《虚拟仪器》课程设计

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1、武汉理工大学华夏学院 课 程 设 计 报 告 书题 目：基于虚拟仪器的信号发生器的设计 系 名： 信息工程系 专业班级： 测控 1082 班 姓 名： 石锦灿 学 号： 10212508216 指导教师： 周 颖 2011 年 6 月 28 日虚拟仪器信号发生器课程设计 1课程设计任务书学生姓名： 石锦灿 专业班级： 测控 1082 指导教师： 周颖 工作单位： 华夏学院 题目： 基于虚拟仪器的信号发生器的设计 初始条件： 查询现有信号发生器产品，找到参考设计的仪器参数及前面控制界面，用 虚拟仪器软件完成相近大部分功能，并适当说明操作和设计思想。 输入信号可用软件模拟，或用函数发生。要求完成的

2、主要任务：至少完成设计内容中各部分基本内容，可添加适当相关内容。1）用户认证入口。2）能运用设计前面板中字体、颜色、修饰功能。3）载入指定公司图标图片到前面板(信号发生器参考原形图片)。4）设计中运用弹出对话框操作至少2处。5） 结构设计至少用到3种以上， （for循环，while循环，公式节点，事件结构，局部变量，全局变量等）6） 最少完成3种信号的输出。7） VI层次结构包含主程序子程序调用，子程序图标修改（非默认形式即可）论述说明各环节分析及设计原理。8） 完成正文8-18页的报告。时间安排：（按10个工作日安排）1).2天进行全局规划,软件熟悉,能找出相关使用函数,设计理论依据准备.2

3、).4天进行软件设计3).2天进行调试4).2天完成课程设计报告指导老师签字： 年 月 日 系主任签字：虚拟仪器信号发生器课程设计 2一、设计说明（报告）（一）正文：正文内容层次序号为：1、1.1、1.1.1。正文内容一般为：1.选题背景：说明本课题应解决的主要问题及应达到的技术要求；简述本设计的指导思想。2.方案论证：说明设计原理并进行方案选择，阐明为什么要选择这个设计方案以及所采用方案的特点。3.过程（设计或实验）论述：对设计工作的详细表述。要求层次分明、表达确切。4.结果分析：对研究过程总所获得的主要的数据、现象进行定性或定量分析，得出结论和推论。结论或总结：对整个研究工作进行归纳和综合

4、。（二）图纸要求：图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注视必须使用工程字书写。提倡学生使用计算机绘图。（三）曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、流程图、程序框图、示意图等不准徒手画，必须按国家规定标准或工程要求绘制（应尽可能采用计算机辅助绘图） 。课程设计说明书（报告）中图表、公式一律采用采用阿拉伯数字连续编号。图序及图名置于图的下方；表序及表名置于表的上方；说明书（报告）中的公式编号，用括号括起来写在右边行末，其间不加虚线。课程设计任务书-与设计说明书（报告）合订放入课程设计资料袋虚拟仪器信号发生器课程设计 3基于虚拟仪器的信号发生器设计基于虚拟仪器的信号发生

5、器设计摘 要LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument EngineeringWorkbench，实验室虚拟 仪器集成环境)是一个基于 G（Graphic）语言的图形编程开发环境，在工业界和学术界中 广泛用作开发数据采集系统、仪器控制软件和分析软件的标准语言，对于科学研究和工程 应用来说是很理想的语言。它含有种类丰富的函数库，科学家和工程师们利用它可以方便 灵活地搭建功能强大的测试系统。 本次课程设计我采运用的是 LabVIEW 软件进行信号发生器的设计，其中主要有以下 几个部分：登陆界面部分（在登陆成功和错误时都会弹出相应的对话框，其中用户名为石 锦灿，密码

6、为 10212508216） ，子程序七段数码管显示部分（前二位显示数码管显示小数点 前面的数、后一位显示数码管显示小数点后一位数） ，波形显示模块部分（通过调节波形的 各种参数就可以调去想要的波形） ，还有程序在运行过程中不能关掉前面板的程序（若关掉 前面板会出现对话框，确定会再次运行程序） 。虚拟仪器信号发生器课程设计 4目目 录录一.选题背景 4 二.信号发生器的设计与实现 52.1 设计思路 5 2.2 设计原理 5 2.3 登陆界面的设计和弹出的对话框 6 2.4 信号发生器仪器功能描述 7 2.5 信号发生器前面板 7 2.6 信号发生器的程序框图构成 8 2.7 种波形产生的前面

7、板和程序框图 9 2.8 子程序的前面板和程序框图 11 2.9 程序正在执行无法关闭模块 12三.设计小结 13四参考资料 14虚拟仪器信号发生器课程设计 5一一 选选 题题 背 景虚拟仪器也叫计算机仪器，是以计算机为基础，配以相应测试功能的硬件作为信号输入输出的接口，利用虚拟仪器软件开发平台，在计算机的屏幕上虚拟出仪器的面板并实现相应的功能，人们可以通过鼠标或键盘操作虚拟仪器面板上的旋钮、按键和开关，去选用仪器功能，设置各种参数，启动或停止一台仪器的工作。虚拟仪器以计算机为核心，充分利用计算机强大的图形界面和数据处理能力，提供对测量数据分析和现实功能，以满足各种需求和环境，并且突破了传统仪

8、器的数据处理、表达 、以及储存方面的限制。虚拟仪器是现代技术与计算机技术结合的产物。随着计算机技术特别是计算机的快速发展，CPU 处理能力的增强，总线吞吐能力的提高以及显示器技术的进步，人们逐渐认识到，可以把仪器的信号分析和处理、结果的表达与输出功能转移给计算机来完成。这样，可以利用计算机的高速计算能力和宽大的显示屏更好地完成原来的功能。如果在计算机内插上一块数据采集卡，就可以把传统仪器的所有功能模块都集中在一台计算机中了，而软件就成了虚拟仪器的关键，任何一个使用者都可以通过修改虚拟仪器的软件来改变它的功能，这就是美国 NI 公司“软件就是仪器”一说的来历。虚拟仪器信号发生器课程设计 6二 信

9、号发生器的设计 2.1 设计思路设计虚拟信号发生器首先要进行前面板的设计，前面板的设计主要需要考虑到所设计的信号发生器实现什么功能，再根据这些功能，在控件选板中选择相应的控件，放在前面板相应的位置上，摆放也有一定的讲究，使前面板看起来比较协调。再者是程序框图的设计。程序框图的设计要用到函数模板，根据本程序需要实现的功能，在函数选板中选择相应的函数，由于程序不是只执行一次，所以要涉及到循环结构（for 循环，while 循环等） 。此外还有公式节点，事件结构，局部变量，全局变量等构。程序调试成功后就产生了一个虚拟信号发生器。2.2 设计原理本课程设计设计了一个基于 LabVIEW 的虚拟信号发生

10、器系统。 可实现正弦波、三角波、方波的显示，而且可通过始相位按钮改变波形的起始值，通过信号幅度按钮改变波形的幅值，波形的幅值也可进行相应的显示，并且可通过选档按钮使幅值以 Vp-p 或 mVp-p 两种不同的单位进行显示。通过波形选择可显示需要的波形输出。还可通过扫描速率和扫描宽度来改变波形形状，使波形输出准确。通过频率选择和频率倍数按钮可输出任意频率的波，而且选择不同的频率倍数可使相应倍数的灯点亮，使频率倍数清晰的显示出来，最终的波形显示频率值也可显示出来，并且通过频率选档按钮可使频率以 KHz 和 Hz 两种不同的单位进行显示。虚拟仪器信号发生器课程设计 72.3 登陆界面的设计和弹出的对

11、话框本模块在设计的前面在板中写入了包括用户名，密码，确定按钮，合理分布各元素的位置，使用户能一目了然的清楚登陆界面使用方法。登陆界面的前面登陆界面的程序框图虚拟仪器信号发生器课程设计 82 24 4信号发生器功能描述信号发生器本主要功能包括四类基本函数信号一正弦波、方波、三角波、锯齿波的输出和通过函数输出产生任意波形，实现控制输出波形的信号频率，占空比、信号幅度和相位功能。2.2. 5 5 信号发生器的前面板本任意波形发生器的前面板主要由以下几个部分构成：频率控制，波形选择,输出波形幅度控制按钮，占空比，波形显示图片和信号控制包括采样频率、采样点数。虚拟仪器信号发生器课程设计 92.6 信号发

12、生器的程序框图构成虚拟仪器信号发生器课程设计 102.7 各种波形产生的前面板和程序框图 正弦波的前面板虚拟仪器信号发生器课程设计 11三角波的前面板方波的前面板虚拟仪器信号发生器课程设计 12锯齿波的前面板各种波形程序框图虚拟仪器信号发生器课程设计 132.8 七段数码管子程序的前面板和程序框图 七段码管子程序的前面板 七段数码管子程序的程序框图 2.9 程序正在执行无法关闭以及关掉后出现的对话框 前面板和程序框图如下虚拟仪器信号发生器课程设计 14前面板程序框图关掉后出现的对话框三三 个人心得个人心得在这为时两周的虚拟仪器课程设计中让我学到不少的知识，从虚拟仪器信号发生器课程设计 15一筹

13、莫展设计前到完成成品，我付出了很多，上网查资料，和同学一起讨论不懂的问同学把不懂的一起搞定，花了很多的精力最后确定了大体思路。根据确定的思路，花了几个小时的时间便完成了登陆界面的设计，借鉴同学们的作品，不断地完善登陆界面程序，最终实现了能弹出对话框的功能，波形的设计是以前完成的我再加以修饰，还有在最后我加了一个程序正在运行不能停止的程序使完成的设计答到了老师的要求。从设计初到完成，我认真的做设计一共进行了一个多星期进行了 100 多次的更改。使我觉得搞设计真的不容易，但是只要设计答到自己的目地人的心是喜悦的，感觉花费的时间是值得的，我们在设计中不断地总结反思和借鉴中，发现已有的不足，找到可以改

14、进的地方，最终自己将在不断地追求中学到以前不曾注意的知识，而这些在现在我感觉学的比上课学的要深要牢。四四 参考资料参考资料1.Labview 8.20 程序设计从入门到精通 陈锡辉 张银鸿编著虚拟仪器信号发生器课程设计 162.3.侯国屏 LabVIEW 7.1 编程与虚拟仪器设计 清华大学出版社,2005 4.王海宝 LabVIEW 虚拟仪器程序设计与应用 西南交通大学出版社,20055.周求湛 虚拟仪器与 LabVIEW 7Express 程序设计 北京航空航天大学出版社, 20046.刘君华 虚拟仪器图形化编程语言 LabVIEW 教程 西安电子科技大学,2001 本科生课程设计成绩评定表本科生课程设计成绩评定表姓姓