基于LabVIEW虚拟数字存储示波器设计.doc

目 录 1 技术指标 1 2 设计框图 1 3 设计主要功能简介 1 4 总体设计实现 2 4.1 程序框图设计 2 4.1.1 波形显示模块 2 4.1.2 波形存储及读取模块 3 4.2 前面板设计 3 5 设计总结体会 5 6 参考文献 6 基于LabVIEW虚拟示波器设计 计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，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。另一种方式是将仪器装入计算机，以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。基于LabVIEW的虚拟仪器设计即是这种方式。 1 技术指标 利用LABVIEW的虚拟编程环境设计一个示波器，可显示用户输入的各种信号，可实现信号的时域显示与分析等。 2 设计框图 通过对技术指标的理解和LabVIEW软件的初步学习，设计实现虚拟示波器的方案框图如图1所示。主要功能有信号生成、波形属性调节、数据采集与分析、波形显示、测量数据和波形存储与读取等。 3 设计主要功能简介 （1）实时显示：将输入信号实时显示在前面板上，便于用户对波形观察及时了解波形存在的问题，并对下一步的调节提供依据，便于用户对波形做出相关的调节，直至满意为止。 （2）截波显示：在示波器的运行过程中，不仅可满足波形的瞬态显示，同时也可以将瞬态波形进行保存。 （3）波形存储：可随时将原始信号或处理后信号以LabVIEW特有的LVM文件格式存储在本地硬盘上，便于日后分析或处理。其中瞬态信号在截波后以BMP图片格式存储在本地硬盘上供日后查看以及分析。 （4）波形回显：即将存储的LVM格式波形文件重新读取然后显示在PC机端，便于用户对数据的提取及分析。 4 总体设计实现 4.1 程序框图设计 4.1.1 波形显示模块 通过分析整体设计，结合LabVIEW软件平台，设计出虚拟示波器的相关程序框图如图2所示。 该模块主要包括：波形产生，波形属性调节，数据读取与分析，测量数据以及波形显示等功能，实现了一台虚拟示波器的最基本的功能。 4.1.2 波形存储及读取模块 在实现虚拟示波器基本功能的基础上，程序设计添加了波形存储与读取模块，以实现用户对数据的存储以及对数据的提取分析等，具体程序如图3所示。 4.2 前面板设计 由当前设计方案实现的程序，再经过整理后得到的前面板显示如图4所示。 开始运行后，选择相关波形，设定初始属性值，即可得到初始波形。以三角波为例波形显示如图5所示。 通过前面板上的相关按钮，可对波形属性做部分调节，可得到即时的相对应波形显示，如图6所示。 注：以上部分只显示了此次示波器设计的最基本的波形显示及调节，测量数据等功能，具体到波形存储与读取等功能，此处无法展示，需运行后自行了解。 5 设计总结体会 本设计根据要求完成了示波器的基本功能，在现有条件下应该是完成了应该达到的或可以达到的功能。在完成虚拟示波器的开发过程中，学习到了许多新知识，将理论与实践完美结合，具有成功感，提高了学习实验课程的兴趣。 总体来说本设计还有许多需要改进的地方。 首先，对程序运行的效率没有考虑。从设计的整体过程来看，都没有充分考虑到常年供需的效率以及操作的效率，仅是对功能的实现作了少量的优化。由于对软件的学习深度有限，比如说程序的运行效率，波形文件的存储与读取效率等均为做考虑，此次设计的内容比较小，在PC机上运行体现不出，但当程序比较大时，运行效率的处理尤为重要。此为本次设计的一大缺陷。 其次是人机界面的设计。操作的方便性有待提高。自我感觉界面除了必要的按钮外，按钮应该越少越好。本设计的界面除了图形显示外，还有过多的表格显示，理想的情况是设计成可控制显隐状态的模式。 鉴于各种原因，LabVIEW所具有的强大功能还有许多未曾开发和加以很好利用，将在未来的应用中逐步深入学习该软件，以更加有效的应用其功能。 6 参考文献 [1]刘君华，贾惠芹等编著.虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW.西安:西安电子科技大学出版社，2001.8 [2]杨乐平，吕英军.虚拟数字示波器的设计与实现[J].电子技术与应用，2000 (7):28-30 [3]虚拟示波器[0L].电子开发网， [4]邓焱，王磊邓编著. LabVIEW7.1测试技术与仪器应用. 北京:机械工业出版社, 2005.08 武汉理工大学《能力拓展训练》报告书 1 武汉理工大学《能力拓展训练》报告书 波形显示 数据采集 数据分析处理 信号生成 波形属性调节 测量数据 波形存储与读取 图1 设计方案总体框图