基于LabVIEW的虚拟示波器设计讲解
「基于LABVIEW的虚拟示波器设计—虚拟示波器」
「基于LABVIEW的虚拟示波器设计—虚拟示波器」虚拟示波器是一种通过计算机软件来模拟传统示波器的工作原理和功能的设备。
它可以用于信号的检测和分析，具有方便、灵活、实时性强等优点。
本文将介绍基于LABVIEW的虚拟示波器设计。
LABVIEW是由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的一种基于图形化编程的开发环境。
它可以实现快速的数据采集和处理，适用于各种工程应用。
借助LABVIEW的强大功能，我们可以设计出一个功能完善的虚拟示波器。
首先，我们需要从外部设备中获取信号。
LABVIEW支持多种类型的数据采集设备，如数据采集卡、传感器等。
我们可以通过连接这些设备，将信号输入到LABVIEW中。
LABVIEW提供了丰富的数据采集和处理函数，能够方便地获取并处理输入信号。
接着，我们需要设计一个用户界面，用于显示信号和调节示波器的各个参数。
LABVIEW中提供了多种界面控件，如图表、调节器等。
我们可以根据需要，在用户界面中添加这些控件，并设置相应的属性。
通过LABVIEW的可视化编程方式，我们可以直观地完成用户界面的设计。
在信号显示方面，虚拟示波器需要能够实时地显示输入信号的波形。
LABVIEW提供了图表控件，可以用于显示波形图。
我们可以将获取到的信号数据传递给图表控件，然后设置相应的显示参数，如坐标轴范围、背景颜色等。
这样，用户就能够清晰地看到输入信号的变化。
除了实时显示信号波形外，虚拟示波器还应具备其他功能，如调节触发电平、选择触发方式等。
LABVIEW中提供了丰富的函数库，可以方便地实现这些功能。
我们可以通过在用户界面中添加调节器、开关等控件，并将其与相应的函数进行关联，从而实现示波器的各个参数的调节。
总之，基于LABVIEW的虚拟示波器设计具有很大的灵活性和可扩展性。
我们可以根据需求进行定制，实现更多功能，如频谱分析、数据存储等。
同时，LABVIEW提供了强大的数据处理和可视化功能，能够让我们更加方便地进行数据分析和结果展示。
基于Labview的虚拟示波器设计
数据采集卡接收的信号是范围很广的电压信号，如果太强，就需要衰减器把被测信号减弱后再输入给数据采集卡，这样一方面可以保证数据采集卡可以顺利采数，另一方面有利于系统的安全运行。
而对于微弱信号要进行放大，以提高分辨率和降低噪音，也使调理后信号的最大电压值和ADC最大输入值相等，这样可以提高精度。
在设定调理电路的放大或衰减倍数时，一般应满足这样一个条件:经调理后的信号其最大值应尽可能地达到数据采集卡可以接受的电压范围，最大限度地提高数据的准确度。
(2) 隔离隔离是指使用变压器、光或电容祸合等方法阻碍被测系统和测试系统之间传递信号，避免发生直接连接，使用祸合主要有两个方面原因:一是从安全的角度把传感器信号同计算机隔离，因为被监测系统可能产生瞬时高压，另一个原因是隔离可以使从数据采集卡出来的数据不受地电位和输入模式的影响，减少误差。
(3) 滤波滤波的目的是消除噪音信号，提高输入信号的信噪比。
噪音滤波器通常用于直流信号;交流信号通常需要抗失真的低通滤波器，因为这样的滤波器有一陡峭的截止频率，因而几乎能够完全消除高频干扰信号。
(4) 激励由于电工测量试验中经常要要用到正弦波、方波等信号，且有时需要为一些传感器提供激励信号，故由虚拟信号发生器产生各种信号并由信号调理电路进行功率放大后输出。
(5) 线性化很多传感器对被测量都有非线性响应，因而需要对输出信号进行线性化。
3 数据采集硬件数据采集硬件与众多因素有关，要根据具体情况进行分析，下面是通用的特征:(1) 采样频率采样频率高，就能在一定时间内获得更多的原始信息，见图4一1(a)所示。
为了再现原始信号，必须有足够高的采样频率。
显然，如果信号变化比采样板的数字化要快，或采样太慢，就会产生波形失真，见图4一1(b)。
根据采样定理，采样频率至少是输入最高频率的两倍，才可能不产生失真。
(2) 采样方法要从多个通道得到数据，通常使用多路开关把每个信号端连接到A/D转化器(ADC)。
基于LabVIEW虚拟数字示波器的设计
摘要由于电子技术、计算机技术的高速发展及其在电子测量技术和仪器领域中的应用，新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断出现。
电子测量仪器的功能和作用已经发生质的变化。
在先进的测控系统中，不仅希望设备能够单独进行测试，还希望他们之间能够互相通信，构成测试系统，甚至是测试网络系统，实现信息共享，以便对众多的被测信号进行对比、综合和自动分析、从而得出准确的判断。
这是电子行业本身给测试设备提出的要求，传统的测试仪器在此方面受到很大的限制。
由于上述原因，并且随着电子技术和计算机技术的快速发展以及价格不断下降，改变了传统的电子技术设计观念，使原来部由硬件完成的功能，现在能由软件实现。
例如仪器面板和数字滤波等，实现硬件软件化。
而不少硬件难以实现的功能，例如复杂的信号分析，数据统计和三维图像显示等，在计算机中则较容易实现。
在市场的需求和相关技术支持下，促使了基于个人计算机的测控仪器——虚拟仪器的发展。
虚拟仪器利用计算机强大的处理能力，使得它成为了一种很好的工具，其应用范围也越来越广泛。
与传统仪器相比，虚拟仪器在智能化程度、处理能力和可操作性等方面均具有明显的技术优势。
示波器是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用仪器。
目前研制一种结构简单、操作方便、生产技术要求不高、费用低的数字示波器是非常必要的。
本文介绍了一种新型的示波器：虚拟数字存储示波器。
虚拟数字存储示波器是虚拟仪器技术的一种具体应用。
该虚拟仪器基于计算机平台，将虚拟仪器硬件和软件紧密结合，实现比传统仪器更强大的功能。
虚拟数字存储示波器系统由数据采集、数据分析和结果输出显示三个主要功能部分组成。
其中，数据分析和结果输出显示完全由计算机软件系统来完成，只有数据采集是在软件的控制下由硬件来完成。
本文主要完成对软件系统的设计。
本文设计的虚拟数字存储示波器的系统工作原理是，对模拟信号进行数据采集后，根据使用者的不同要求由软件对数据进行相应的分析、处理，并在屏幕上显示处理结果。
基于LabVIEW的一种虚拟示波器设计
基于 LabVIEW的一种虚拟示波器设计摘要：数据的显示在LabVIEW中是一项重要内容，具有直观明了的特点，对图形化显示提供了强大支持。
针对试验需求及LabVIEW软件功能，本文采取了一种基于LabVIEW的虚拟示波器设计。
首先介绍了LabVIEW软件特点，指出了应用在虚拟示波器中的优点，然后给出了LabVIEW实际设计的应用实例。
结果表明使用LabVIEW进行虚拟示波器设计，具有直观性、低成本、软件易更改、易复用的特点。
关键词：LabVIEW；虚拟示波器1 概述虚拟仪器（Virtual instrumentation，简称VI）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。
具有技术性能高、拓展性强、开发时间少以及出色的集成这四大优势。
LabVIEW是美国国家仪器公司（National Instrument，NI）推出的虚拟仪器开发平台，具有直观，简便的编程方式[1]，可以方便快捷地构建实际设计中所需要的仪器系统。
LabVIEW不仅是一个功能完整的软件开发环境，也是具备编程语言的所有特性的图形化编程语言。
图形化程序与传统编程语言的不同在于程序流程采用“数据流”概念，它的源代码在某种程度上类似于数据流流程图，因此又被称作程序框图代码。
LabVIEW平台下，一个VI由前面板和程序框图两部分组成。
前面板是开发者构建的用户界面，类似于传统测试仪器的前面板；程序框图就是图形化源代码，类似于传统测试仪器与前面板相连接的硬件电路。
2 虚拟示波器设计方法2.1 虚拟示波器显示控件LabVIEW提供了两个基本的图形显示工具：图和图表，位于控件选板中的图形子面板中。
这两个控件的主要区别是，图是采集显示数据对数据进行处理，一次性显示结果；而图表是将采集的数据逐点显示为图形，可以进行动态显示，与传统示波器更类似。
所以，构建虚拟示波器需要的是波形图表控件，可以实时的显示接收数据，将数据按接收顺序添加到曲线结尾，超过设定的显示范围，在横轴方向上向左移动更新。
基于LABVIEW的虚拟示波器的设计
基于LABVIEW的虚拟示波器的设计概述示波器是一种用于测量和监测电信号的设备，它可以以图形方式显示信号的波形，也可以提供一些基本的测量功能，如测量信号的幅值、频率和相位等。
虚拟示波器是一种基于软件的示波器，通过计算机和特定的软件来实现测量和显示信号波形的功能。
本文将介绍基于LABVIEW开发的虚拟示波器的设计方案。
设计要求1.实时显示信号波形：虚拟示波器需要能够实时获取信号并以图形方式显示信号的波形。
2.支持多通道测量：虚拟示波器需要支持多通道测量，使用户可以同时监测多个信号波形。
3.提供基本的测量功能：虚拟示波器需要提供一些基本的测量功能，如测量信号的幅值、频率和相位等。
4.具备信号触发功能：虚拟示波器需要具备信号触发功能，使用户可以通过设置触发条件来捕捉特定的信号波形。
设计方案1.界面设计：虚拟示波器的界面应具备直观性和易用性，用户能够方便地进行操作。
界面可以包括波形显示区域、通道选择区域、测量功能区域和触发设置区域等。
2.数据采集和处理：虚拟示波器需要通过数据采集卡或其他的信号输入设备来获取信号，并通过LABVIEW提供的数据处理功能进行处理和分析。
3.实时波形显示：获取到的信号数据可以通过LABVIEW的图形绘制功能进行实时显示。
可以使用波形图控件或曲线图控件来显示不同通道的信号波形，并使用不同的颜色进行区分。
4.多通道测量：用户可以通过界面上的通道选择区域选择要监测的通道数，虚拟示波器会自动获取相应的信号并进行测量和显示。
5.测量功能：通过使用LABVIEW提供的测量VI，可以实现对信号的幅值、频率和相位等进行测量。
这些测量结果可以显示在界面的测量功能区域，方便用户进行查看和比较。
6.信号触发：用户可以通过界面上的触发设置区域设置触发条件，如触发电平、触发边沿和触发延迟等。
当信号满足触发条件时，虚拟示波器会捕捉到相关的信号波形并进行显示。
7.数据保存和导出：虚拟示波器可以支持将获取到的信号数据保存到文件中，以便用户进行后续的分析和处理。
基于LABVIEW的虚拟示波器设计
基于LABVIEW的虚拟示波器设计虚拟仪器是一种使用软件模拟实际仪器功能的工具。
在近年来，随着计算机技术的快速发展，虚拟仪器在各种测量和控制领域的应用越来越广泛。
针对示波器这一重要的测试仪器，本文将介绍如何使用LABVIEW软件设计一个基于LABVIEW的虚拟示波器。
LABVIEW是一款由National Instruments公司开发的图形化编程环境，用于进行数据采集、仪器控制和数据分析等工作。
通过使用LABVIEW，可以轻松地实现各种虚拟仪器的设计和开发。
虚拟示波器是一种具有示波器功能的软件程序，通过采集和显示信号波形，用于检测和分析电路中的信号。
在进行虚拟示波器设计时，需要考虑以下几个关键因素：1. 数据采集：虚拟示波器需要能够采集外部信号并进行处理。
可以使用LABVIEW提供的数据采集模块，例如DAQmx模块，来实现数据的采集和处理功能。
2. 数据显示：虚拟示波器需要能够将采集到的数据以波形的形式显示出来。
LABVIEW提供了丰富的图形化控件，可以轻松实现波形显示功能。
通过使用Waveform Chart或Graph控件，可以将采集到的数据实时显示。
3. 触发功能：示波器通常具有触发功能，用于稳定地观察特定事件。
在虚拟示波器设计中，可以利用LABVIEW提供的Trigger模块来实现触发功能。
通过设定触发条件，可以实现稳定的波形观察。
4.配置选项：虚拟示波器需要提供一些常用的配置选项，例如时间和电压的刻度设置，波形颜色和线型的选择等。
可以使用LABVIEW提供的控件，例如数字输入框和下拉菜单，来实现这些配置选项。
基于以上几个关键因素，下面我们将详细介绍基于LABVIEW的虚拟示波器设计的具体步骤：步骤1：设置数据采集通道。
通过使用DAQmx模块，选择需要采集的数据通道，例如模拟输入通道或数字输入通道。
步骤2：创建界面。
使用LABVIEW的图形化工具，创建一个用户界面，包括波形显示区、触发设置区和配置选项区。
基于LABVIEW的虚拟示波器设计
基于LABVIEW的虚拟示波器设计引言：虚拟示波器是一种基于计算机软件来模拟实际示波器的一种设备。
它可以通过计算机屏幕上的波形显示来查看和分析电子电路中的信号。
虚拟示波器可以用于教学、研究和工程应用中。
本文将介绍基于LABVIEW的虚拟示波器的设计。
设计目标：本设计的目标是基于LABVIEW软件实现一个功能完善的虚拟示波器，具有以下主要功能和特点：1.实时显示输入信号的波形；2.具有信号的峰值、频率、相位等测量功能；3.具有波形触发功能，可以根据用户设定的触发条件对波形进行触发和捕获；4.支持多通道输入信号，可以同时显示多个通道的波形；5.具有数据保存和导出功能，可以保存波形数据并导出为文件；6.友好的用户界面，方便用户使用和操作。
设计过程：1.硬件连接：将输入信号通过适当的硬件接口连接到计算机，如USB或者GPIB接口。
2.创建虚拟示波器界面：使用LABVIEW软件创建一个用户界面，包括波形显示区域、测量区域、触发条件设置区域等。
用户界面应该简洁明了，易于操作。
3.添加波形显示：在用户界面的波形显示区域添加一个波形显示图表，用于实时显示输入信号的波形。
可以设置波形显示的参数，如横轴和纵轴的标尺范围、触发模式等。
4.添加测量功能：在用户界面的测量区域添加测量功能模块，可以实时测量输入信号的峰值、频率、相位等参数。
可以根据需要添加更多的测量功能。
5.添加触发功能：在用户界面的触发设置区域添加触发条件设置模块，可以设置触发条件，如触发电平、触发沿等。
当输入信号满足触发条件时，将触发波形的捕获和显示。
6.多通道支持：如果需要支持多个通道的输入信号，可以在用户界面中添加多个波形显示图表，每个图表对应一个通道的输入信号。
7.数据保存和导出：添加数据保存和导出功能，可以保存波形数据并导出为文件，以便后续分析和处理。
8.测试和调试：对设计的虚拟示波器进行测试和调试，确保各项功能正常工作。
结果展示：通过LABVIEW软件的虚拟示波器设计，可以实时显示输入信号的波形，并进行各种测量和触发操作。
基于LABView的虚拟示波器设计
摘要虚拟仪器是现代测量技术和计算机技术相结合的产物，标志着自动测试与电子测试仪器领域技术发展的一个崭新方向．随着信息技术和计算机技术的高速发展，数字信号处理作为一门新兴的学科，其重要性日益在各个领域的应用中体现出来。
本文介绍了利用LabVIEW 图形编程语言进行虚拟仪器开发的方法，设计了一种基于PC机声卡的虚拟示波器，说明了虚拟仪器在现代测试领域中的重要地位以及其广阔的发展前景．从某种意义上说，“软件就是仪器”。
关键词LabVIEW,虚拟仪器，示波器The design of virtual wave displayer based onLabVIEWAbstractVirtual instrument is the produce that merges the computer technology and measurement technique．It stands for a brand new development directory in the field of auto-measurement and electronic measurement。
With the rapid development of information technology and the computer technology, the digital signal processing takes an emerging discipline, its importance displays day by day in each domain application. This article introduces how to develop virtual instruments using graph programming language-LabVIEW ,designs a virtual signal displayer based on PC and explains the important part and wide development prospects of virtual instrument in modern measurement technique field．In a sense, “The software is an instrument”.Keywords LabVIEW, virtual instrument目录第1章绪论 (5)1.1 虚拟仪器的概述 (5)1.1.1什么是虚拟仪器 (5)1.1.2 虚拟仪器的构成 (6)1.1.3 虚拟仪器的优点 (7)1.1.4 虚拟仪器的发展现状 (8)1.1.5 虚拟仪器的发展趋势 (8)1.2 图形化编程语言LabVIEW (9)1.2.1 什么是LabVIEW (9)1.2.2 LabVIEW的主要特点 (9)1.2.3 LabVIEW调试与运行 (10)第2章示波器的原理 (11)2.1 模拟示波器 (11)2.1.1 示波器的基本结构 (11)2.1.2 示波器的扫描原理 (13)2.2 数字示波器 (14)2.2.1 数字示波器的基本原理 (14)2.2.2 数字示波器的特点 (15)2.3 虚拟示波器 (16)第3章系统的硬件设计 (18)3.1 声卡 (18)3.1.1 声卡的工作原理 (18)3.1.2 声卡的基本结构 (18)3.2 硬件设置 (20)3.2.1 实验中声卡的参数设置 (20)3.2.2 虚拟示波器中声卡的连接方式 (20)3.3 前置运算电路 (20)第4章系统的软件设计 (22)4.1 虚拟示波器工作流程图 (22)4.2 数据采集模块 (22)4.3 频谱分析模块 (26)4.4 数据测量和显示模块 (27)第5章系统调试与程序显示 (29)5.1 虚拟示波器性能 (29)5.1.1 程序设计思路.................................................... 错误!未定义书签。
基于LabVIEW的虚拟示波器设计分析
基于LabVIEW的虚拟示波器设计分析引言虚拟仪器是一种基于计算机的自动化测试仪器系统。
虚拟仪器的突出优点在于能够与计算机技术结合，将计算机资源与仪器硬件，数字信号处理技术与不同功能的软件模块结合，组成不同的仪器功能。
用户可根据测试的需要，自己设计所需要的仪器系统，即利用数据采集卡及计算机外围硬件进行信号的采集与检测，然后用计算机所编的软件来实现对信号的处理、计算和分析以及对测试结果进行显示。
波形分析是信号处理中重要的分析手段。
引言虚拟仪器是一种基于计算机的自动化测试仪器系统。
虚拟仪器的突出优点在于能够与计算机技术结合，将计算机资源与仪器硬件，数字信号处理技术与不同功能的软件模块结合，组成不同的仪器功能。
用户可根据测试的需要，自己设计所需要的仪器系统，即利用数据采集卡及计算机外围硬件进行信号的采集与检测，然后用计算机所编的软件来实现对信号的处理、计算和分析以及对测试结果进行显示。
波形分析是信号处理中重要的分析手段。
虚拟示波器的出现改变了原有示波器的整体设计思路，用软件代替了硬件。
将传统仪器由硬件实现的数据分析与显示功能，改由功能强大的计算机及其显示器来完成，使工程技术人员可以用一部笔记本电脑到现场就可轻松完成信号的采集、处理及频谱分析和波形分析。
LabVIEW(实验室虚拟仪器集成环境)是NI公司(美国国家仪器公司)的创新软件产品，也是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件集成开发环境，可实现数据采集、仪器控制、过程监控和自动测试等实验室研究和工业自动化领域的实际任务。
LabVIEW从基本的数学函数、字符串处理函数、数据运算函数、文件I／O函数到高级分析库，包括了信号处理、窗函数、滤波器设计、线性代数、概率论与数理统计、曲线拟合等，涵盖了仪器设计中几乎所有需要的函数。
LabVIEW的功能模块包括数据采集、通用接口总线和仪表的实时控制、数据分析、数据显示以及数据的存储。
拥有大量数据采集和仪表控制的功能模块和开发工具，因此，LabVIEW可以编出外观和功能都与真实仪表很相似的程序。
基于Labview的虚拟示波器设计
目录第1章绪论 (1)1.1虚拟仪器背景 (1)1.1.1虚拟仪器的产生 (1)1.1.2虚拟仪器的概念 (1)1.1.3虚拟仪器的构成 (2)1.1.4虚拟仪器的优点 (2)1.2虚拟仪器的现状 (3)1.2.1国外虚拟仪器的研究现状 (3)1.2.2国内虚拟仪器的研究现状 (3)1.2.3虚拟仪器的发展方向 (4)1.3课题目的及意义 (4)1.4课题主要研究任务与内容 (5)第2章系统软件的开发平台LabVIEW简介 (7)2.1 LabVIEW的基本概述 (7)2.2 LabVIEW的模板分析 (8)2.2.1工具模板 (9)2.2.2控件选板 (10)2.2.3函数选板 (10)2.3本章小结 (11)第3章示波器工作原理与设计步骤 (12)3.1数据采集模块设计 (12)3.2信号测量模块设计 (13)3.3数字滤波模块设计 (14)3.4频谱分析模块设计 (15)3.5波形显示模块设计 (15)3.6波形存储和回放模块设计 (17)3.7本章小结 (18)第4章示波器的测试与验证 (19)4.1完整的程序与前面板设计 (19)4.2示波器的验证 (20)4.3本章小结 (23)第5章总结与展望 (24)5.1总结 (24)5.2展望 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录 (28)附录1：DAQ助手的初始化 (28)附录2：英文原文 (34)附录3 汉语翻译 (42)第1章绪论1.1虚拟仪器背景1.1.1虚拟仪器的产生虚拟仪器技术是现在计算机系统和仪器系统相结合的产物，是当今计算机辅助测试领域的一项重要技术。
它推动着传统仪器朝着数字化，智能化，模块化，网络化的方向发展。
电子测量仪器发展至今，大体上可以分为四代：模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。
第一代模拟仪器，这类仪器在某些实验室里还能看到，它是以电磁感应基本定律为基础的指针式仪器，如指针式万用表、晶体管电压表、指针式电流表等。
基于LabVIEW的虚拟示波器的设计与实现
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AbstractIIIKey wordsIII第一章绪论11.1 引言11.2 课题现状11.3 课题的研究目的和意义21.4 本文结构3第二章主要应用软件介绍42.1 Protues简介42.1.1protues VSM 功能介绍72.2 Keil uV3 简介62.3 LABVIEW 简介错误!未定义书签。
第三章系统总体设计93.1 系统软、硬件的设计要求93.2 系统硬、软件设计10第四章详细设计与系统实现114.1 硬件电路的具体设计124.1.1硬件元件的选择164.1.2硬件电路的连接错误!未定义书签。
4.2Keil与Proteus联机调试错误!未定义书签。
4.3单片机与PC机的虚拟串行通信错误!未定义书签。
4.4虚拟示波器程序设计错误!未定义书签。
4.5虚拟示波器实现214.5.1创建虚拟示波器的前面板VI错误!未定义书签。
4.5.2虚拟示波器的实现错误!未定义书签。
第五章设计总结24参考文献25致26基于LABVIEW的虚拟示波器软件设计与实现摘要随着科学技术的不断提高，计算机应用的不断拓宽领域。
虚拟仪器的出现使人类的测试技术进入了新的发展纪元。
数字示波器是科学研究和实验室经常使用的一种台式仪器，目前这类仪器加工复杂，价格昂贵。
虚拟示波器是电子测量技术与计算机技术深层次结合的、具有很好发展前景的新一类电子仪器。
用虚拟示波器技术只需配置必要的数据采集硬件，就可以实现示波器的功能，为低成本下构建数据采集系统提供了一种思路。
应用NI公司提供的LABVIEW结合计算机模块化程序设计方法，完成虚拟示波器的上位机和下位机软件。
基于LABVIEW设计的虚拟示波器，硬件系统利用51单片机和A/D转换器进行数据采集，并充分应用PROTEUS 和 KEIL 的结合仿真功能，进行硬件电路和软件系统的仿真调试。
基于LABVIEW设计实现的虚拟示波器既能进行传统示波器的图形显示，又具有实现简单、界面友好、性能稳定可靠、成本低廉等优点。
基于LABVIEW的虚拟示波器设计
基于LabVIEW的虚拟示波器设计摘要虚拟仪器是当今仪器技术的发展热点,本文设计并实现了一种功能强大的虚拟示波器系统,详细介绍了利用图形化编程语言LabVIEW进行仪器程序设计的方法。
关键词示波器;虚拟仪器;数据采集;LabVIEW示波器是生产实践和科学研究中应用十分广泛的电子测量仪器。
虚拟仪器以计算机为核心,功能由用户定义和设计,具有虚拟面板,其测试功能由测试软件实现。
虚拟仪器的关键是用软件来实现硬件的功能,实现“软件即仪器”[1]。
本文应用虚拟仪器开发平台LabVIEW开发了一种虚拟示波器,不仅扩展了示波器的分析和计算能力,而且降低了仪器的价格,增强了仪器的通用性。
1 系统硬件设计1.1 仪器的结构框图图1虚拟示波器结构框图虚拟示波器的总体结构如图1所示,主要由数据采集卡、通信接口和和虚拟仪器用户界面组成。
其中数据采集卡主要负责采集现场的信号,经信号调理后由单片机控制数据的模数转换及读取,并把读取的数据经USB通信接口送入计算机。
而虚拟仪器用户界面主要完成单片机信号的接收和处理,并直观的显示在仪器面板上,从而实现系统的仪器测量功能。
1.2 数据采集卡鉴于经济性与灵活性的考虑,本系统采用自行设计数据采集卡。
以P89S935单片机作为数据采集系统的控制核心,包括信号调理电路、单片机外围电路、USB外围电路4大部分,主要完成现场信号的采集、转换及读取,并把读取的数据经USB通信接口送入计算机。
1.3 虚拟示波器功能设计虚拟示波器的设计参考了传统示波器的功能,并结合虚拟仪器的特点与计算机强大的信息处理能力,在功能上进行了扩展,实现了波形显示、存储和时域、频域参数自动测量、显示、查询等功能,如图2所示。
虚拟示波器的主要技术指标:采样速率:100kb/s;。
基于LABVIEW的虚拟示波器的设计
基于LABVIEW的虚拟示波器的设计虚拟示波器是一种基于计算机软件实现的示波器，可以通过图形界面显示电压随时间变化的波形。
基于LABVIEW的虚拟示波器，可以利用LABVIEW提供的丰富的图形化编程工具和硬件接口，实现更多功能和灵活性。
设计虚拟示波器的关键是收集、处理和显示波形数据。
基于LABVIEW的虚拟示波器可以通过各种数据采集设备（例如模拟输入IO卡或者USB采集设备）连接到电路中并接收电压信号。
这些设备通常提供了多个输入通道，可以同时采集多个信号。
LABVIEW的硬件接口模块可以帮助用户方便地与这些设备进行交互。
数据采集完成后，虚拟示波器需要将采集到的数据进行处理和显示。
在LABVIEW中，可以使用信号处理的工具包，对采集的数据进行滤波、傅里叶变换等处理，以便更好地展示电压信号的特征。
通过使用LABVIEW的图形显示工具，可以将处理后的数据以波形的形式进行直观的观察。
虚拟示波器不仅仅可以显示波形数据，还可以提供其他功能，例如自动测量、功率谱分析、频率响应等。
通过LabVIEW的功能模块，可以方便地实现这些功能。
例如，可以使用自动测量模块来自动计算波形的最大值、最小值、平均值等指标。
也可以使用频谱分析模块对波形进行频率分析，显示不同频率的成分。
除了显示波形数据和提供其他功能，虚拟示波器还可以提供一些调试和分析工具，以帮助用户更好地理解电路中的问题。
通过在LABVIEW界面中增加控件，用户可以实现诸如光标测量、自动触发等功能。
还可以通过在界面中增加控制按钮，实现波形的暂停、回放等功能，以便用户更好地分析和调试电路。
虚拟示波器的设计需要考虑用户的需求和易用性。
LABVIEW提供了丰富的图形化编程工具和灵活的界面设计功能，可以根据用户的需求进行定制。
同时，LABVIEW还支持导出数据到其他格式，如Excel或者MATLAB，方便用户进行深入的数据分析和处理。
在设计虚拟示波器时，还需考虑性能和稳定性问题。
基于LabVIEW的虚拟示波器的设计
ＭＵ Ｊａ ｙ ｎ ｉ．ａ
（ ａｊ ｇ Ｍａｉ ａ ａ ｓｉ ｔ， ｎ ｎ １０ ３ Ｎ ｎ ｎ ｒ ｅＲ ｄ ｒ ｎｔｕｅ Ⅳ ｇ２ ０ ０ ） ｉ ｎ Ｉ ｔ Ａ ｓ ａ ｔＴ ｅａｐｉａ ｏｓｏ ｅＬ ｂ ｌＷ ｅｉｓ ｕ ｎ ｏｔ ｌ ｎ ｅＤ Ｑ ａｅｉ ｒｄ ｃｄ ｂ ｔ ｃ ：ｈ ｐ ｌ ｔ ｎ ｆ ｈ ａ Ｖ Ｅ ｉ ｔ ｔ ｍｅｔ ｎｒ ｄｔ Ａ ｙ ｔ ｕ ｅ ． ｒ ｃｉ ｔ ｎｈ ｎｒ ｃ ｏａ ｈ ｎｏ
关键 。用 户可 以通过 修 改 软 件 的方 法 ， 方 便地 改 变 很 仪器 系统 的功能 ， 以适 应 不 同用 户 的需要 。本文 设 计 的虚 拟示 波器 系统就 是一个 典 型的虚 拟仪器 。
仪器 ， 其典型 的例子就 是所 谓 智能 化 的仪 器 ， 随着 计算 机功能的 日益强大 以及其体积 的 日趋缩 小 ， 这类 仪器 功 能也越来 越强大 ， 目前 已经 出现含 嵌入 式 系统 的仪 器 ； 另一种是 将仪器装入计算 机 ， 以通用 的计 算机硬件 及操
ｓｆ ａｅｓｓ ｍ ｄｖｌｐｄ ｃｎ ｉ ｐｅ ｅ ｔ ｈ ｕ ｃ ｏ ｓｓｃ ｓｔｅＤ Ｑ，ｗ ｖｆ ｉ ｌ ，ｄｔ ｏｔ ｒ ｙｔ ｅｅ ｅ ａ ｍ ｌｍ ｎ ｔｅｆｎ ｔ ｎ ｕ ｈａ ｈ Ａ ｗ ｅ ｏ ｉ ａｅ ｒ ｄｓ ａ ｏ ｍ ｐ ｙ ａ ａ
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Ｌ ｂ ＥＷ ｔ ｃ ｅ ｔ ｔ ｅ ｉｄｉｉ ｕ ｌ ｉ ｓｒ ｍ ｅ ｔ ｉ ｔｒａ ｅ ｏ ｔ ｅ ｃ ｍ ｐ ｔｒ ． Ｔｈ ｓ ｃ ｎ ａ ｙ ａ ＶＩ ｏ ｒ ａ ｅ ｈ ｎ ｖ ｄ ａ ｎ ｔｕ ｎ ｎ ｅ ｃ ｓ ｎ ｈ ｏ ｕｅ ｓ ｆ ｅ ｅ ｏ ｄ ｒ
基于LabVIEW虚拟示波器设计
平顶山工学院毕业设计论文设计题目：基于LabVIEW虚拟示波器设计指导教师：设计者：摘要虚拟仪器是现代计算机软硬件技术飞速发展的产物，它正逐步取代传统的电子仪器，是现代电工电子测量仪器的发展方向。
虚拟仪器主要由数据采集、数据分析处理、数据输出与显示三部分模块组成。
其软件开发平台有LabView、VC++ 等。
在此基础上，利用美国NI公司的虚拟仪器开发环境LabVIEW设计了虚拟示波器，介绍虚拟示波器的实现过程。
该仪器是用基于图形化编程语言LabVIEW8i 而编写的, 本虚拟示波器涉及主要功能包括：双通道信号输入、触发控制、通道控制、时基控制、波形显示、参数自测量等。
本虚拟示波器的数据采集的功能与普通示波器一样；波形显示模式：通道 A或B 、A+B及A-B等。
测试结果表明，本文设计的两通道数字示波器系统设计正确。
关键词: 虚拟仪器; 示波器; LabVIEWAbstractThe hypothesized instrument is the modern computer software and hardware technology rapid development product, it is substituting for traditional gradually the electronic instrumentation, is the modern electrician electronic surveying instrument development direction. The hypothesized instrument mainly by the data acquisition, data analysis processing, the data output and demonstrated three parts of modules compose. Its software development platform has LabView, VC++ and so on.In this foundation, has designed the hypothesized oscilloscope using American NI Corporation's hypothesized instrument development environment LabVIEW, the introduction hypothesized oscilloscope realization process. This instrument is with, this hypothesized oscilloscope which compiles based on presente in figures and diagrams programming language LabVIEW8i involves the main function to include: Double channel signal input, triggering control, channel control, time base control, profile demonstration, parameter from survey and so on. This hypothesized oscilloscope data acquisition function and the ordinary oscilloscope are same; Profile demonstration pattern: Channel A or B, A+B and A-B and so on. The test result indicated, this article designs two channel digital oscilloscope system design is correct.Key word: Virtual instrument; Oscilloscope; LabVIEW引言 (1)第一章：虚拟仪器 (7)1.1虚拟仪器概述 (7)1.2 虚拟仪器的特点 (8)1.3虚拟仪器现状及其发展趋势 (9)1.3.1 虚拟仪器的发展及特点 (9)1.3.2 虚拟仪器的发展方向 (10)1.4虚拟仪器的设计步骤 (10)第二章：LabVIEW概述 (12)2.1 什么叫LabVIEW (12)2.2 LabVIEW 软件的特点 (14)第三章示波器设计 (15)3.1本示波器功能 (15)3.1.1主要功能模块 (15)3.1.2波形显示模块 (15)3.2 示波器前面板设计 (16)3.3示波器的后面板（程序设计） (17)3.3.1数据采集模块（模拟数据采集） (17)3.3.2自动扫描控制 (23)3.3.3波形显示 (24)3.3.4测量波形的各种参数 (27)3.3.5手动/自动程序 (29)3.4总程序 (30)结论 (31)后记 (32)参考文献 (33)随着计算机技术的发展，传统仪器开始向计算机化的方向发展。
基于LABVIEW的虚拟示波器设计—虚拟示波器
目录1 LabVIEW软件及其基本设计原理简介 (1)1.1 LabVIEW简介 (1)1.2 LabVIEW软件设计基本原理 (1)2 关于虚拟示波器的设计思路及方案的实现 (3)2.1 设计思路 (3)2.2 方案的实现 (3)2.2.1 前面板的设计 ...................................................32.2.2 设计的基本原理和设计步骤 .......................................43 设计心得 (9)4 参考文献： (10)5 程序调试过程中发现的问题和解决办法 (10)的虚拟示波器设计基于LABVIEW 1 LabVIEW软件及其基本设计原理简介简介1.1 LabVIEW）是一种图形化的编程Laboratory Virtual instrument EngineeringLabVIEW（语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采协RS-485和、集和仪器控制软件。
LabVIEW集成了与满足GPIBVXI、RS-232ActiveX、议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。
它还内置了便于应用TCP/IP等软件标准的库函数。
这是一个功能强大且灵活的软件。
利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。
则采传统文本编程语言根据指令的先后顺序决定程序执行顺序，但LabVIEW及函数的执行顺用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了VI 提供很多外观与传统仪器（如示波器、万用表）类似的控件，可用序。
LabVIEW 使用图标和连线，中被称为前面板。
LabVIEW 来方便地创建用户界面。
用户界面在代码。
G 可以通过编程对前面板上的对象进行控制。
这就是图形化源代码，又称的图形化源代码在某种程度上类似于流程图，因此又被称作程序框图。
LabVIEW科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概尽可能利用了技术人员、LabVIEW它可以增强你构建自己的科学是一个面向最终用户的工具。
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本科毕业论文（设计）题目基于LabVIEW的虚拟示波器设计学生指导教师讲师年级2011级专业电子信息工程二级学院信息工程学院信息工程学院2015年5月郑重声明本人的毕业论文（设计）是在指导教师的指导下独立撰写完成的。
如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。
特此郑重声明。
毕业论文（设计）作者（签名）：年月日基于LabVIEW的虚拟示波器设计摘要虚拟仪器技术发展很快，以美国国家仪器公司为代表的一批厂商已经在市场上推出了基于虚拟仪器技术而设计的商品化仪器产品。
在美国虚拟仪器系统及其图形编程语言，已作为各大学理工科学生的一门必修课。
虚拟仪器发展至今已经算是比较成熟，和传统仪器相比有明显的优势虚拟仪器技术拥有强大的模块化硬件和高效灵活的软件使其能完成各类测试、测量和自动化的应用，极大的提高了产品开发和生产效率。
本次虚拟示波器设计软件是基于美国NI公司的LabVIEW。
LabVIEW在是在计算机上进行数据采集、数据分析处理。
实现虚拟示波器的功能主要有从外界采样模拟信号，转化为相应的数字信号，在计算机上实现波形的显示，并能够进行简单的波形处理，可以显示波形的最大值、最小值、平均值，并能够根据需要放大波形的倍数，最后进行调试完成。
关键词：LabVIEW 虚拟仪器虚拟示波器Design of Oscillogrape based on LabVIEWXing Long Directed by Jia Sumei[Lecturer]ABSTRACTVirtual instrument technology is developing rapidly now,national instruments as a representative of a number of manufacturers have been launched in the market based on virtual instrument technology and design instrument the commercialization of the products.Virtual instrument system in the United States and its graphical programming language,has been as a required course for the university of science and engineering students.Since the virtual instrument development is very mature, and has obvious advantage in comparison to traditional instruments virtual instrument technology has a strong modular hardware and highly efficient and flexible software can make it do all kinds of test, measurement and automation applications, greatly improve the efficiency of product development and production.The virtual oscilloscope design software is based on the NI company LabVIEW. LabVIEW is in on the computer for data acquisition, data analysis and processing. Realize the function of the virtual oscilloscope mainly include sampling analog signals from the outside world, into the corresponding digital signal, realizes the waveform display on the computer, and able to perform simple waveform processing, can display the waveform of maximum, minimum, average, and can according to need to amplify multiples of waveform, the final debugging.KEY WORDS：LabVIEW Virtual instrument Virtual oscilloscope目录1 绪论 (2)2 虚拟仪器的概述 (3)2.1 虚拟仪器的基本概念 (3)2.1.1 虚拟仪器的产生 (3)2.1.2 虚拟仪器的概念 (3)2.1.3 虚拟仪器的结构 (4)2.1.4 虚拟仪器的特点 (4)2.2 虚拟仪器发展现状 (4)2.2.1 虚拟仪器的现状 (4)2.2.2 虚拟仪器的发展趋势 (5)2.3 LabVIEW图形化编程语言 (5)2.3.1 什么是LabVIEW (5)2.3.2 LabVIEW的特点 (6)3 虚拟示波器的原理 (6)3.1 数字示波器 (6)3.2 虚拟示波器 (7)4 虚拟示波器的总体设计 (8)4.1 虚拟示波器的设计方案 (8)4.2 虚拟示波器的主要功能 (9)5 虚拟示波器的软件设计 (10)5.1 虚拟示波器的波形显示 (10)5.2 虚拟示波器的其功能 (12)5.2.1 虚拟示波器的存储和读取 (12)5.2.2 虚拟示波器参数测量显示 (14)5.2.3 虚拟示波器应用程序文件生成 (16)5.2.4 虚拟示波器其他子程序 (16)6 结论 (18)参考文献 (19)致谢 (20)1 绪论测量仪器发展至今，大体发展可分为四个时期，即模拟仪器、分立式元件仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。
传统仪器和虚拟仪器相比，不管是开发或者应用，都缺乏灵活性。
第四代虚拟示波器是现代计算机技术、通信技术和测量技术相结合的产物，也是传统仪器观念的一次巨大变革。
随着科技发展时代前进虚拟技术也在迅速的发展，虚拟仪器技术在很多方面打破了传统仪器的观念，虚拟仪器灵活多变的编程方式和传统仪器产生了巨大的差异，不仅包含传统仪器的特点及功能也灵活的发展出更多的功能和新的领域。
虚拟仪器就是在这种背景下产生的，其主要是应用计算机强大的信息处理能力，使本来需要硬件实现的技术软件化，最大程度地降低了系统的成本，增强系统的灵活性。
具体发展如图1-1所示。
图1-1 测量仪器的发展示波器的发展大致为初期发展、中期然后发展至今。
初期主要为模拟示波器：二十世纪四十年代是电子示波器兴起的时代，这个时期产生了近代示波器的基础。
五十年代电子示波器的带宽达到100MHz。
六十年代出现带宽6GHz的取样示波器、带宽4GHz的行波示波管、1GHz的存储示波管。
七十年代模拟式电子示波器达到高峰，测试数字电路又增添逻辑示波器和数字波形记录器。
模拟示波器从此没有更大的进展，开始让位于数字示波器。
二十世纪八十年代数字示波器异军突起，模拟示波器逐渐从退至后台。
进入中期数字示波器独领风骚：八十年代的数字示波器处在转型阶段。
进入九十年代，数字示波器除了提高带宽到1GHz以上，更重要的是它的全面性能超越模拟示波器。
此时的数字示波器已经比较成熟并且综合了模拟示波器的优点，并且发展出自己的特点。
2 虚拟仪器的概述2.1虚拟仪器的基本概念虚拟仪器技术利用强大的模块化硬件和高效灵活的软件完成各类测试、测量和自动化的应用。
虚拟仪器技术于1986年问世以后，LabVIEW图形化开发工具已经被世界各国的工程师和科学家们应用于产品设计周期的各个环节中，改善了产品的质量并且减少了产品投放市场的时间，产品开发和生产效率获得极大的提高，使用集成化的虚拟仪器环境分析实际的信号数据以获取实用信息，共享信息结果，有利于在较大范围内提高生产效率。
虚拟仪器具备的多方面的功能能满足我们对大部分项目需求。
2.1.1虚拟仪器的产生20世纪70年代，伴随个人计算机技术的出现，人们开始思考用电脑来处理传统仪器测试的数据；20世纪80年代，计算机技术的进一步发展，计算机主板上有了多个扩展槽，并研发出插在计算机里的数据采集卡，这时系统已经可以做一些简单的数据采集工作，由计算机进行对数据的处理，形成了虚拟仪器技术的雏形。
电脑强大的运算及分析能力以及相关的硬件及软件，组合成所需的各种仪器，对一些信号进行处理，这既是虚拟仪器的兴起。
2.1.2虚拟仪器的概念虚拟仪器（Virtual Instruments.简称VI）的概念，是美国国家仪器公司（National Instruments Corp.简称NI）于1986年提出。
NI公司还提出了“软件即仪器”的口号，引起了仪器和自动化工业的一场革命。
虚拟仪器的出现使得传统的测量工作产生了巨大变化，传统仪器封闭固定，而虚拟仪器的出现初次使使用者能根据自身需求去改变仪器的面板显示及运行程序。
虚拟仪器参照传统仪器功能，在传统仪器的基础上进行拓展及创新，其方便快捷的程序编写以及灵活的操作面板编辑，使其在应用于测量测试任务是异常便利，正因其高效强大的能力结合计算机硬件使其有了飞速的发展，图形化的编程语言以及直观的面板表现，使其能更容易被使用者所接受，也因此能被广泛的应用在各个领域和环境。
一般虚拟仪器主要是由硬件和软件构成，计算机的便利灵活结合虚拟仪器的功能，使测量更加高效，也使数据的存储、读取、分享更加便利灵活。
2.1.3虚拟仪器的结构虚拟仪器的构成主要是计算机、虚拟仪器的软件、仪器采集硬件、以及各种接口模块等组成的，其中硬件是输入输出的通道，而软件则是整个虚拟仪器的核心所在。
不同标准虚拟仪器分类也有所不同：从虚拟仪器采用的软件分类有应用LabWindows软件、LabVIEW 软件、SignalExpress软件等等；从采用总线方式分类有PCI、GPIB、VXI、PXI等方式的虚拟仪器系统，其中问世最早的是GPIB在1978年，VXI问世于1987而PXI则是近年1997年才问世的。
不仅是总线，接口方式的不同也区分不同的虚拟仪器种类：PC插卡式，并口式，串口USB方式等，问世最早的要算是PC插卡式，80年代就问世了，并口式方式的虚拟仪器是在1995年问世的，串口USB方式的虚拟仪器也在1999年问世。