基于LABVIEW的數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)

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1、.學(xué)號XX虛擬儀器學(xué)生姓名XX專業(yè)班級XX..基于LABVIEW的數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)目的1．掌握數(shù)字電壓表的基本原理和方法。2．基于LabView設(shè)計(jì)數(shù)字電壓表并實(shí)現(xiàn)。二、設(shè)計(jì)原理電壓是電路中常用的電信號，通過電壓測量，利用基本公式可以導(dǎo)出其他的參數(shù)。因此，電壓測量是其他許多電參數(shù)和非電參數(shù)量的基礎(chǔ)。測量電壓相當(dāng)普及的一種測量儀表就是電壓表，但常用的是模擬電壓表。模擬電壓表根據(jù)檢波方式的不同。分為峰值電壓表、均值電壓表和平均值電壓表，它們都各自做成獨(dú)立的儀表。這樣，使用模擬電壓表進(jìn)行交流電壓測量時，必須根據(jù)測量要求選擇儀表

2、。另外，多數(shù)電壓表的表頭是按正弦交流有效值刻度的，而測量非正弦波時，必須經(jīng)過換算才能得到正確的測量結(jié)果，從而給實(shí)際工作帶來不便。采用虛擬電壓表，可將表征交流電壓特征的峰值、平均值和有效值集中顯示在一塊面板上，測量時可根據(jù)波形在面板上選擇儀表，用戶僅通過面板指示值就能對測量結(jié)果進(jìn)行分析比較，大大簡化了測量步驟。三、設(shè)計(jì)思路　　LabVIEw8.5版本的工程技術(shù)比以往任何一個版本都豐富.它采用了英文界面，各個控件的功能一目了然。利用它全新的用戶界面對象和功能，能開發(fā)出專業(yè)化、可完全自定義的前面板。LabVIEW8.2對數(shù)學(xué)、信號處理

3、和分析也進(jìn)行了重大的補(bǔ)充和完善，信號處理分析和數(shù)學(xué)具有更為全面和強(qiáng)大的庫，其中包括500多個函數(shù)。所以在LabVIEW8.5版本下能夠更方便地實(shí)現(xiàn)虛擬電壓表的設(shè)計(jì)。..　　該電壓表主要用于電路分析和模擬電子技術(shù)等實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)和測量儀器，能夠讓使用者了解和掌握電壓的測量和電壓表對各種波形的不同響應(yīng)。因此，虛擬電壓表應(yīng)具備電源開關(guān)控制、波形選擇，以及顯示峰值、有效值和平均值三種結(jié)果，且輸入信號的大小可調(diào)節(jié)等功能。所以，用軟件虛擬了一個信號發(fā)生器。該信號發(fā)生器可產(chǎn)生正弦波、方波和三角波，還可以輸入公式，產(chǎn)生任意波形。根據(jù)需要，可調(diào)節(jié)面

4、板上的控件來改變信號的頻率和幅度等可調(diào)參數(shù)，然后檢測電壓表的運(yùn)行情況。因此，在LabVIEW圖形語言環(huán)境下設(shè)計(jì)的虛擬電壓表主要分為兩個部分：第一部分是虛擬電壓表前面板的設(shè)計(jì);第二部分是虛擬電壓表流程圖的設(shè)汁。1、前面板的設(shè)計(jì)前面板模擬真實(shí)電壓表的前面板，用于設(shè)置輸入數(shù)值和觀察輸出量。由于虛擬面板直接面向用戶，是虛擬電壓表控制軟件的核心。設(shè)計(jì)這部分時，主要考慮界面美觀、操作簡潔，用戶能通過面板上的各種按鈕、開關(guān)等控件來控制虛擬電壓表進(jìn)行測量工作。根據(jù)傳統(tǒng)電壓表面板控件的功能，利用LabVIEW中的控制模板，分別在設(shè)計(jì)面板上放入模擬

5、實(shí)際電壓表控件的數(shù)據(jù)輸入控件、顯示器、數(shù)據(jù)輸出控件、開關(guān)、選擇器，顯示器用于顯示輸入的信號波形;數(shù)據(jù)輸入控件主要用于輸入被測信號的信號頻率、采樣頻率、采樣數(shù)、振幅和相位;數(shù)據(jù)輸出控件則用于輸出被測信號經(jīng)過處理后得到的峰值、平均值和有效值及標(biāo)準(zhǔn)頻率的有效顯示。打開LabVIEW前面板的編輯窗口，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，顯示控制模板，選擇圖形一波形圖，作為電壓表的顯示器。在顯示器模板上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，對其進(jìn)行屬性設(shè)置，例如根據(jù)示波器的頻率與幅度值的變化，利用工具..模板中的文字工具，對示波器橫(時間)、縱(幅度)坐標(biāo)的刻度進(jìn)行重新設(shè)置。用Gra

6、ph控件設(shè)計(jì)的示波器是完全同步的，且波形穩(wěn)定?！　∵x擇控件→數(shù)值→數(shù)值輸入控件/數(shù)值顯示控件，作為電壓表參數(shù)設(shè)置中輸入和測試結(jié)果的數(shù)據(jù)顯示?！　∵x擇控件→下拉列表與枚舉→菜單下拉列表，放置對輸入波形選擇開關(guān)，在下拉列表中單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“編輯項(xiàng)”對其進(jìn)行編輯?！半娫撮_關(guān)”控件選擇經(jīng)典→經(jīng)典布爾→方形按鈕，當(dāng)按下開關(guān)時，虛擬電壓表開始運(yùn)行，同時電源開關(guān)的指示燈亮。同樣，當(dāng)彈起開關(guān)時，虛擬電壓表停止運(yùn)行。前面板如圖1所示。顯示界面：模擬信號生成：..2、流程圖的設(shè)計(jì)　　每一個前面板都對應(yīng)一個流程圖程序。前面板的設(shè)計(jì)完成后，可對流程

7、圖程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。打開LabVIEW設(shè)計(jì)環(huán)境中的窗口→顯示程序框圖，進(jìn)入流程圖編輯窗口，與前面板各控件對應(yīng)的端口圖標(biāo)自動出現(xiàn)在流程圖編輯窗口中。利用LabVIEW中的功能模塊，根據(jù)虛擬示波器前面板各控件的作用和聯(lián)系，虛擬示波器運(yùn)作后數(shù)據(jù)流的控制，分別在流程圖設(shè)計(jì)面板中放置各個功能模塊，合理擺放后，在用連線工具依次連接，以實(shí)現(xiàn)虛擬示波器的功能。數(shù)據(jù)流的編輯主要是對端口圖標(biāo)的連接。用連線工具進(jìn)行連線時，如果端口閃爍，說明相連的數(shù)據(jù)類型匹配，否則不能連接。（1）虛擬信號發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)由于虛擬電壓表主要用于演示，所以為了方便，可直接利用La

8、bVIEW軟件產(chǎn)生仿真信號。在該設(shè)計(jì)中，設(shè)置了正弦波、鋸齒、波方波和三角波以及由公式確定的任意波形等基本波形。在程序設(shè)計(jì)框圖中，使用一個Case..(選擇)語句對四種波形進(jìn)行選擇。Case語句中，每一個數(shù)字(0，1，2，3，4)都代表一種波形，與前面板控件中5種