发展的要求。
基于LabVIEW虚拟电压表的设计(1)
关、旋钮等 . 测试 结果 可由 指 针式 表头、数字、 由于虚拟面板直接面向用户, 是虚拟电压 表控制
可将上述 3 种 检波方式的仪器合为一体 , 既简化 Graph, 作为电压表的显示器. 在显示器模板上点 击鼠标右键 , 对其 进行属性设置 , 如根据被显 示 了面板和操作, 又便于直接比对, 可谓一举两得 . 1 3 虚拟电压表的设计 根据使用目的, 该电压表主要用于电 子测量 波形的频率与幅度值的变化, 利用工具模 板中的 文字工具 , 对显示器横 ( 时间 ) 、纵 ( 幅度 ) 坐标
Fig 1 Panel of virtual ter
般不直接测量平均值. 在设计时 , 按 Funct ions> > Numeric> > Absolute 取交流电压的绝对值, 然后求 平均值, 即全波平均值. 交流电压中的最大值即为峰值 . 可以 把数据 进行 比 较 求出 最 大 值 , 需 要 使 用 程 序 Waveform min, Waveform max 来进行处理 . 框图符号如图 2. 其中 : max time 和 min t im e 为周期的比较 ; Ymax 和 Ymin 为电压值的比较 . 1 T 2 T 0 ux ( t ) dt , 在 对应的图标将 m 设置成 2. 然后再经过开方程序 , 求有效值的公式为 U = 则求出有效值.
虚拟仪器通过底层设备驱动软件与真实的 仪器系 1 3 3 流程图和虚拟信号源的设计 每一个程序 统进行通讯, 并以虚拟仪器面板的形式在 计算机 前面板都对应着一个流程图程序. 前面板 的设计 屏幕上显示与真实仪器面板操作元素相对 应的各 种控键
[ 2]
完成后, 可进行流程图程序的设计 . 打开 LabVIEW 设计环境中的 Windows> > Show Diagram , 进入流程图编辑窗口 , 与前面板各控键 对应 的 端 口 图 标 自 动 出 现 在 流 程 图 编 辑 窗 口中 . 利 用 LabVIEW 中的 功 能模 板 , 根据 虚 拟电
虚拟数字电压表的设计
摘要LabVIEw 8．5版本的工程技术比以往任何一个版本都丰富．它采用了中文界面，各个控件的功能一目了然。
利用它全新的用户界面对象和功能，能开发出专业化、可完全自定义的前面板。
LabVIEw 8．5对数学、信号处理和分析也进行了重大的补充和完善，信号处理分析和数学具有更为全面和强大的库，其中包括500多个函数。
所以在LabVIEw 8．5版本下能够更方便地实现虚拟电压表的设计。
虚拟电压表是基于计算机和标准总线技术的模块化系统，通常它由控制模块、仪器模块和软件组成，由软件编程来实现仪器的功能。
在虚拟仪器中，计算机显示器是惟一的交互界面，物理的开关、按键、旋钮以及数码管等显示器件均由与实物外观相似的图形控件来代替，操作人员只要通过鼠标或键盘操作虚拟仪器面板上的旋钮、开关、按键等设置各种参数，就能根据自己的需要定义仪器的功能。
在虚拟电压表的设计中，考虑到仪器主要用于教学和实验，使用对象是学生，因此将引言中提到的三种检波方式的仪器合为一体，既简化了面板操作，又便于直接对比。
该电压表主要用于电路分析和模拟电子技术等实验课的教学和测量仪器，能够使学习者了解和掌握电压的测量和电压表对各种波形的不同响应。
因此，虚拟电压表应具备电源开关控制、波形选择，以及显示峰值、有效值和平均值三种结果，且输入信号的大小可调节等功能。
虚拟电压表由硬件设备与接口、设备驱动软件和虚拟仪器面板组成。
其中，硬件设备与接口包括仪器接口设备和计算机，设备驱动软件是直接控制各种硬件接口的驱动程序，虚拟仪器通过底层设备驱动软件与真实的仪器系统进行通信，并以虚拟仪器面板的形式在计算机屏幕上显示与真实仪器面板操作相对应的各种控件。
在此，用软件虚拟了一个信号发生器。
该信号发生器可产生正弦波、方波和三角波，还可以输入公式，产生任意波形。
根据需要，可调节面板上的控件来改变信号的频率和幅度等可调参数，然后检测电压表的运行情况。
因此，在LabVIEW图形语言环境下设计的虚拟电压表主要分为两个部分：第一部分是虚拟电压表前面板的设计；第二部分是虚拟电压表流程图的设汁。
基于LabVIEW的数字电压表设计
Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ Ｓ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｌ ｉ Ｓ ｈ ｉ ｐ ｉ ｎ ｇ Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ Ｔａ ｎ ｇ
程双江 李世平 郑 堂
（ 第 二 炮 兵 工 程 大 学研 一 队 西 安 ７ １ ０ ０ ２ ５ ）
摘
要 ： 由 于传 统 的数 字 电压 表 成 本 相 对 较 高 、 而 且技 术 更 新 慢 、 维 护 方 面 存 在 一 定 困难 ， 因此 为 了 适 应 现 代 测 量 仪
州
黔 霸 ｆ 灞 《 ‘ 》 》 《
Ｅ Ｉ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ Ｏ Ｎ Ｉ Ｃ 电 Ｍ 子 Ｅ Ａ ． Ｓ 测 Ｕ Ｒ Ｅ 量 Ｍ Ｅ Ｎ 技 Ｔ 术 Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｉ Ｏ Ｇ Ｙ
第 ３ ６ 卷第 １ 期 ２ ０ １ ３年 １月
基于 Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 的 数 字 电压 表 设 计
器 系统 发 展 的要 求 ， 在分析数字电压表原理的基础上 ， 利 用 虚 拟 仪 器 技 术 设 计 出 了一 种 新 型 的数 字 电压 表 。该 数 字 电
基于labview的虚拟电压表设计
武汉理工大学《现代仪器设计与实训》课程设计说明书2 1目录1绪论 .........................................1.1设计目的 ....................................1.2初始条件 ....................................2 总体方案设计 ....................................3硬件部分 ........................................3.1 89C52单片机 .................................3.1.1芯片简介 .................................3.1.2 AT89C52的管脚及引脚说明 ........................3.2 A/D 转换电路 ..................................3.2.1芯片简介 .................................3.2.2 ADS7825的管脚及引脚说明 (5)3.2.3 ADS7825转换原理说明 (6)3.3 PGA 放大电路 .................................3.3.1芯片简介 .................................3.3.2 PGA204的管脚及引脚说明 (7)3.3.3 PGA204接入说明 ............................3.4 模拟输入电压 (8)3.5电源转换器 (8)3.5.1芯片简介 (8)3.5.2 ICL7660的管脚及引脚说明 (8)4硬件电路设计 5硬件电路实物插接 (10)6硬件程序设计 (11)7软件部分设计 (11)7.1关于VISA 函数 ...............................................................7.2 VI 前面板设计 ................................................................7.3 VI 程序面板设计 ..............................................................总结 ............................ . (14)参考文献 (15)附录一 原理电路图附录二 程序清单2 234 4 4 4 45 1011 12 12附录三元件清单附录四labview 图1绪论1.1设计目的智能化的虚拟电压采集、测量、监控系统是采用数字化测量技术，把连续的量（输入电压）转换成不连续、离散的数字化形式并加以显示的系统。
虚拟仪器虚拟电压表课程设计报告
④ 在Channel Wizard对话框中，选择传感器或测量信号类型，单击
下一－5V～5V，单击下一步；
⑥ 设置缩放比例因子为NoScaling，单击下一步；
⑦ 指定DAQ硬件为Dev1:PCI-6024E，通道编号为0；模拟输入方式为Differential,单击完成。
将PCI－6024E 数据采集卡插到计算机主板上的一个空闲PCI插槽中，接好各种附件，包括一条50芯的数据线和一个转接板。
4.2PCI－6024E卡I/O配置
PCI－6024E卡同NI公司的绝大部分数据采集卡一样是即插即用型的设备，硬件正确安装后，如果机器安装了LabVIEW和NI－DAQ，就会出现在Measurement & Automation Explorer的Configuration>Mysystem> Devices and Interfaces列表中。
第二章设计任务
2.1必选题设计任务
电子秤是各行业对物料进行计量或工矿企业在生产过程中对物料重量进行各种控制的新一代重量计量器具。作为重量测量仪器，智能电子秤在各行各业中开始显现其测量精度高，测量速度快，操作简单易学，可以实时监控的巨大优点，使其已经开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量称，成为测重领域的主流产品。
按正确连线操作把DVCC-TES3压力实验平台、PCI-6024E数据采集卡和PC机连成一个系统。空载时，按零点标定，放200g砝码，按第二次标定，标定完成进入称重状态。系统调试中碰到下面两个问题：1）重量显示屏幕数字显示不稳定；2)测量结果误差较大。
基于STM32和LabVIEW的虚拟数字电压表设计与实现
∥ 等待转换结束
ａ ｄ ＝ Ｏ：
４ 上位机采集 程序流程冈
ａ ｄ ＝ Ａ Ｄ Ｃ Ｇ ｅ ｔ Ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｖ ａ ｌ ｕ ｅ （ （ Ａ Ｄ Ｃ １ ） ； ／ ／ 读取 Ａ Ｄ Ｃ值 ｔ ｅ ｍ ｐ ｕ ３ ２ ＋ ＝ ａ ｄ ； ／ ／ 累加
ＵＳ Ｂ ］ ｎ ｉ ｔ （） ；
一
设备 ， 在Ｕ Ｓ Ｂ 中只能 做 从机 。Ｕ Ｓ Ｂ信 号 是差 分 信 号 ， 信号 线为 Ｄ＋ 、 Ｄ 一 。在 Ｕ Ｓ Ｂ Ｈ Ｏ Ｓ Ｔ端 ， Ｄ ＋、 Ｄ 一 各 接一个 １ ５ ｋ的下拉 电阻。在 Ｕ Ｓ Ｂ Ｄ Ｅ Ｖ Ｉ Ｃ Ｅ端 ， Ｕ Ｓ Ｂ ２ ． ０协议 高 速 或全 速设 备 ： Ｄ ＋ 接一个 １ ． ５ ｋ的上 拉 电阻 ， Ｄ 一 不接 ； 低 速 设备 则相 反 。Ｕ Ｓ Ｂ模块 电路 如 图 ２所示 。
有 线 电视 技 术
外部 信 号源 和 ２ 个 内部信 号源 。 各通道的 Ａ ／ Ｄ转换 可 以单 次 、 连续 、 扫描 或 间 断模 式 执行 。Ａ Ｄ Ｃ的结 果 可 以左 对 齐 或 右 对 齐 的 方 式 存 储 在 ｌ ６位 数 据 寄 存 器
中。 模 拟 看 门狗特 性允 许应 用程 序检 测输 入 电压是 否
ＵＳ ＡＲ Ｔ Ｔ Ｏ ＵＳ Ｂ Ｓ ｅ ｎ ｄ Ｄａ ｔ ａ （ Ｏ ｘ ７ ０） ；
—
—
—
—
２ 软 件 设 计
２ ． １ 下位 机软 件设 计
｝
ｉ ｆ （ ｅ ｏ ｍ ｍ＝ ＝ ０ ｘ ７ ａ ） ， ／ 单 片 机发 送 数 据 给 Ｐ Ｃ机
｛ ｆ ｏ ｒ （ ｉ ＝ ０； ｉ ＜ ２ ５ ６； ｉ ＋ ＋）
基于DAQ及LabVIEW的虚拟数字电压表的设计
摘要：为解决实验室建设中成本高、技术更新慢及维护等方面的困难，适应现代测量仪器系统发展的要求，本文在分析数字电压表原理的基础上，利用虚拟仪器技术设计了一种新型数字电压表。
虚拟数字电压表除数据采集由DAQ实现外，其他功能均由软件LabVIEW 实现。
其设计具有较高的灵活性和可扩展性，有利于系统集成。
经测试，此数字电压表性能可靠，能达到测试者的要求。
关键词：虚拟仪器；数字电压表；LabVIEW；DAQO 引言电子仪器与测试实验室是高等工科院校必备的教学实验条件。
为了提供一定的实验规模，保证每个学生得到实际动手能力的训练，传统的教学实验室一般需购置大量的基础测量仪器，如示波器、电压表、信号源等，投资大、技术更新快、维护困难。
电压表更是不可或缺的测量仪器之一。
传统的数字电压表采用A／D转换器件和通用集成逻辑器件来设计，这样的设计不便于系统功能修改和升级，缺乏灵活性，接线较复杂，故障率高。
以单片机为核心的数字电压表设计是目前使用过最广泛的一种设计方式，但其工作速度较低，功能修改及调试需要硬件电路的支持。
在本文设计中，结合虚拟仪器新技术来完成为数字电压表的设计，使其不但更有利于系统集成，提高系统的测试精度，适用于实验室测量，解决投资、维护等问题，还考虑到该仪器主要用于教学和实验，使用时，学生科通过操作，设置参数，根据自己的需要来定义仪器的功能；同时现代测量仪器系统正向着智能化、自动化、小型化、模块化和开放系统的方向发展，基于虚拟仪器的电子测量仪器可满足这种要求。
1 系统设计及原理1．1 系统的硬件设计虚拟仪器(virtual instrument，VI)是20世纪80年代末由美国国家仪器公司(national instrument corp，NI)提出的新概念。
它以通用计算机为基础，加上特定的硬件接口，用户通过软件开发平台编写应用程序，以完成传统仪器的功能。
虚拟仪器技术已经得到工业界的广泛接受与运用，成为仪器技术的主流。
虚拟数字电压表的设计
沈阳航空航天大学课程设计（论文）题目虚拟数字电压表的设计班级学号 03024学生姓名宋健指导教师王艳辉目录0. 前言 (2)1. 整体方案设计 (2)虚拟数字电压表的硬件设计 (3)数据收集系统的连接 (3)数据收集系统的参数设置 (3)虚拟数字电压表的软件设计 (3)波形显示 (3)数据显示 (4)虚拟数字电压表流程图的设计 (4)波形显示 (4)2. 数据处置与结果显示 (4)平均值显示 (4)峰值显示 (4)有效值显示 (5)3. 测试结果和结论 (5)4. 结论及进一步假想 (8)参考文献 (8)课设体会 (9)附录基于虚拟仪器技术的数字电压表的流程图11虚拟数字电压表的设计摘要：虚拟数字电压表的设计要求设计一个数字电压表主要对正弦波、方波、三角波等各类常常利用波形和直流电压进行测量，测量的参数包括峰值、有效值和平均值，并能显示被测信号的波形。
同时要知足输入信号的采样频率可以调节等实验要求。
关键字：数据收集；峰值；有效值；平均值0. 前言传统电子电压表是在万用表的基础上加上放大环节，放大微弱的被测电压，然后再利用磁电式表头进行测量的仪表。
一般由分压器、磁电式表头、检波器、放大器和整机电源五部份组成。
有的电压表为了克服“零漂”现象，采用了斩波式放大器，因此尚未调制器和解调器。
模拟电压表检波方式的不同，有效值电压表、均值电压表和有效值电压表，一般它们各自完成独立的仪表，因此，利用模拟电压表进行交流电压测量时，必需按照测量要求选择仪表。
另外，多数电压表的表头是按正弦有效值刻度的，测量非正弦波时，比如方波等，必需通过换算才能取得正确的结果，这对普通用户是一件超级费时费力的事情。
而利用虚拟仪器技术，用户可以自概念仪器功能，如将表征交流电压特征的峰值、平均值和有效值集中在一块面板上显示，可以将传统的峰值电压表、均值电压表和有效值电压表等多台仪器在一台计算机中实现，同时，用户可以测量包括正弦波在内的多个通道的波形，通过面板指示值对测量结果进行比较分析，大大简化了测量步骤。
数字电压表仿真设计
的科学态度。
在 Proteus 仿真软件操作过程中，主要需要根据程序和设计目的，设计硬 件电路，所以必须细心、正确地连接电路，并且各个元器件摆放尽量合理、
美观。然后硬件电路连接好之后，加载编写的程序，进行系统的整体调试，
并且解决调试中出现的问题，直至达到设计调试结果正确无误。
sbit RW=P2^1; //读写选择位，将 RW 位定义为 P2.1 引脚
sbit E=P2^2; //使能信号位，将 E 位定义为 P2.2 引脚
sbit BF=P0^7; //忙碌标志位，，将 BF 位定义为 P0.7 引脚
unsigned char code digit[ ]={"0123456789"}; //定义字符数组显示数字
/CS：芯片片选信号，低电平有效，即/CS=0,该芯片才能正常工作。 /WR：启动 ADC0804 进行 ADC 采样，该信号低电平有效，即/WR 信号 由高电平变成低电平时，触发一次 ADC 转换。 /RD 低电平有效，/RD=0 时，可通过端口 DB0～DB7 读出采样结果。 UIN（+）和 UIN（-）：模拟电压输入端。 VREF/2：参考电压引脚，接外界电压，其参考电压为该外界电压的两倍。 CLKR 和 CLKIN：外接 RC 电路产生模数转换器所需的时钟信号，时钟 频率 CLK = 1/1.1RC，一般要求频率范围 100KHz～1.28MHz。 AGND 和 DGND：分别接模拟地和数字地。 /INT：中断请求信号输出引脚，该引脚低电平有效，当一次 A/D 转换完 成后，将引起/INT=0，。 DB0~DB7：输出 A/D 转换后的 8 位二进制
12864 液晶具有更强大的功能，不过限于本设计中需要显示的内容并不丰 富，所以选用了与其类似且功能满足要求的 LCD1602. 2、问题分析
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摘要
LabVIEw 8．5版本的工程技术比以往任何一个版本都丰富．它采用了中文界面，各个控件的功能一目了然。
利用它全新的用户界面对象和功能，能开发出专业化、可完全自定义的前面板。
LabVIEw 8．5对数学、信号处理和分析也进行了重大的补充和完善，信号处理分析和数学具有更为全面和强大的库，其中包括500多个函数。
所以在LabVIEw 8．5版本下能够更方便地实现虚拟电压表的设计。
虚拟电压表是基于计算机和标准总线技术的模块化系统，通常它由控制模块、仪器模块和软件组成，由软件编程来实现仪器的功能。
在虚拟仪器中，计算机显示器是惟一的交互界面，物理的开关、按键、旋钮以及数码管等显示器件均由与实物外观相似的图形控件来代替，操作人员只要通过鼠标或键盘操作虚拟仪器面板上的旋钮、开关、按键等设置各种参数，就能根据自己的需要定义仪器的功能。
在虚拟电压表的设计中，考虑到仪器主要用于教学和实验，使用对象是学生，因此将引言中提到的三种检波方式的仪器合为一体，既简化了面板操作，又便于直接对比。
该电压表主要用于电路分析和模拟电子技术等实验课的教学和测量仪器，能够使学习者了解和掌握电压的测量和电压表对各种波形的不同响应。
因此，虚拟电压表应具备电源开关控制、波形选择，以及显示峰值、有效值和平均值三种结果，且输入信号的大小可调节等功能。
虚拟电压表由硬件设备与接口、设备驱动软件和虚拟仪器面板组成。
其中，硬件设备与接口包括仪器接口设备和计算机，设备驱动软件是直接控制各种硬件接口的驱动程序，虚拟仪器通过底层设备驱动软件与真实的仪器系统进行通信，并以虚拟仪器面板的形式在计算机屏幕上显示与真实仪器面板操作相对应的各种控件。
在此，用软件虚拟了一个信号发生器。
该信号发生器可产生正弦波、方波和三角波，还可以输入公式，产生任意波形。
根据需要，可调节面板上的控件来改变信号的频率和幅度等可调参数，然后检测电压表的运行情况。
因此，在LabVIEW图形语言环境下设计的虚拟电压表主要分为两个部分：第一部分是虚拟电压表前面板的设计；第二部分是虚拟电压表流程图的设汁。
目录
一、设计的目的及要求 (2)
1.1、设计目的 (2)
1.2、设计要求 (2)
二、设计任务 (2)
三、设计思路 (2)
四、软件设计 (3)
4.1、总框图程序设计 (3)
4.2、框图中使用模块程序说明 (4)
4.2.1 数据采集模块 (4)
4.2.2 软件产生模拟信号模块 (4)
4.2.3 数据处理显示模块 (5)
五、系统调试及使用 (6)
5.1、数字电压表系统调试及使用 (6)
5.1.1 交流电压测量 (7)
5.1.2直流电压测量 (7)
六、心得与体会 (7)
一、设计的目的及要求
1.1、设计目的
本设计主要是让为了让学生能够在理解理论知识的基础上更好的掌握虚拟仪器组件的性能、属性、创建虚拟仪器的方法和虚拟仪器的图形编程方法,掌握虚拟仪器的软件开发以及掌握虚拟仪器在测量仪器、过程控制、信号分析、网络远程控制等应用中的相关应用技能。
1.2、设计要求
设计要求学生掌握虚拟仪器的构成和设计思想、图形语言相关胡知识。
在设计中能够利用相应的硬件和软件完成规定的课程设计任务，使学生的计算机综合应用能力提高并且掌握虚拟仪器软件的设计方法。
软件部分主要是利用LabVIEW编程软件按照设计要求和内容进行VI程序以及子程序的创建、编辑和调试。
熟悉LabVIEW的各种函数以及菜单，选项的作用和功能。
二、设计任务
电压是电路中常用的电信号，通过电压测量，利用基本公式可以导出其它的参数。
因此，电压测量是其他许多电参数和非电参数量测量的基础,测量电压相当普及的一种测量仪表就是电压表。
结合数据采集技术和虚拟仪器技术设计一种基于LabVIEW 8.5的虚拟数字电压表，分别进行交直流电压测量，实现电压数字显示（直流档显示直流电压，交流档显示有效值，平均值和峰值），通道配置与选择，交、直流选择，采样频率、采样点数设置。
三、设计思路
根据虚拟数字电压表的设计要求，可以知道其由数据采集部分和数据处理部分。
数据处理部分是在LabVIEW8.5进行开发，主要控制数据采集卡的数据采集，并对采集得到的数据进行分析处理并显示。
总体设计流程图如下图所示。
虚拟数字电压表总体设计流程图
四、软件设计
4.1、总框图程序设计
虚拟数字电压表工作状态由电源开关决定，框图程序设计如下：
4.2、框图中使用模块程序说明
虚拟数字电压表框图程序采用模块化设计，主要分为数据采集模块（或软件生成模拟信号模块）和数据处理模块，其中数据处理显示模块里细分为交直流数据处理显示两个子模块。
下面对虚拟数字电压表框图程序进行说明。
4.2.1 数据采集模块
通过PCI-6024E数据采集卡产生模拟信号并通过通道0采集，DAQ
assitant输出的数据信号通过Butterworth滤波器进行滤波处理。
数据采集模块
4.2.2 软件产生模拟信号模块
通过波形生成选板里波形基本函数发生器直接产生模拟信号，信号输出通过
Butterworth滤波器进行滤波处理。
软件产生模拟信号模块
软件产生模拟信号模块
4.2.3 数据处理显示模块
交流电压处理显示模块应用了波形测量选板里的幅值和电平测量函数，选取此函数，双击后在配置幅值和电平窗口选择均方根（有效值）、最大峰、最小峰和周期平均（平均值），点击确定即可。
交流电压处理显示模块
交流电压处理显示模块
直流电压处理显示模块应用了幅值和电平测量函数，在配置幅值和电平测量窗口选取直流，点击确定即可，直流电压处理显示模块如图
直流电压处理显示模块
五、系统调试及使用
5.1、数字电压表系统调试及使用
虚拟数字电压表前面板如图
5.1.1 交流电压测量
运行程序，按下开关按钮，将交直流开关打到交流档，测量交流电压，并在交流显示栏显示电压有效值、平均值、最大峰值和最小峰值。
5.1.2直流电压测量
运行程序，按下开关按钮，将交直流选择开关打到直流档，测量直流电压并在直流显示栏显示直流电压，运行结果如图6.4所示。
六、收获与体会
这次课程设计历时两个星期，通过这两个星期的学习和动手实践，发现了自己在这门课方面的知识还有很多缺陷，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论与实际运用还不娴熟。
在这次课程设计中我觉得最重要的就是要有自学能力，因为这次实训中有部分知识我们之前还没有接触过，所以自己必须学会查找相关的资料。
另外就是在遇到实际问题的时候，要认真思考，运用所学的知识，一步一步的去探索，是完全可以解决遇到的一般问题的。
经过这次的课程设计，让我深深的感受到理论联系实践的重要性，平时在学习中不能够透彻理解的知识，通过动手，会有更好的认知。
本次课程设计虽然不长，但是它给我们带来了很多收获。
它使我意识到自己的操作能力的不足，在理论上还存在很多缺陷。
所以在以后的学习生活中，我会更加努力地加强理论联系实践的学习，在努力学好专业知识的同时努力加强自己的专业技能方面的能力，使自己的知识在实践中不断增长，在实践中锻炼自己，培养自己各方面的能力，不断提高自己的能力。