1、多路信号发生器 和 双通道虚拟示波器设计 24 内蒙古科技大学 虚拟仪器课程设计说明书 题 目:多路信号发生器与双通道虚拟示波器 一,信号发生器设计1.设计题目:多路信号发生器 2.设计目的:了解、熟悉并掌握虚拟仪器的相关知识;完成所要求的实验内容。3.设计要求: 可以输出任意一种以下的信号:正弦波信号、方波信号、锯齿波信号或三角波信号,且可输出双路信号。 信号频率、幅值、占空比、相位和偏移量可调。4.设计思路:采用函数选板“信号处理”中的“基本函数发生器”做函数输出,用输入控件做选择输出波形类型,锯齿波、正弦波、方波、三角波信号,及用相应的数值输入控件控制以上信号的参数,编辑相应程序将其用波
2、形图显示,同时用输入DAQ输出给数据板卡,用导线将数据板卡上相应的输入输出接口连接好,可通过配备DAQ采集卡,输出并显示采集信号。5设计实现过程 (1)基本函数发生器设计及while循环从“程序框图”面板中点击右键,然后按照“编程”“结构”“while循环框图”的顺序,拖到面板中如图示:从“程序框图”面板中点击右键,然后按照“信号处理”“波形生成”“基本函数发生器”的顺序,拖到面板中如图示: (2)仿真信号基本参数设置 首先,在前面板中做一个“上凸盒”。 在前面板中,点击右键,从“Express”中的“数值输入控件”中,选择“旋钮输入控件”,将其拖入前面板中,总共需要五个旋钮,并分别命名为“频
3、率”、“幅值”、“占空比”、“偏移量”、“相位”。旋钮如图示:(3) DAQ数据采集卡设置从“程序框图”面板中点击右键,然后按照“测量I/O”“DAQmx-Data acquisition”的顺序,打开“DAQmx-Data acquisition”选板从中选择“虚拟通道”,“采样时钟”,“DAQ write”,“DAQ start”,“DAQ stop”,“DAQ clear”等控件。将“虚拟通道”多态设置为“模拟通道,电压输出”模式,“DAQmx write”多态设置为“模拟量,多通道,多点采样”模式。满足“双通道虚拟信号发生器”的要求。(4)子VI “DAQmx write”data输入
4、设置“合并信号”,右击“程序框图”弹出“函数选板”,打开“信号操作”选择“合并信号”。选择两个“基本函数发生器”,方法同步骤(1),将其输出信号合并输入至“DAQmx write”的data输入端,其“信号类型”,“采样信息”,“频率”选择常量输入默认值。(5)波形输出显示的设置1 右击“程序框图”弹出“函数选板”,打开“信号操作”选择“合并信号”,将第(1)步中的两基本信号发生器输出合并输入“波形图”显示控件。2“波形图”显示控件,右击“前面板”,弹出“控件”对话框,选择“图形显示控件”打开“波形图”。如下图:(6)程序框图、前面板整个程序框图完成后,将其整理好,使其合理整洁,整个如图示:将
5、前面板上的所有图标合理摆放,使其合理匀称,并做些修饰,其如图示:1 程序框图2 前面板如图:二,双通道虚拟示波器设计1.设计题目:双通道虚拟示波器 2.设计目的:了解、熟悉并掌握虚拟仪器的相关知识;完成所要求的实验内容。3.设计要求:可以实现对单一通道输入监测,A,B,以及对A,B通道同时监测。 可以实现数据存储与回放。4.设计思路:采用“DAQmx”从数据板卡采集信号,输入“波形图表”显示,同时采用二进制文件操作函数,将采测的信号输入至“二进制文件”,进行存储。“存储数据的回放”通过输入控件选择不同的数据信号输入至“波形图表”,实现示波器的“监测与数据回放”功能。5设计实现过程(1)示波器“
6、DAQmx”采集与显示的设计1,“DAQmx”采集设计从“程序框图”面板中点击右键,然后按照“编程”“测量I/O”“DAQmx Date acquisition”的顺序,打开“DAQmx Date acquisition ”面板从中选出“虚拟输入通道”,“采样时钟”,“DAQ读取”等函数,如下图;多态函数的设置“虚拟输入通道”设置为“模拟量输入,电压量”,“DAQmx读取”设置为“多通道,多点输入”。2,采集通道与波形显示 采集通道设计右击“程序框图”依次选择“编程”,“结构”选板,选出“条件结构”函数如图;“0”条件分支即AB通道,将“DAQmx读取”输出信号用“一维数组”拆分函数拆分后的两
7、路信号在分支中“信号合并”在输出输入至“波形图”显示两通道信号.“1” 条件分支即A通道,将前所述拆分的两路信号其一在分支中输出输入至“波形图”显示两通道信号.“0” 条件分支B通道,同A通道相似将另一信号输入至“波形图”3波形图表X,Y坐标及幅值偏移控制设计坐标控制采用创建属性节点控制X坐标设计即扫描周期 选中“波形图”显示控件,右击选“创建属性节点”创建类型选“X标尺,范围,全部元素”。 “属性节点”的控制,点选“属性节点”右击设置,转换为写入,右击“程序框图”以“编程”“簇,类与变体”“捆绑”顺序操作选中“捆绑”。在“前面板”创建“扫描周期TIME”输入控件,其余输入控件如图与“捆绑函数
8、”,及“属性节点”相连接。Y坐标设计即幅值偏移与幅值DIV的设计与X坐标控制设计相类似,如下图:(2)数据的存储与读出 数据存储类型为二进制文件存储,其相应函数位于函数选板的“编程”子选板下的“文件I/O”选板中,含有文件打开,关闭函数以及二进制文件的读取,写操作函数,路径的创建,拆分函数也位于该选板中,而“文件对话框”函数,“设置文件位置”函数位于该选板的“高级文件函数”子选板中。1数据存储部分设计数据存储位于示波器测量分支中,由文件路径的创建,文件写入操作条件,及写入操作三部分组成。文件路径的创建 选中“当前VI路径” 函数输出接 “路径拆分”路径创建”输出与“文件打开”“设置文件位置”函
9、数相连。如图;文件操作条件实现 将前创建的文件路径联入while循环框,在其中构建“条件结构”将“真”分支设置为“文件打开”函数与路径相连,“假”分支将“错误输出”,与“引用语柄输出”与后续写入部分相连。分支选择输入由while循环次数与“0”比较是否相等来实现如图;数据写入部分由“二进制文件读取”,“文件关闭”与“简易错误处理器”函数构成。如图;2数据读取部分的设计 数据的读取与数据存储相类似 文件路径的创建: 文件操作条件的设计 采用“条件结构”分支结构与存储部分类似其中“真”分支为“文件对话框”,并将数据与路径联入,如图数据的读取部分由“文件打开”,“文件读取”以及“文件关闭”等函数实现
10、,其中“数据读取”给定数据读取类型为“波形常量”,否则“二进制文件”无法按原文件类型读出。(3)数据回放功能的实现数据回放的实现与测量设计相类似,在该部分设计“波形图”,“属性节点”均采用“局部变量”来实现。1波形数据显示 “二进制文件读取”输出与“波形图”局部变量相连。“局部变量”的创建右击“波形图”选择“创建”再进选“创建局部变量”。2 X坐标设计与测量设计类似,“扫描周期TIME”控件,采用“局部变量”对“波形图”的X坐标“属性节点”控制。3 Y坐标采用“幅值偏移(v)”,“幅值DIV”的“局部变量”进行设计。(4)测量模块与回放模块等构建整体设计 在前面板创建“水平指针滑动杆”修改属性数据类型为“I8”,数据输入最大最小值分别为 0, 1,增量为1.实现“测量/回放”选择。条件结构的构建将前边创建的测量模块与数据存储设计为“0”条件分支。回放与数据读取设计为“1”分支,实现测量回放功能的切换。(5)程序框图、前面板整个程序框图完成后,将其整理好,使其合理整洁,整个如图示:将前面板上的所有图标合理摆放,使其合理匀称,并做些修饰,其如图示:程序框图前面板