基于LabVIEW的虚拟仪器的设计--毕业设计.doc

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毕业设计论文

课题名称：基于LabVIEW的虚拟仪器的设计

姓名：

专业：电子测量技术与仪器

班级：测量11301

学号：11011072

指导老师：

2013年11月

目录
摘要 3
第一章虚拟仪器 4
1.1虚拟仪器的概述 4
1.2虚拟仪器的发展 4
1.3虚拟仪器的结构原理 5
1.4虚拟仪器的性能特点 6
1.5虚拟仪器的应用 7
1.6虚拟仪器的平台LabVIEW 7
第二章实验说明 10
2.1设计原理 10
2.2设计内容与要求 10
第三章设计方案 12
3.1程序框图 13
3.2方案实现与前面板设计 13
3.3结果分析 18
结束语 21
参考文献 22
心得体会 22
附录 23

摘要
现代科技发展日新月异，计算机尤其如此。计算机强大的处理能力，使得它成为一种很好的工具，其应用范围也越来越广泛。虽然传统仪器已经得到迅猛的发展，仪器精度越来越高，功能越来越强，性能越来越好，但传统仪器基本上没有摆脱单独使用、手动操作的模式。传统台式仪器是由厂家设计并定义好功能的—个封闭结构，它有固定的输入／输出接口和仪器操作面板。每种仪器只能实现一类特定的测量功能，并以确定的方式提供给用户。我国高档台式仪器如数字示波器主要依赖进口，一方面这些仪器加工工艺复杂、制造水平要求高，生产突破有困难；另一方面，用户可以将一些先进的数字信号处理算法应用于虚拟仪器的设计，提供传统台式仪器所不具备的功能，而且完全可以通过软件配置实现多功能集成的仪器设计。因此，目前研制一种结构简单、操作方便、费用低的数字示波器是非常必要的。声卡ＡＩＤ转换性能优越，技术成熟，配合ＬａｂＶＩＥＷ强大的数据采集与处理功能，可以构建性价比相当高的数据采集系统。本文运用普通的计算机声卡代替商用数据采集卡，设计了一种双通道数字存储示波器。它具有１６位的量化精度，最高采样频率为４４ＫＨｚ。该系统能够正确采集声卡设计频率范围内的信号。对１ｖ以上的信号，能够通过设计的电路衰减到合适的范围；对微伏级别的信号，能放大直到示波器上看到清晰的信号。虚拟数字存储示波器是虚拟仪器技术的一种具体应用，它将软件和虚拟仪器硬件紧密结合在一起，在公用计算机上虚拟地实现了示波器的各种功能，并进行了扩充。虚拟数字存储示波器系统由信号采集、信号处理和结果显示三大部分构成，但是除了信号采集部分是由硬件实现之外，其它两部分都是由软件实现。我们所设计的虚拟数字存储示波器总体上包括数据采集、波形运算、波形存储回放以及滤波等模块组成。它除了通用功能外，又具有普通示波器所没有的许多优点，如波形可以存储为数据文件，以便进行永久保存、随时调用数据，进行波形实时显示。成本低廉，功能可根据应用的需要不断加强。因而用声卡构建低成本的数据采集系统是切实可行的。
第一章虚拟仪器
1.1虚拟仪器概述
HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/126603.htm"虚拟仪器技术是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/37.htm"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NILabVIEW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。
HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/2398.htm"美国国家仪器公司NI（NationalInstruments）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HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/16431.htm"传感器。NI所拥有的虚拟