多路信号发生器 和 双通道虚拟示波器设计 (22)

虚拟仪器

课程设计报告

设计题目：

1、多路信号发生器

2、虚拟示波器

虚拟仪器课程设计

一、虚拟仪器简介

虚拟仪器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。自80年代后期出现以来，已经得到了极大地发展，他的兴起为仪器制造商、仪器用户提供了前

所未有的施展各自才能的领域，仪器不再是制造商的独自天下，从而真正体现了“仪器的使用者就是设计者，软件就是仪器”的新观念。世界各国的工程师和科学家们都已将NI LabVIEW图形化开发工具用于产品设计周期的各个环节，从而改善了产品质量、缩短了产品投放市场的时间，并提高了产品开发和生产效率。使用集成化的虚拟仪器环境与现实世界的信号相连，分析数据以获取实用信息，共享信息成果，有助于在较大范围内提高生产效率。虚拟仪器提供的各种工具能满足我们任何项目需要。

使用labview开发平台编制的程序称为虚拟仪器程序，简称为VI。VI包括三个部分：程序前面板、框图程序和图标/连接器。程序前面板用于设置输入数值和观察输出量，用于模拟真实仪表的前面板。在程序前面板上，输入量被称为控制（Controls），输出量被称为显示（Indicators）。控制和显示是以各种图标形式出现在前面板上，如旋钮、开关、按钮、图表、图形等，这使得前面板直观易懂。

Labview图形化编程语言的出现终于把人们-尤其是工程师和科学家们从繁杂的编程工作中解放放出来，是他们能够真正专心于自己所关注的事情。通过labview图形化编程环境，编程者可以像搭积木一样“搭建”所见即所得的程序界面，而程序的执行内容则由一个个表示函数的图标和图标之间的数据流连线构成。这不仅使得编程者不再需要记忆纷繁复杂的语法和函数原型，更使编写程序的过程与工程师们的思维习惯相符合，从而使编写程序的过程也变得生动起来。

因此，在现代社会能够熟练使用labview编程并解决一些实际问

题，将对一个人的发展奠定一个很好的基础，也将称为强大的生存工具。

二、Labview实际设计实例：

（一）多路信号发生器的设计：

1、设计题目：多路信号发生器

2、实验目的：通过对信号发生器的设计，加深对labview的认识，

熟练掌握labview8.5的操作方法，认识几种波形发生方法，掌

握数据采集系统的设计理念，学会利用ni板卡实现实验要求。

3、实验要求：

1）可输出双路正弦波（方波、三角波）信号，其相位差可调。

2）信号的频率、幅值、占空比可调

4、设计思想：

利用两个“基本函数发生器”产生正弦波、三角波、方波、锯齿波信号并实现单多通道波形的输出，用一个条件循环实现两个通道波形的选择和通道的切换，通过数值输入控件对信号的幅值、频率、占空比、相位进行控制，程序的最外层加一个while循环实现波形持续产生。用DAQ采集卡实现模拟信号的输出。

5、设计过程：

1）打开labview8.5软件，在白色程序编辑区编辑实现程序。2）两个函数基本发生器的设计：

在空白区右键单击，从Express中找到基本函数发生器

，将其拖到编程区，根据要求设定参数如图所示：

同理设计另一个一样的发生器（图略）

3）通道选择：

涉及三个选项，通过这几个选项实现通道的选择，同时每个通道中程序设计币一样

4）模拟通道设计：

使用DAQmx底层VI进行数据采集

5）其中1）、创建虚拟通道函数：通过给出所需的目标通道名称以及物理通道连接，用来在程序中创建一个通道。使用DAQmx 的DAQmx Create Channel VI创建和初始化一个计数器输出通道，用来产生指定频率的脉冲。选择合适的输入参数，包括：Duty Cycle, Frequency, Counter(s), Idle State and Initial Delay.

注意：本实验中要用模拟信号输出，所以要把下拉菜单改为AO

V oltage。

2）、定时设定VI：DAQmx定时VI配置了任务、通道的采样定时以及采样模式，并在必要时自动创建相应的缓存。使用DAQmx Timing VI 来配置脉冲产生的持续时间。像脉冲序列的产生这类没有采样时间的需求的应用，必须使用Implicit instance。另外，选择“Continuous ”作为采样模式。

3）、DAQmx Write.VI：可以将需要采集卡生成的数据写入到任务中，这个VI 通常用于Analog/Digital Output 等线程

4）Start Task.vi ：在通道、定时、触发等硬件配置完成后，开始采集任务，也就是线程一旦流过DAQmx Start Task.vi，采集卡硬件就开始按照前面的配置执行。

DAQmx 线程的信息都是通过“task in/out”引脚进行传

递，需要结束时，可以放置DAQmx Stop Task.vi。

5）调用DAQmx Clear Task VI 来清楚该任务。

6）使用Add a Wait Until Next Millisecond Multiple VI 检查和显示错误。

本实验需要模拟输出，其思想是：

设定定时和缓冲———向缓冲写数据———开始输出———写出采样值———继续写出采样（是，继续写；否，停止输出）———显示错误。

6、结果显示：

1）首先看单通道的实现结果，单击控制面板上的运行按钮，然后打开桌面上蓝色图标DAQ助手单击接收信号标

签，调整ai1/ai0、continual、res，可以观察到波形：

可以通过调节前面板的幅值、频率等观察波形的变化。

2）点击切换按钮，切换到多通道，前面板波形出现在示波器上

继续打开daq助手观察接收到的波形：