基于labview的虛擬示波器設(shè)計(jì)

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1、設(shè)計(jì)報(bào)告題目：基于labview的虛擬示波器設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：報(bào)告日期：2013，6，26成績(jī)：評(píng)定老師：XX大學(xué)光電工程學(xué)院一、設(shè)計(jì)目的：綜合實(shí)用Labview知識(shí)，在本設(shè)計(jì)中使用了層疊式順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)等編程邏輯結(jié)構(gòu)以及常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如簇、捆綁成簇等數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)；同時(shí)還用到了波形生成控件VI、邏輯控件VI、數(shù)值控件VI等多個(gè)控件。此外還創(chuàng)建了多個(gè)子VI，可以更好地掌握Labview編程的方法和技術(shù)。二、設(shè)計(jì)要求：能夠?qū)崿F(xiàn)比較簡(jiǎn)單的雙通道示波器功能，主要功能包括：輸出波形顯示（單通道輸出波形顯示或兩通道輸出波

2、形同時(shí)顯示）；選擇觸發(fā)器極性（通道B觸發(fā)、外觸發(fā)EXT、正負(fù)極性觸發(fā)等）并能設(shè)置觸發(fā)電位；能進(jìn)行水平分度和垂直分度的調(diào)節(jié)。三、設(shè)計(jì)步驟：1、程序主要功能模塊：該設(shè)計(jì)主要功能模塊有：觸發(fā)功能塊、通道選擇功能塊、水平分度調(diào)節(jié)功能塊、垂直分度調(diào)節(jié)功能塊和波形顯示功能塊。通道觸發(fā)（可調(diào)電平/斜率）功能模塊結(jié)構(gòu)圖：觸發(fā)功能外部觸發(fā)水平分度調(diào)節(jié)顯示功能通道A垂直分度調(diào)節(jié)通道B通道選擇功能通道A&B主程序流程圖：電平/斜率調(diào)節(jié)功能通道選擇選擇觸發(fā)方式運(yùn)行通道觸發(fā)停止是否停止？波形顯示水平分度調(diào)節(jié)垂直分度調(diào)節(jié)外部觸發(fā)否是1、示波器前面板設(shè)計(jì)：

3、（1）示波器圖形控件：在前面板中選擇波形圖控件：格式與精度設(shè)置:標(biāo)尺設(shè)置：（1）其他主要控件：通道選擇：前面板中選擇垂直指針滑動(dòng)桿控件：屬性設(shè)置：標(biāo)尺設(shè)置：文本標(biāo)簽設(shè)置：電平調(diào)節(jié)旋扭：在前面板中選擇旋扭控件：數(shù)據(jù)輸入設(shè)置：標(biāo)尺設(shè)置：顯示格式：分度調(diào)節(jié)：水平分度調(diào)節(jié)文本標(biāo)簽設(shè)置：垂直分度調(diào)節(jié)文本標(biāo)簽設(shè)置：停止按扭屬性：操作設(shè)置：對(duì)各控件進(jìn)行布局得到示波器前面板：1、程序框圖設(shè)計(jì)（1）觸發(fā)源功能塊：觸發(fā)源功能塊的作用主要是利用觸發(fā)源開關(guān)的選擇和通道選擇開關(guān)完成對(duì)示波器顯示波形的觸發(fā)源的選擇，如下圖：源開關(guān)作為條件結(jié)構(gòu)的選擇項(xiàng)，當(dāng)源

4、開關(guān)處于“通道觸發(fā)”時(shí)為真，此時(shí)斜率調(diào)節(jié)和電平調(diào)節(jié)可用。當(dāng)源開關(guān)處于“外部觸發(fā)”時(shí)為假，此時(shí)斜率調(diào)節(jié)和電平調(diào)節(jié)不可用。功能的禁用與開啟通過(guò)相應(yīng)控件的屬性節(jié)點(diǎn)控制，屬性節(jié)點(diǎn)禁用屬性功能表如下：（2）通道輸入信號(hào)的生成和選擇創(chuàng)建“通道”子VI如下圖：前面板：程序框圖：上圖程序分別為：通道A、通道B生成波形和通過(guò)兩路通道同時(shí)產(chǎn)生波形。在這幾個(gè)程序框圖中，都需要通過(guò)波形生成函數(shù)生成所需的信號(hào)，各自通過(guò)均勻白噪聲函數(shù)加入不同幅度的白噪聲后生成所需的信號(hào)。通過(guò)不同的信號(hào)選擇塊后輸入到“觸發(fā)”子VI后產(chǎn)生所需的波形輸出。所用到的正弦和方波信

5、號(hào)生成函數(shù)的位置如下圖：（1）“觸發(fā)”子VI的創(chuàng)建：觸發(fā)子VI能夠根據(jù)觸發(fā)源的不同，對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行選擇后輸出。創(chuàng)建后的觸發(fā)子VI的前面板如下圖：在前面板添加“電平”數(shù)值輸入控件，“斜率”和“源”選擇開關(guān)，輸入信號(hào)“波形1輸入”和“波形2輸入”以及輸出波形“波形1輸出”和“波形2輸出”。程序框圖如下圖，圖中主要功能是通過(guò)“源”選擇開關(guān)對(duì)分支選擇結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇。若觸發(fā)源是通道觸發(fā)，即內(nèi)觸發(fā)，那么輸入的信號(hào)經(jīng)過(guò)“斜率”子VI產(chǎn)生信號(hào)的序號(hào)“索引”，通過(guò)“數(shù)組子集”函數(shù)返回從“索引”開始的長(zhǎng)度為1000個(gè)點(diǎn)的一段信號(hào)，并將這段信號(hào)作為

6、輸出信號(hào)通過(guò)“觸發(fā)”子VI輸出。如果觸發(fā)源是外部觸發(fā)，那么此時(shí)直接將輸入“觸發(fā)”子VI的兩路信號(hào)作為輸出信號(hào)輸出。（1）觸發(fā)電平“電平”子VI的創(chuàng)建電平.vi的主要功能是根據(jù)輸入的信號(hào)，與觸發(fā)電平的數(shù)值進(jìn)行比較后輸出產(chǎn)生觸發(fā)的數(shù)組的序號(hào)“索引”。電平.vi的前面板如下圖所示。在該前面板上有輸入矩陣、輸入觸發(fā)電平以及觸發(fā)極性斜率。電平.vi的程序框圖如下：首先，在程序中根據(jù)輸入信號(hào)矩陣，產(chǎn)生索引數(shù)組和數(shù)組大小的數(shù)組，然后在while循環(huán)中，通過(guò)“判斷范圍并強(qiáng)制轉(zhuǎn)換”函數(shù)，對(duì)輸入信號(hào)矩陣進(jìn)行范圍判斷并進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換，判斷的X標(biāo)準(zhǔn)為觸

7、發(fā)電平；由此判斷作為分支結(jié)構(gòu)的選擇條件，通過(guò)一些選擇性的邏輯判斷條件的判斷后，對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)信號(hào)矩陣和索引矩陣的判斷后的輸出索引數(shù)值。（1）通道選擇功能的設(shè)計(jì)通道選擇功能可以實(shí)現(xiàn)在示波器波形圖上顯示不同通道的波形，可以實(shí)現(xiàn)兩路信號(hào)同時(shí)顯示以及兩個(gè)通道單獨(dú)顯示。實(shí)現(xiàn)的程序框圖如下圖所示：通道選擇開關(guān)作為分支結(jié)構(gòu)的選擇條件，通過(guò)通道選擇子VI“通道.vi”，根據(jù)輸入觸發(fā)源電平、觸發(fā)極性以及采樣點(diǎn)數(shù)實(shí)現(xiàn)兩路信號(hào)的重新配置，并輸出所需要的通道信號(hào)。通道選擇子VI的輸出信號(hào)根據(jù)產(chǎn)生的信號(hào)“創(chuàng)建數(shù)組”，進(jìn)一步和分度數(shù)值“捆綁”成簇，

8、輸入到波形圖進(jìn)行輸出信號(hào)的顯示。（2）水平分度調(diào)節(jié)處理功能塊程序框圖如下所示水平分度調(diào)節(jié)功能塊處理后所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息作為波形圖控件的水平分度范圍的設(shè)置數(shù)值。在具體實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能塊的時(shí)候，首先將選擇的水平分度旋鈕的選擇數(shù)值作為分支結(jié)構(gòu)的條件，（在這里使用3個(gè)離散數(shù)值作為調(diào)節(jié)數(shù)值）