LabView虚拟示波器实验报告_虚拟仪器实验报告

LabView虚拟示波器实验报告由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“虚拟仪器实验报告”。

内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

虚拟仪器课程设计

报告

题目：双通道虚拟示波器 姓名：朱梦元 学号：1067106207 班级：10自动化2班 指导教师：肖俊生内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

．1 绪论

在数字电路实验中，需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。万用表和逻辑笔使用方法比较简单，而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。示波器是一种使用非常广泛，且使用相对复杂的仪器。本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。

示波器工作原理是：示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等

示波器用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器，由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。除观测电流的波形外，还可以测定频率、电压强度等。凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测。虚拟仪器介绍

1.1 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1986年问世以来，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。

20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，这都归功于其直观化的图形内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

编程语言。虚拟仪器的图形化数据流语言和程序框图能自然地显示您的数据流，同时地图化的用户界面直观地显示数据，使我们能够轻松地查看、修改数据或控制输入。

美国国家仪器公司NI（National Instruments）提出的虚拟测量仪器（VI）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。

“软件即是仪器”这是NI公司提出的虚拟仪器理念的核心思想。从这一思想出发，基于电脑或工作站、软件和I／O部件来构建虚拟仪器。I／O部件可以是独立仪器、模块化仪器、数据采集板（DAQ）或传感器。NI所拥有的虚拟仪器产品包括软件产品（如LabVIEW）、GPIB产品、数据采集产品、信号处理产品、图像采集产品、DSP产品和VXI控制产品等。

1.2 虚拟仪器的特点和优势

虚拟仪器具有传统独立仪器无法比拟的优势，但它并不否定传统仪器的作用，它们相互交叉又相互补充，相得益彰。在高速度、高带宽和专业测试领域，独立仪器具有无可替代的优势。在中低档测试领域，虚拟仪器可取代一部分独立仪器的工作，但完成复杂环境下的自动化测试是虚拟仪器的拿内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

手好戏，是传统的独立仪器难以胜任的，甚至不可思议的工作。

LabVIEW是NI推出的虚拟仪器开发平台软件，它们能够以其直观简便的编程方式、众多的源码级的设备驱动程序、多种多样的分析和表达功能支持，为用户快捷地构筑自己在实际生产中所需要的仪器系统创造了基础条件。

LabVIEW采用图形化编程语言--G语言，产生的程序是框图的形式，易学易用，特别适合硬件工程师、实验室技术人员、生产线工艺技术人员的学习和使用，可在很短的时间内掌握并应用到实践中去。特别是对于熟悉仪器结构和硬件电路的硬件工程师、现场工程技术人员及测试技术人员来说，编程就像设计电路图一样；因此，硬件工程师、现场工程技术人员及测试技术人员们学习LabVIEW驾轻就熟，在很短的时间内就能够学会并应用LabVIEW。也不必去记忆那眼花缭乱的文本式程序代码。

LabVIEW这么容易学习和使用，是不是LabVIEW的功能十分有限呢？不。像C或C++等其它计算机高级语言一样，LabVIEW也是一种通用编程系统，具有各种各样、功能强大的函数库，包括数据采集、GPIB、串行仪器控制、数据分析、数据显示及数据存储，甚至还有目前十分热门的网络功能。LabVIEW也有完善的仿真、调试工具，如设置断点、单步等。LabVIEW的动态连续跟踪方式，可以连续、动态地观察程序内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

中的数据及其变化情况，比其它语言的开发环境更方便、更?有效。而且LabVIEW与其它计算机语言相比，有一个特别重要的不同点：其它计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码行，而LabVIEW采用图形化编程语言--G语言。

LabVIEW程序又称为虚拟仪器，它的表现形式和功能类似于实际的仪器；但LabVIEW程序很容易改变设置和功能。因此，LabVIEW特别适用于实验室、多品种小批量的生产线等需要经常改变仪器和设备的参数和功能的场合，及对信号进行分析研究、传输等场合。

总之，由于LabVIEW能够为用户提供简明、直观、易用的图形编程方式，能够将繁琐复杂的语言编程简化成为以菜单提示方式选择功能，并且用线条将各种功能连接起来，十分省时简便，深受用户青睐。与传统的编程语言比较，LabVIEW图形编程方式能够节省85％以上的程序开发时间，其运行速度却几乎不受影响，体现出了极高的效率。使用虚拟仪器产品，用户可以根据实际生产需要重新构筑新的仪器系统。例如，用户可以将原有的带有RS232接口的仪器、VXI总线仪器以及GPIB仪器通过计算机，联接在一起，组成各种各样新的仪器系统，由计算机进行统一管理和操作。可以预见，由于LabVIEW这些其他语言无法比拟的优势，已经成为该领域的一朵奇葩！最终将引发传统的仪器产业一场新的革命。内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

实验内容

一．设计题目: 双通道虚拟示波器 二．设计目的: 通过实验，初步了解虚拟仪器的概念，基本掌握labview8.5的操作方法，掌握各种控件和编程函数的用法。以labview8.5为操作环境，创建示波器vi，并实现一定的功能。

三.设计要求: 运用labview8.5软件，创建一个虚拟双通道示波器VI，并实现以下功能：

 运行、停止

 可显示两路图形，X、Y轴调整

 显示模式：单通道、多通道模式，运算模式(两通道相加、两通道相减等)。

 测量：频率、周期、幅值、上升时间、占空比等参数

四.设计思想

虚拟示波器是由信号调理器，PCI总线的数据采集卡组成的外部采集系统加上软件构成的分析处理系统组成。被测信号送到信号调理电路，进行隔离、放大、滤波整流后送数内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

据采集卡进行A/D转换，最后由控制软件对测试信号进行数据处理，完成波形显示，参数测量、频谱分析等功能。系统结构如图1显示

图1

五．设计实现过程

启动LabVIEW8.5,进入程序运行界面，进入程序框图，击右键进行选择：

1．面板的设计

将文字，旋钮的指示的颜色通过属性进行修改，使其美观，再将面板上的各控件布置整齐，使其大方。总是，只需使前面板美观，整齐，大方！

参数旋钮如图示：

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图2

图3

前面板整体结构图如下：

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图4

2．程序图的设计

（1）波形测量通道的设计

①在程序框图页面右击选执行过程控制 →条件结果和while循环

②在程序框图中右击选信号处理→波形生成→信号仿真，进行属性设置

③分别设置数值作为信号仿真频率和幅值的输入并连接。

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图5（2）同理，可以完成两通道相加的程序设计

图6

（3）两通道相减的程序设计

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图7（4）在前面板运行此程序，看是否出现预期的结果，如出现错误进行调整(通道选择，频率和幅值的调整)，直至正常。

（5）进行数据采集的设计

在程序框图中右击，选输入→DAQ，input→在程序框图中右击选输入找出DAQ，用两个，双击进行属性设置；具体设置如下：

图8 双击进行属性设置，在输入选a0,a1,即得，通过其便可将所产生的信号送入采集卡，在第二个DAQ也双击得 到

选a0,a1及连续信号得，并进行采样频率,采样点数的输入控件设置，内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

便可将信号从数据卡中信号输出，通过波形图便可验证所产生信号的实用性。

（6）DAQ数据采集卡的使用

参考模拟信号生成之后，利用数据采集卡对其信号进行采集，步骤是在程序框图中击右键（Acquire Signals），选择“Analog Input→Voltage”单，在函数选板的“输入”子目录中打开“DAQ Aistant”，然后配置采集信号类单击进入，再选择“Dev1(PCI-6221)→ai0,ai1” 单击“Finish”，进入配置选板，选择“Terminal Configuration→RSE”,再“Timing settings”中设置“Acquisition Mode→Continuous Samples”然后单击“Run”看是否能够采集到信号，若不能，再重复上述步骤，直至能采集到信号才完成通道配置。并且加上一个“采样点数和采样频率”，信号采集通道完成，接着用一个拆分信号将信号拆分，并与条件语句相连，配置信号采集通道完成。

（7）数据的统计

在后面板中，击右键，从Expre中的信号分析控件中，选择旋分析控件，在后面板面板生成一个相应的控件，双内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

击这个控件得到配置统计界面。

后面板整体结构图如下：

图9 六．LabVIEW设计的心得体会

通过这次labview的课程设计，具体的来说我掌握了了公式节点的用法；滤波器的用法；图形编辑器的用法和子VI的建立过程及调用；掌握了while循环、for循环、条件结构循环的用法；初步了解了顺序结构的用法；了解了数据采集的基本知识；熟悉了写入测量文件及保存数据的基本操作、程序调试过程中的单步执行、断点设置以及探针工具的使用方法、延时程序的调用方法等等。

我明白了课堂中学习到的知识得到运用，课堂学的东西远远不能满足实际应用，我深刻的知道实验对于理论知识的 14 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

升华的重要性。在今后的求学过程中，注重对自己动手能力的培养，全面发展自己，做个真正意义上的大学生。