基于labwindowscvi虚拟示波器的设计与实现

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1、摘要:本文在简要介绍虚拟仪器概念的基础上，首先介绍了数据采集卡的设计思想，然后充分利用软件开发平台,分功能模块完成了虚拟示波器的软件设计。最后连接数据采集卡与虚拟示波器完成了虚拟示波器系统的设计。通过仿真分析证明，设计实现的虚拟示波器基本完成了传统示波器的功能，可以通过数据采集卡完成真实信号的采集和处理，与传统示波器相比，该虚拟仪器的测量功能可以由用户根据需要扩展，且人机界面友好。关键词：虚拟仪器、数据采集卡、虚拟示波器、LabWindows/CVIAbstract:Afterintroducingtheconceptofthevirtuali

2、nstrument,thepaperintroducesthedesignmethodofdataacquisitioncard.Thenitmakesthebestuseofthesoftwaredevelopmentplatform,givesoutthedesignofthevirtualoscilloscopebydividingitintoseveralfunctionmodule.Atlast,thedesignofthevirtualoscilloscopesystemisachievedbyconnectthedataacqui

3、sitioncardtothevirtualoscilloscope.Testingresultprovesthatthevirtualinstrumentcanrealizeallofthefunctionoftraditionaloscilloscope.Italsocanacquireandprocesstherealsignalviadataacquisitioncard.Comparedwiththetraditionaloscilloscope,themeasuringfunctionofthevirtualinstrumentca

4、nbedevelopedaccordingtorequirementsanditsman2machineinterfaceisfriendly.Keywords:virtualinstrument>dataacquisitioncard;>virtualoscilloscopes>LabWindows/CVI0・前言41.系统整体框架51.1系统组成51・2数据采集卡的设计52.虚拟示波器的软件设计72.1信号采集模块72.2波形显示模块72.3时域分析模块72.4信号调节模块82.5存储模块93.测试结果及仿真分析113.1数据处理功能及波形

5、存储功能的仿真113.2频带宽度仿真114.结束语135.课程设计体会错误！未定义书签。参考文献150前言随着计算机技术、大规模集成电路技术和通信技术的飞速发展，仪器技术领域发生了巨大的变化，美国国家仪器公司(NationalInstruments,简称NJL)于20世纪80年代中期首先提出基于计算机技术的虚拟仪器的概念，把虚拟测试技术带入新的发展时期，随后硏制和推出了基于多种总线系统的虚拟仪器。经过十几年的发展，虚拟仪器技术将高速发展的计算机技术、电子技术、通信技术和检测技术结合起來，开创了个人计算机仪器时代，是测量仪器工业发展的一个里程碑。

6、所谓虚拟仪器，就是在以计算机为核心的硬件平台上，有用户设计定义、具有虚拟面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。虚拟示波器相比传统示波器具有价格低廉、功能丰富、可编程性以及显示直观等众多优势。本设计不仅仅具有示波器基本功能，更依据CVI语言的特点丰富了数字滤波、信号保存以及回显等功能。不仅具有了价格低廉、界面美观等特点，而且具有传统示波器中比较高端的存储、回显以及数字滤波等功能，更可以根据需要随时灵活修改程序,增加功能以满足更个性化的要求⑴。本课题在掌握了虚拟仪器的基本结构及信号处理的相关知识基础之上，设计了一套虚拟示波器。对虚拟仪器

7、的概念，结构，发展趋势进行了相关分析。介绍了与信号处理相关的基础知识，主要是傅里叶变换。虚拟仪器主耍由硬件和软件两个部分构成。本文对虚拟示波器的硬件即数据采集卡进行了初略的介绍，对其软件部分进行了详细研究。在此基础上完成了频谱分析模块，存储模块，显示模块,滤波模块，测量模块的设计。系统整体框架1)系统组成系统组成如图1所示。图1系统组成框图1)数据采集卡的设计传统的数据采集卡包括多路开关、放大器、采样/保持器、A/D转换器、D/A转换器等器件组成oPCI(peripheralcomponentinterconnect)总线即外部部件互连总线，是

8、一•种高性能32/64位地址数据复用高速外围设备接口局部总线。随着微处理机的性能不断提高，人们对微机系统的1/O带宽不断提出新的要求，原有的标准总线，