基于聲卡的虛擬示波器的設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告</b></p><p>　　基于聲卡的虛擬示波器的設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　專 業(yè)： 通信工程 </p><p>　　班 級(jí)： </p>

2、<p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2012 年 4 月</p><p>　　一 選題的依據(jù)和意義</p><p>　　聲卡也叫音頻卡（港臺(tái)稱之為聲效卡）：聲卡是多媒體技術(shù)中最基本的組成部分，是實(shí)現(xiàn)聲波/數(shù)字信號(hào)相互

3、轉(zhuǎn)換的一種硬件。聲卡的基本功能是把來自話筒、磁帶、光盤的原始聲音信號(hào)加以轉(zhuǎn)換，輸出到耳機(jī)、揚(yáng)聲器、擴(kuò)音機(jī)、錄音機(jī)等聲響設(shè)備，或通過音樂設(shè)備數(shù)字接口使樂器發(fā)出美妙的聲音。</p><p>　　選擇LABVIEW的設(shè)計(jì)是因?yàn)樗翘摂M儀器可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)儀器的大部分功能，而且在許多方面有傳統(tǒng)儀器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，如使用靈活方便、功能豐富、價(jià)格低廉、可一機(jī)多用、可重復(fù)開發(fā)等。選題的意義是因?yàn)樗c傳統(tǒng)儀器相比虛擬儀器主要有以下幾

4、個(gè)優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　一、融合了計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的硬件資源，突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、存儲(chǔ)等方面的限制，大大增強(qiáng)了傳統(tǒng)儀器的功能。</p><p>　　二、利用計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源，節(jié)省了物質(zhì)資源，增加了系統(tǒng)靈活性，更好的坐到人機(jī)交互。</p><p>　　三、基于計(jì)算機(jī)總線和模塊化儀器總線，使儀器的硬件實(shí)現(xiàn)了模塊化、系列化、大大縮小了系統(tǒng)的尺寸，可方便構(gòu)建

5、模塊化儀器。</p><p>　　四、基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和接口技術(shù)，使VI系統(tǒng)具有方便、靈活的互聯(lián)能力，廣泛支持諸如CAN，F(xiàn)ield Bus，PROFIBUS等各種工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)。因此，利用VI技術(shù)可方便的構(gòu)建自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量、控制過程的網(wǎng)絡(luò)化。</p><p>　　五、基于計(jì)算機(jī)的開放式標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)。虛擬儀器的硬、軟件都具有開放性、模塊化、可重復(fù)使用及互換性等特點(diǎn)。因此，用戶可以根

6、據(jù)自己的需要選擇不同廠家的產(chǎn)品，使儀器系統(tǒng)的開發(fā)更為靈活、效率更高，縮短了系統(tǒng)組建和維修的時(shí)間。</p><p>　　二 選題研究的基本內(nèi)容</p><p>　　本課題的主要工作是首先進(jìn)行虛擬示波器的整體設(shè)計(jì)；掌握虛擬儀器的軟件編程環(huán)境LABVIEW的使用；熟悉聲卡的使用，進(jìn)行示波器硬件模塊的設(shè)計(jì)；用圖形化編程語言LABVIEW實(shí)現(xiàn)虛擬示波器的聲卡設(shè)置模塊、觸發(fā)選擇模塊、波形運(yùn)算模塊、參

7、數(shù)計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和回放模塊以及濾波模塊的設(shè)計(jì)。具體而言，論文包括以下內(nèi)容：</p><p>　　虛擬數(shù)字存儲(chǔ)示波器的總體設(shè)計(jì)方案。主要介紹以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：編程環(huán)境LABVIEW優(yōu)點(diǎn)以及硬件的選擇；虛擬示波器的分辨能力、帶寬、精度以及采樣技術(shù)；對(duì)所設(shè)計(jì)的虛擬示波器的結(jié)構(gòu)、組成和儀器所能實(shí)現(xiàn)的功能做了簡(jiǎn)單的介紹。</p><p>　　主要介紹虛擬儀器的編程環(huán)境LABVIEW，以及圖形化

8、編程語言的組成：程序前面板、框圖程序、和圖標(biāo)/連接端口；編程工具；工具模版、控制模版和功能模版；簡(jiǎn)述虛擬儀器創(chuàng)建過程，為下面的程序開發(fā)提供了正確的系統(tǒng)開發(fā)順序。</p><p>　　將虛擬示波器的各個(gè)模塊在主v1的框圖程序中按照一定的邏輯關(guān)系組合起來，并且利用所設(shè)計(jì)的虛擬數(shù)字存儲(chǔ)示波器系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣信號(hào)的顯示、存儲(chǔ)、分析等操作，驗(yàn)證所開發(fā)的虛擬示波器運(yùn)行可靠。并探討了示波器的功能拓展。</p>

9、;<p>　　三 研究方法及措施</p><p><b>　　1）方法、手段：</b></p><p>　　虛擬儀器由通用儀器的硬件平臺(tái)包括信號(hào)調(diào)理器、數(shù)據(jù)采集卡和應(yīng)用軟件兩大部分構(gòu)成。硬件平臺(tái)完成被測(cè)信號(hào)調(diào)理與信號(hào)采集，即獲取被測(cè)信號(hào)。軟件平臺(tái)完成信號(hào)的前期處理以及參數(shù)測(cè)量、頻譜分析等功能。被測(cè)信號(hào)送到信號(hào)調(diào)理電路，進(jìn)行隔離、放大、濾波整流后送數(shù)據(jù)采

10、集卡進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，最后由控制軟件對(duì)測(cè)試信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成波形顯示，參數(shù)測(cè)量，頻譜分析等功能。</p><p>　　2）數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　數(shù)據(jù)采集模塊式虛擬示波器軟件的核心也是最為關(guān)鍵的一個(gè)程序模塊，主要完成數(shù)據(jù)采集的控制，數(shù)據(jù)的讀取及數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。這個(gè)模塊中應(yīng)用程序會(huì)通過采集卡的驅(qū)動(dòng)程序和硬件進(jìn)行通信，要發(fā)出各種控制字、參量字到儀器中去，同時(shí)又要對(duì)硬件的工作狀態(tài)進(jìn)

11、行判斷和處理，其中數(shù)據(jù)采集卡通過多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換新片和數(shù)據(jù)緩存的幾個(gè)部件將多通道的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后讀取采樣值。圖1為數(shù)據(jù)采集模塊的程序設(shè)計(jì)框圖。</p><p>　　圖1數(shù)據(jù)采集模塊的程序設(shè)計(jì)</p><p><b>　　虛擬示波器功能設(shè)計(jì)</b></p><p>　　虛擬示波器軟件設(shè)計(jì)采用的NI公司的虛擬儀器開發(fā)工具LabVI

12、EW。使用LabVIEW開發(fā)平臺(tái)編制的虛擬儀器程序VI包括3個(gè)部分：程序前面板、框圖程序和圖標(biāo)/連接器。程序前面板用于設(shè)置輸入數(shù)值和觀察輸出量，生成模仿傳統(tǒng)儀器的控制面板。每一個(gè)程序前面板都對(duì)應(yīng)著一段框圖程序。框圖程序用LabVIEW圖形編程語言編寫，類似傳統(tǒng)程序的源代碼。連接器是子程序SubVI被其它VI調(diào)用的接口。LabVIEW采用的是自上向下的模塊化編程方法，所生成的各個(gè)子程序有利于主程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。這種設(shè)計(jì)方法可大大減小虛擬儀

13、器開發(fā)的難度，利于儀器開發(fā)人員之間的分工協(xié)作。本次虛擬示波器的設(shè)計(jì)將參考傳統(tǒng)示波器的功能，并結(jié)合虛擬儀器的特點(diǎn)與計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的信息處理能力，在功能上進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)波形顯示、存儲(chǔ)和時(shí)域、頻域參數(shù)自動(dòng)測(cè)量、顯示、查詢等功能。圖2為虛擬示波器的功能框圖。</p><p>　　圖2 虛擬示波器功能框圖</p><p>　　四、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度及步驟</p><p>　　1-5周，

14、明確畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，完成文獻(xiàn)查閱，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告。</p><p>　　6-8周，完成課程設(shè)計(jì)技術(shù)方案。</p><p>　　9-12周，按畢業(yè)設(shè)計(jì)方案開展畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p><p>　　13-17周，完成初稿，完成外文翻譯。</p><p>　　18-19周，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備。</p><p><b&g

15、t;　　20周，答辯完成。</b></p><p><b>　　五 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 陳錫輝，張銀鴻：LABVIEW8.20程序設(shè)計(jì)從入門到精選。北京清華大學(xué)出版社，2007.302</p><p>　　[2] 雷振山：LABVIEW 入門與提高范例教程。中國(guó)鐵道出版社，2009.711</p&g

16、t;<p>　　[3] 戴鵬飛，王勝開，王格芳等：測(cè)試工程與LABVIEW應(yīng)用。電子工業(yè)出版社，2006.309</p><p>　　[4] (美)Robert H.Bishop_.Learning With Labview 7 Express_.電子工業(yè)出版社，</p><p><b>　　2005.393</b></p><p&g

17、t;　　[5] 王水魚、李德昌：國(guó)外示波器的發(fā)展與趨勢(shì)[J],國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)。1999,1:45-46</p><p>　　[6] 劉陽(yáng)：虛擬儀器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]，電子技術(shù)應(yīng)用。1996，4</p><p>　　[7] 賈功賢，劉成康等：基于PC的虛擬儀器的發(fā)展趨勢(shì)[J]，電子技術(shù)應(yīng)用。1999，12</p><p>　　[8] 王瑞林：虛擬儀器在我國(guó)的應(yīng)用