labview課程設(shè)計(jì)報(bào)告(雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì))

1、<p>　　電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)評(píng)分表</p><p>　　課程名稱： 虛擬儀器技術(shù)課程設(shè)計(jì) </p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) </p><p>　　2012年 7 月 13 日</p><p><b>　　目錄</b></p>

2、<p>　　1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書·································

3、··························4</p><p>　　2、總體設(shè)計(jì)方案·····&#

4、183;····································

5、···················8</p><p>　　2.1、虛擬儀器概念與傳統(tǒng)儀器概念主要區(qū)別··········&

6、#183;·······················8</p><p>　　2.2、虛擬儀器labvIEW圖形化程序的組成和特點(diǎn)····

7、83;·························9</p><p>　　2.3、為什么選擇虛擬儀器LabVIEW圖形化軟件開發(fā)平臺(tái)來設(shè)計(jì)雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器

8、····································

9、3;···································13</p

10、><p>　　2.4、雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器的總體結(jié)構(gòu)圖······························

11、83;····13</p><p>　　3、雙通道虛擬儀器信號(hào)發(fā)生器的工作原理、功能以及使用說明····················14</p><p&

12、gt;　　3.1、雙通道虛擬儀器信號(hào)發(fā)生器的工作原理································&#

13、183;14</p><p>　　3.2、雙通道虛擬儀器信號(hào)發(fā)生器的前面板操作說明···························14<

14、;/p><p>　　3.2.1、信號(hào)發(fā)生器的開啟與關(guān)閉······························

15、83;·········15</p><p>　　3.2.2、通道選擇·····················&#

16、183;·······························15</p><p>　　3.2.3

17、、波形選擇與波形參數(shù)設(shè)置··································

18、3;····15</p><p>　　3.2.4、噪聲的選擇與參數(shù)設(shè)置·························

19、83;················15</p><p>　　3.2.5、正弦波的有效值和相位差顯示·············

20、;·······················16</p><p>　　4、程序流程圖、框圖程序的設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn)方法·····

21、3;··························16</p><p>　　4.1、程序流程圖····

22、3;····································&#

23、183;···············16</p><p>　　4.2、框圖程序的設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn)方法··············

24、;·························17</p><p>　　4.2.1、波形的選擇與產(chǎn)生·····

25、····································

26、3;····17</p><p>　　4.2.2、選擇是否加入噪聲以及噪聲的參數(shù)設(shè)置························&#

27、183;··19</p><p>　　4.2.3、正弦波的有效值和相位差的測量與顯示··························

28、··20</p><p>　　4.2.4、通道選擇與顯示····························&#

29、183;···················21</p><p>　　5、調(diào)試、運(yùn)行及其結(jié)果···········

30、····································

31、3;·······22</p><p>　　5.1、調(diào)試························&

32、#183;····································

33、;···22</p><p>　　5.2、源程序····························&

34、#183;································23</p><p>

35、　　5.3、運(yùn)行結(jié)果：···································

36、;·······················27</p><p>　　6、收獲、體會(huì)········&

37、#183;····································

38、;·················30</p><p>　　7、參考文獻(xiàn)··············&#

39、183;····································

40、·············31</p><p>　　《虛擬儀器技術(shù)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(一)</p><p>　　題目：雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p>

41、<p>　　對(duì)于任何測試來說，信號(hào)的生成非常重要。例如，當(dāng)現(xiàn)實(shí)世界中的真正信號(hào)很難得到時(shí)，可以用仿真信號(hào)對(duì)其進(jìn)行模擬。</p><p>　　常用的測試信號(hào)包括：正弦波、三角波、方波、鋸齒波、各種噪聲信號(hào)以及由多種正弦波合成的多頻信號(hào)。</p><p>　　信號(hào)發(fā)生器在測量中應(yīng)用非常廣泛，它可以產(chǎn)生不同頻率的正弦信號(hào)、方波、三角波、鋸齒波等，其輸出的幅值和直流偏置也可以根據(jù)需要進(jìn)

42、行調(diào)節(jié)。</p><p>　　信號(hào)發(fā)生器種類繁多，專用信號(hào)發(fā)生器是專門為某種特殊的測量而研制的，如電視信號(hào)發(fā)生器、編碼脈沖信號(hào)發(fā)生器等；通用信號(hào)發(fā)生器按輸出波形可分為正弦信號(hào)發(fā)生器、脈沖信號(hào)發(fā)生器、函數(shù)發(fā)生器和噪聲發(fā)生器等，其中正弦信號(hào)發(fā)生器最具普遍性和廣泛性。</p><p>　　LabVIEW虛擬儀器技術(shù)軟件開發(fā)平臺(tái)提供了豐富的信號(hào)產(chǎn)生函數(shù)。本題目通過編寫適當(dāng)?shù)腖abVIEW程序，設(shè)計(jì)

43、與實(shí)現(xiàn)一個(gè)雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器。</p><p>　　本課題通過虛擬儀器LabVIEW圖形化軟件開發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)一種雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器，要求所設(shè)計(jì)的雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器可以產(chǎn)生和顯示正弦信號(hào)、三角波、方波、鋸齒波及公式波信號(hào)。具體指標(biāo)與要求如下：</p><p>　　(一) 正弦信號(hào)、三角波、方波、鋸齒波信號(hào)</p><p>　　1、頻率范圍：0.001Hz～100

44、KHz；</p><p>　　2、幅值：0～10V，可選；</p><p>　　3、直流偏置：0～2.25V，可選；</p><p>　　4、可調(diào)整幅值、相位、頻率；調(diào)整后無須重新啟動(dòng)（提示：用循環(huán)結(jié)構(gòu)）；</p><p>　　5、在產(chǎn)生的信號(hào)中可以加入高斯噪聲。</p><p>　　6、當(dāng)兩個(gè)通道都選擇產(chǎn)生正弦信號(hào)時(shí)

45、，要求可對(duì)產(chǎn)生的兩個(gè)通道的正弦信號(hào)分別計(jì)算有效值及它們之間的相位差。</p><p><b>　　(二) 公式波信號(hào)</b></p><p>　　當(dāng)選擇產(chǎn)生公式波信號(hào)時(shí)，可以通過信號(hào)發(fā)生器前面板輸入相應(yīng)的公式，從而得到相應(yīng)的波形信號(hào)。</p><p>　　(三)通道1、通道2可以分別產(chǎn)生正弦信號(hào)、三角波、方波、鋸齒波或公式波信號(hào)。通過設(shè)置一個(gè)“

46、退出”按鈕來退出程序。兩個(gè)通道產(chǎn)生的信號(hào)必須在同一個(gè)示波器(Graph)中顯示波形，但彼此互不干擾。每個(gè)通道可以對(duì)波形進(jìn)行單獨(dú)控制，分別可以選擇產(chǎn)生輸出正弦信號(hào)、方波信號(hào)、三角波信號(hào)、鋸齒波信號(hào)或公式波信號(hào)。并可以對(duì)采樣信息，頻率，幅值以及相位參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，方波還可以控制占空比。</p><p>　　(四)不能采用快速VI，正弦信號(hào)、三角波、方波、鋸齒波信號(hào)的產(chǎn)生不能采用下面的VI， </p>

47、<p><b>　　盡量使用底層VI。</b></p><p><b>　　二、課程設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　通過本次課程設(shè)計(jì)使學(xué)生具備：1）了解現(xiàn)代儀器科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展前沿；2）學(xué)習(xí)和掌握虛擬儀器系統(tǒng)組成和工作原理；3）掌握虛擬儀器LabVIEW圖形化軟件設(shè)計(jì)方法與調(diào)試技巧；4）培養(yǎng)學(xué)生查閱資料的能力和運(yùn)用知識(shí)的能力；5）

48、提高學(xué)生的論文撰寫和表述能力；6）培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)；7）培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和運(yùn)用知識(shí)的能力。</p><p><b>　　三、課程設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1、了解和掌握整個(gè)虛擬儀器平臺(tái)的系統(tǒng)組成、工作原理、各單元功能和應(yīng)用背景；</p><p>　　2、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行文獻(xiàn)資料的檢索，根據(jù)各種獨(dú)立測量儀器的功

49、能和工作原理，確定虛擬儀器功能，制定設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)虛擬儀器面板；</p><p>　　3、利用虛擬儀器LabVIEW軟件，編寫與調(diào)試虛擬儀器的圖形化程序；</p><p>　　4、撰寫完整的課程設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p><b>　　四、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　1、雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器前面板設(shè)計(jì)；<

50、;/p><p>　　2、雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器框圖程序設(shè)計(jì)。</p><p>　　五、課程設(shè)計(jì)報(bào)告要求</p><p>　　報(bào)告中提供如下內(nèi)容：</p><p><b>　　1、目錄</b></p><p><b>　　2、正文</b></p><p>　　

51、（1）課程設(shè)計(jì)任務(wù)書；</p><p>　?。?）總體設(shè)計(jì)方案(包括虛擬儀器概念與傳統(tǒng)儀器概念主要區(qū)別，虛擬儀器LabVIEW圖形化程序的組成和特點(diǎn)，為什么選擇虛擬儀器LabVIEW圖形化軟件開發(fā)平臺(tái)來設(shè)計(jì)雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器，雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器的總體結(jié)構(gòu)圖等)；</p><p>　　（3）簡述所設(shè)計(jì)的雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器的工作原理及自己的設(shè)計(jì)結(jié)果所實(shí)現(xiàn)的功能，針對(duì)前面板要有操作使用說明

52、，以便他人能夠正確使用所設(shè)計(jì)的雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器；</p><p>　?。?）程序流程圖、框圖程序的設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn)方法等；</p><p>　?。?）調(diào)試、運(yùn)行及其結(jié)果；要求有雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)的源程序和運(yùn)行結(jié)果等。</p><p><b>　　3、收獲、體會(huì)</b></p><p><b>　　4、參

53、考文獻(xiàn)</b></p><p>　　六、課程設(shè)計(jì)進(jìn)度安排</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)共需1周時(shí)間，其具體安排見下表:</p><p>　　七、課程設(shè)計(jì)考核辦法</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)滿分為100分，從課程設(shè)計(jì)平時(shí)表現(xiàn)、課程設(shè)計(jì)報(bào)告及課程設(shè)計(jì)答辯三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)分，其所占比例分別為20%、40%、40%。</p>

54、;<p><b>　　2、總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　2.1、虛擬儀器概念與傳統(tǒng)儀器概念主要區(qū)別</p><p>　　虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動(dòng)化的應(yīng)用。自1986年問世以來，世界各國的工程師和科學(xué)家們都已將NI LabVIEW圖形化開發(fā)工具用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而改善了產(chǎn)品

55、質(zhì)量、縮短了產(chǎn)品投放市場的時(shí)間，并提高了產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)效率。使用集成化的虛擬儀器環(huán)境與現(xiàn)實(shí)世界的信號(hào)相連，分析數(shù)據(jù)以獲取實(shí)用信息，共享信息成果，有助于在較大范圍內(nèi)提高生產(chǎn)效率。虛擬儀器提供的各種工具能滿足我們?nèi)魏雾?xiàng)目需要。</p><p>　　虛擬儀器由用戶定義，而傳統(tǒng)儀器則功能固定且由廠商定義。每一個(gè)虛擬儀器系統(tǒng)都由兩部分組成——軟件和硬件。對(duì)于當(dāng)前的測量任務(wù)，虛擬儀器系統(tǒng)的價(jià)格與具有相似功能的傳統(tǒng)儀器相差無

56、幾，甚至比它少很多倍。而且，由于虛擬儀器在測量任務(wù)需要改變時(shí)具有更大的靈活性，因而隨著時(shí)間的流逝，節(jié)省的成本也不斷累計(jì)。不使用廠商定義的、預(yù)封裝好的軟件和硬件，工程師和科學(xué)家獲得了最大的用戶定義的靈活性。傳統(tǒng)儀器把所有軟件和測量電路封裝在一起利用儀器前面板為用戶提供一組有限的功能。而虛擬儀器系統(tǒng)提供的則是完成測量或控制任務(wù)所需的所有軟件和硬件設(shè)備，功能完全由用戶自定義。此外，利用虛擬儀器計(jì)數(shù)，工程師和科學(xué)家們還可以使用高效且功能強(qiáng)大的

57、軟件來自定義采集、分析、存儲(chǔ)、共享和顯示功能。這里有一些體現(xiàn)虛擬儀器靈活性的例子：(1) 一個(gè)應(yīng)用，不同的設(shè)備</p><p>　　在這個(gè)例子中， 一位工程師正在實(shí)驗(yàn)室的臺(tái)式計(jì)算機(jī)PCI總線上使用NI LabVIEW和M系列DAQ設(shè)備開發(fā)一個(gè)應(yīng)用程序，以創(chuàng)建一個(gè)直流（DC）電壓和溫度測量應(yīng)用。在完成了系統(tǒng)構(gòu)建之后，他需要在一個(gè)生產(chǎn)層PXI系統(tǒng)上配置應(yīng)用程序以完成新產(chǎn)品的測試。或者，他可能需要應(yīng)用程序具有便攜性

58、，所以他選擇了NI USB DAQ產(chǎn)品來完成任務(wù)。在這個(gè)例子中，無論是何種選擇，在這三種情況下，他都可以僅在同一個(gè)程序中使用虛擬儀器而無需改變代碼。(2) 許多應(yīng)用程序，一個(gè)設(shè)備</p><p>　　假設(shè)有另外一個(gè)工程師，剛剛完成了一個(gè)利用最新的M系列DAQ設(shè)備和積分編碼器測量電機(jī)位置的項(xiàng)目。他的下一個(gè)項(xiàng)目是監(jiān)視和記錄這個(gè)電機(jī)的功率。即使任務(wù)完全不同他也可以重用同樣的M系列DAQ 設(shè)備。他所需要做的就是使用虛擬

59、儀器軟件開發(fā)出新的應(yīng)用程序。此外，如果需要的話，項(xiàng)目既可以與一個(gè)單一的應(yīng)用程序結(jié)合也可以運(yùn)行在一個(gè)單一的M系列DAQ設(shè)備。 虛擬儀器的重要概念就是驅(qū)使實(shí)際虛擬儀器軟件和硬件設(shè)備加速的策略。NI致力于適應(yīng)或使用諸如Microsoft、Intel、Analog Devices、Xilinx以及其他公司的高投入技術(shù)。NI使用Microsoft在操作系統(tǒng)（OS）和開發(fā)工具方面的巨大投資。在硬件方面，NI基于Analog Devices在

60、A/D轉(zhuǎn)換器方面的投資。 基本上，虛擬儀器系統(tǒng)是基于軟件的，所以如果只要是可以數(shù)字化的東西，您就可以對(duì)它進(jìn)行測量。因此，測量硬件可在通過兩根坐標(biāo)軸進(jìn)行評(píng)估，即分辨率（位）和頻率。參考下圖可以看出虛擬儀器硬件測量性能與傳統(tǒng)儀器的比較。NI的目標(biāo)就是將曲線在頻率和分辨率上延伸并且在曲線內(nèi)進(jìn)行不斷推陳出新。</p><p>　　傳統(tǒng)儀器與虛擬儀器系統(tǒng)的比較</p><p>　　2.2、虛

61、擬儀器labvIEW圖形化程序的組成和特點(diǎn)</p><p>　　所有的LabVIEW應(yīng)用程序(即虛擬儀器(VI))包括前面板(Front Panel)、框圖程序(Diagram Programme)以及圖標(biāo)/連接器(Icon/Connector)三部分。</p><p><b>　　1．前面板</b></p><p>　　前面板是圖形用戶界面，

62、也就是VI的虛擬儀器面板，這一界面上有用戶輸入和顯示輸出兩類對(duì)象，具體顯示有開關(guān)、旋鈕、圖形以及其他控制(control)和顯示對(duì)象(indicator)，如圖1-4所示。</p><p>　　圖1-4 前面板開發(fā)窗口</p><p><b>　　2．框圖程序</b></p><p>　　框圖程序提供VI的圖形化源程序，如圖1-5所示。在框圖

63、程序中對(duì)VI編程，以控制和操縱定義在前面板上的輸入和輸出功能?？驁D程序中包括前面板上控件的連線端子，還有一些前面板上沒有，但編程必須有的元素，例如函數(shù)、結(jié)構(gòu)和連線等。</p><p>　　如果將VI與標(biāo)準(zhǔn)儀器相比較，那么前面板就相當(dāng)于儀器面板，而框圖相當(dāng)于儀器箱內(nèi)的功能部件。在很多情況下，使用VI可以仿真標(biāo)準(zhǔn)儀器。</p><p>　　圖1-5 框圖程序編輯窗口</p>&

64、lt;p>　　框圖程序是由節(jié)點(diǎn)、端點(diǎn)、圖框和連線四種元素構(gòu)成的。</p><p>　　(1) 節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)類似于文本語言程序的語句、函數(shù)或者子程序。LabVIEW有兩種節(jié)點(diǎn)類型，即函數(shù)節(jié)點(diǎn)和子VI節(jié)點(diǎn)。兩者的區(qū)別在于：函數(shù)節(jié)點(diǎn)是LabVIEW以編譯好了的機(jī)器代碼供用戶使用的，而子VI節(jié)點(diǎn)是以圖形語言形式提供給用戶的。用戶可以訪問和修改任一子VI節(jié)點(diǎn)的代碼，但無法對(duì)函數(shù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行修改。</p>&l

65、t;p>　　(2) 端點(diǎn)。端點(diǎn)是只有一路輸入/輸出，且方向固定的節(jié)點(diǎn)。LabVIEW有三類端點(diǎn)，即前面板對(duì)象端點(diǎn)、全局與局部變量端點(diǎn)和常量端點(diǎn)。對(duì)象端點(diǎn)是數(shù)據(jù)在框圖程序部分和前面板之間傳輸?shù)慕涌?。一般來說，一個(gè)VI的前面板上的對(duì)象(控制或顯示)都在框圖中有一個(gè)對(duì)象端點(diǎn)與之一一對(duì)應(yīng)。當(dāng)在前面板</p><p>　　創(chuàng)建或刪除面板對(duì)象時(shí)，可以自動(dòng)創(chuàng)建或刪除相應(yīng)的對(duì)象端點(diǎn)?？刂茖?duì)象對(duì)應(yīng)的端點(diǎn)在框圖中是用粗框框住的

66、。常量端點(diǎn)永遠(yuǎn)只能在VI程序框圖中作為數(shù)據(jù)流源點(diǎn)。</p><p>　　(3) 圖框。圖框是LabVIEW實(shí)現(xiàn)程序結(jié)構(gòu)控制命令的圖形表示，如循環(huán)控制、條件分支控制和順序控制等，編程人員可以使用它們控制VI程序的執(zhí)行方式。代碼接口節(jié)點(diǎn)(CIN)是框圖程序與用戶提供的C語言文本程序的接口。</p><p>　　(4) 連線。連線是端口間的數(shù)據(jù)通道，它們類似于普通程序中的變量。數(shù)據(jù)是單向流動(dòng)的，

67、從源端口向一個(gè)或多個(gè)目的端口流動(dòng)。不同的線型代表不同的數(shù)據(jù)類型。在彩顯上，每種數(shù)據(jù)類型還以不同的顏色予以強(qiáng)調(diào)。</p><p>　　下面是一些常用數(shù)據(jù)類型所對(duì)應(yīng)的線型和顏色，關(guān)于數(shù)據(jù)類型和數(shù)組的概念將在后面章節(jié)討論。</p><p>　　當(dāng)需要連接兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，在第一個(gè)端點(diǎn)上點(diǎn)擊連線工具(從工具模板欄調(diào)用)，然后移動(dòng)到另一個(gè)端點(diǎn)，再點(diǎn)擊第二個(gè)端點(diǎn)。端點(diǎn)的先后次序不影響數(shù)據(jù)流動(dòng)的方向。<

68、/p><p>　　當(dāng)把連線工具放在端點(diǎn)上時(shí)，該端點(diǎn)區(qū)域?qū)?huì)閃爍，表示連線將會(huì)接通該端點(diǎn)。當(dāng)把連線工具從一個(gè)端口接到另一個(gè)端口時(shí)，不需要按住鼠標(biāo)左鍵。當(dāng)需要連線轉(zhuǎn)彎時(shí)，點(diǎn)擊一次鼠標(biāo)左鍵，即可以正交垂直方向地彎曲連線，按空格鍵可以改變轉(zhuǎn)角的方向。</p><p>　　3．前面板和框圖程序的工具條</p><p>　　在前面板和框圖程序窗口中，各有一個(gè)控制VI的命令按鈕和狀態(tài)

69、指示器工具條。盡管前面板工具條和框圖程序窗口中的工具條各自包含一些相同的按鈕和指示器，但它們有所不同。前面板窗口頂端的工具條如圖1-6所示，框圖程序窗口頂端的工具條如圖1-7所示。</p><p>　　在前面板或框圖程序上，對(duì)齊對(duì)象(Align Objects)用于將變量對(duì)象設(shè)置成較好的對(duì)齊方式。選擇希望對(duì)齊的對(duì)象后，可對(duì)兩個(gè)及其以上的對(duì)象設(shè)置較好的對(duì)齊方式。對(duì)齊對(duì)象的下拉菜單如圖1-8所示。</p>

70、<p>　　圖1-6 前面板工具條</p><p>　　圖1-7 框圖程序窗口工具條</p><p>　　圖1-8 對(duì)齊對(duì)象下拉菜單</p><p><b>　　4．圖標(biāo)/連接器</b></p><p>　　VI具有層次化和結(jié)構(gòu)化的特征。一個(gè)VI可以作為子程序，這里稱為子VI(subVI)，</

71、p><p>　　被其他VI調(diào)用。圖標(biāo)與連接器在這里相當(dāng)于圖形化的參數(shù)，在軟件默認(rèn)的情況下程序框圖和前面板的右上角顯示活動(dòng)的VI的圖標(biāo)。</p><p>　　2.3、為什么選擇虛擬儀器LabVIEW圖形化軟件開發(fā)平臺(tái)來設(shè)計(jì)雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器</p><p>　　LabVIEW虛擬儀器技術(shù)軟件開發(fā)平臺(tái)提供了豐富的信號(hào)產(chǎn)生函數(shù)。本次課程設(shè)計(jì)是通過編寫適當(dāng)?shù)腖abVIEW程序

72、，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一個(gè)雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器。對(duì)于任何測試來說，信號(hào)的生成非常重要。例如，當(dāng)現(xiàn)實(shí)世界中的真正信號(hào)很難得到時(shí)，可以用仿真信號(hào)對(duì)其進(jìn)行模擬。</p><p>　　信號(hào)發(fā)生器種類繁多，專用信號(hào)發(fā)生器是專門為某種特殊的測量而研制的，如電視信號(hào)發(fā)生器、編碼脈沖信號(hào)發(fā)生器等；通用信號(hào)發(fā)生器按輸出波形可分為正弦信號(hào)發(fā)生器、脈沖信號(hào)發(fā)生器、函數(shù)發(fā)生器和噪聲發(fā)生器等，其中正弦信號(hào)發(fā)生器最具普遍性和廣泛性。</p>

73、;<p>　　本次設(shè)計(jì)通過虛擬儀器LabVIEW圖形化軟件開發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)一種雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器。通過虛擬儀器LabVIEW圖形化軟件開發(fā)平臺(tái)，我們可以選擇不同的波形信號(hào)，同時(shí)可以對(duì)這些信號(hào)的一些相關(guān)參數(shù)進(jìn)行改變，觀察其變化，從而調(diào)試出我們需要的信號(hào)。</p><p>　　2.4、雙通道虛擬信號(hào)發(fā)生器的總體結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　3、雙通道虛擬儀器信號(hào)發(fā)生器的工作原理、功

74、能以及使用說明</p><p>　　3.1、雙通道虛擬儀器信號(hào)發(fā)生器的工作原理</p><p>　　在波形的選擇上，使用條件結(jié)構(gòu)，枚舉選擇對(duì)應(yīng)的波形。生成的波形可加入高斯白噪聲，通過前面板的開關(guān)可以選擇是否加入噪聲，通過開關(guān)的布爾量與噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行與操作。</p><p>　　當(dāng)通道一和通道二為正弦波時(shí)，可以算出對(duì)應(yīng)的有效值和相位差，但只有當(dāng)兩個(gè)通道的有效值均不為

75、零時(shí)，即通道一和通道二均為正弦波時(shí)，有效值和相位差才是可見的。</p><p>　　至于通道的選擇是在最后顯示波形的時(shí)候選擇。同樣選用選擇結(jié)構(gòu)，通過枚舉選擇通道，對(duì)于的框內(nèi)連接不同的通道，并且當(dāng)只有一個(gè)通道時(shí)，為避免類型不匹配，使用空波形。</p><p>　　3.2、雙通道虛擬儀器信號(hào)發(fā)生器的前面板操作說明</p><p>　　3.2.1、信號(hào)發(fā)生器的開啟與關(guān)閉&

76、lt;/p><p>　　labvIEW程序的左上角的箭頭為開啟按鈕，面板右下角的停止按鈕可以停止波形的產(chǎn)生。</p><p>　　3.2.2、通道選擇</p><p>　　在通道選擇的枚舉列表中，可以選擇通道一、通道二、通道一與通道二。通道一與通道二可以將兩個(gè)通道的波形顯示到同一個(gè)波形圖中。選擇對(duì)應(yīng)的通道模式，波形圖會(huì)立即轉(zhuǎn)為對(duì)應(yīng)的模式。</p><

77、p>　　3.2.3、波形選擇與波形參數(shù)設(shè)置</p><p>　　在每一個(gè)通道中，均可選擇正弦波、三角波、方波、鋸齒波、公式波等波形。其中公式波是通過公式設(shè)置各種參數(shù)，其余波形均可設(shè)置直流偏量、幅值、相位、頻率等參數(shù)，方波還可選擇占空比的值。采樣信息是同時(shí)對(duì)應(yīng)于波形和噪聲的。</p><p>　　3.2.4、噪聲的選擇與參數(shù)設(shè)置</p><p>　　可以通過前面

78、板的按鈕選擇是否加入噪聲，同時(shí)可以設(shè)置噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差。</p><p>　　3.2.5、正弦波的有效值和相位差顯示</p><p>　　當(dāng)通道一和通道二均為正弦波時(shí)，可以顯示正弦波的有效值和兩者的相位差。當(dāng)有一個(gè)通道不是正弦波，或者兩個(gè)通道均不為正弦波時(shí)，對(duì)于的位置顯示文字“通道一和通道二都是正弦波時(shí)，可顯示有效值和相位差”。</p><p>　　4、程序流程圖、框圖

79、程序的設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn)方法</p><p><b>　　4.1、程序流程圖</b></p><p>　　4.2、框圖程序的設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn)方法</p><p>　　4.2.1、波形的選擇與產(chǎn)生</p><p>　　通道一的波形選擇與參數(shù)設(shè)置</p><p>　　對(duì)于不同的波形選擇，這里采用枚舉選擇的方

80、式，可以很順利的解決其與條件結(jié)構(gòu)的不匹配問題。</p><p>　　在條件結(jié)構(gòu)內(nèi)部，采用信號(hào)處理→波形生成→正弦波形等波形發(fā)生器。在條件結(jié)構(gòu)的外部連入對(duì)應(yīng)的參數(shù)，比如：頻率、幅值、相位、直流偏置，采樣信息，對(duì)于公式波形，只需要連入公式就可以，方波還需要連入占空比。</p><p>　　通道二和通道一是一樣的。</p><p>　　4.2.2、選擇是否加入噪聲以及噪聲

81、的參數(shù)設(shè)置</p><p><b>　　噪聲前面板</b></p><p>　　是否加入噪聲以及噪聲參數(shù)設(shè)置</p><p>　　這里可以選擇是否加入高斯白噪聲，通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差的設(shè)置可以選擇是否有噪聲。</p><p>　　將選擇噪聲的開關(guān)量轉(zhuǎn)換成（0、1）量，然后與前面板對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行相乘，得到的積在賦給高斯白噪聲的標(biāo)

82、準(zhǔn)差接口。當(dāng)開關(guān)量為false時(shí)，即為0、此時(shí)其與標(biāo)準(zhǔn)差的積為0，也就是最終賦給噪聲控件的標(biāo)準(zhǔn)差為0，噪聲不產(chǎn)生。當(dāng)開關(guān)量為true時(shí)，即為1、此時(shí)其與標(biāo)準(zhǔn)差的積就是標(biāo)準(zhǔn)差本身，然后賦給噪聲控件的標(biāo)準(zhǔn)差為用戶輸入的標(biāo)準(zhǔn)差。</p><p>　　用戶除了可以選擇噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差，還可以選擇噪聲的采樣信息。這里需要說明的是，這里的采樣信息與波形的采樣信息是一致的。</p><p>　　4.2.3、

83、正弦波的有效值和相位差的測量與顯示</p><p>　　圖4.2.3.1、后面板顯示</p><p>　　圖4.2.3.2、前面板顯示</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，當(dāng)兩個(gè)通道都選擇產(chǎn)生正弦信號(hào)時(shí)，要求可對(duì)產(chǎn)生的兩個(gè)通道的正弦信號(hào)分別計(jì)算有效值及它們之間的相位差。</p><p>　　正弦波的有效值就是幅值的根號(hào)二倍，相位差是兩個(gè)正弦波的

84、相位之差再除以2倍的∏，得到的余數(shù)就是他們的相位差。但這里要注意的是，當(dāng)他們有一個(gè)不是正弦波或者兩個(gè)都不是正弦波時(shí)，就不存在所謂的有效值和相位差，這里我將這三個(gè)圖標(biāo)都隱藏了。</p><p>　　這里檢測正弦波的有效值是否為0來判斷是否兩個(gè)通道均為正弦波。當(dāng)兩個(gè)通道均為正弦波時(shí)，其有效值均不為0，這是他們與0 的比較結(jié)果均為true，將true賦給三個(gè)圖標(biāo)的可見屬性變量，同時(shí)將經(jīng)過“非”控件的false賦給前面板

85、文字的可見屬性。此時(shí)，前面板如圖4.2.3.2第一個(gè)圖所示。</p><p>　　同樣，只要有一個(gè)通道不是正弦波，其有效值就為0，賦給正弦波有效值和相位差的可見屬性均為false，給前面板文字的可見屬性為true，此時(shí)，前面板如圖4.2.3.2第二個(gè)圖所示。</p><p>　　4.2.4、通道選擇與顯示</p><p>　　圖4.2.4、通道選擇前面板</p

86、><p>　　圖4.2.4、通道選擇</p><p>　　本設(shè)計(jì)中的雙通道虛擬儀器信號(hào)發(fā)生器可以選擇通道一、通道二、通道一與通道二。當(dāng)選擇通道一時(shí)，將通道一的信號(hào)和波形常量合并，輸出的信號(hào)給波形圖。當(dāng)選擇通道二時(shí)，將通道二的信號(hào)和波形常量合并，輸出的信號(hào)給波形圖。當(dāng)選擇通道一和通道二時(shí)，將通道一的信號(hào)和通道二的信號(hào)合并，輸出的信號(hào)給波形圖。</p><p>　　5、調(diào)試

87、、運(yùn)行及其結(jié)果</p><p><b>　　5.1、調(diào)試</b></p><p>　　在關(guān)于通道的選擇設(shè)計(jì)中遇到了比較大的問題，這里有一個(gè)錯(cuò)誤的版本</p><p>　　運(yùn)行時(shí)發(fā)生如下錯(cuò)誤：</p><p><b>　　5.2、源程序</b></p><p><b>

88、;　　正弦波的內(nèi)部程序</b></p><p><b>　　鋸齒波的內(nèi)部程序</b></p><p><b>　　公式波的內(nèi)部程序</b></p><p><b>　　方波的內(nèi)部程序</b></p><p><b>　　三角波的內(nèi)部程序</b>

89、</p><p><b>　　5.3、運(yùn)行結(jié)果：</b></p><p><b>　　通道一（有噪聲）</b></p><p><b>　　通道二（無噪聲）</b></p><p><b>　　通道一與通道二</b></p><p>

90、;<b>　　6、收獲、體會(huì)</b></p><p>　　幾天的labvIEW課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多，首先對(duì)各種信號(hào)發(fā)生器有了更深的了解，知道各種信號(hào)的參數(shù)設(shè)置。其次，對(duì)條件結(jié)構(gòu)更加了解了，知道如果通過條件結(jié)構(gòu)對(duì)各種情況進(jìn)行運(yùn)算。在不需要使用的輸出節(jié)點(diǎn)，選擇未連線時(shí)使用默認(rèn)。了解了如何通過調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)和布爾量對(duì)信號(hào)進(jìn)行屏蔽。</p><p>　　對(duì)于一些需要屏蔽的量，可以

91、將其某些參數(shù)設(shè)為0，比如使用布爾量轉(zhuǎn)換的（0、1）量與原值進(jìn)行相乘，從而使得布爾量為false時(shí)，參數(shù)節(jié)點(diǎn)處為0，布爾量為true時(shí)，參數(shù)節(jié)點(diǎn)處為原值。</p><p>　　也可以通過條件結(jié)構(gòu)，當(dāng)條件為真時(shí)，進(jìn)行正常的運(yùn)算，當(dāng)條件為假時(shí)，輸出端不連任何輸入量，但選擇未連線時(shí)默認(rèn)。</p><p>　　對(duì)于一些調(diào)試中出現(xiàn)的各種問題，要用于分析錯(cuò)位，嘗試解決方法。在解決通道選擇時(shí)，我在一開始的

92、方案中出現(xiàn)了類型不匹配，然后我花了幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間找到了其他方案解決了這個(gè)問題，在這個(gè)過程中可以提高分析問題、處理問題的能力，同時(shí)，能夠不斷激發(fā)出自己關(guān)于編程的靈感。</p><p><b>　　7、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 汪敏生，等.LabVIEW基礎(chǔ)教程.北京：電子工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[2] 沈茜．

93、虛擬儀器在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用及前景[J]．煤炭技術(shù)，2010，29(3)：59～61．</p><p>　　[3] 解明芳,王鴻鈺．虛擬儀器[J].儀表技術(shù),1998,5．</p><p>　　[4] 王福明，等.LabVIEW程序設(shè)計(jì)與虛擬儀器.西安電子科技大學(xué)出版社，2009</p><p>　　[5] 侯國屏，王坤，葉齊鑫.LABVIEW7.1編程與虛擬