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基于STC单片机虚拟示波器的设计

接口实验报告

题目：基于STC单片机虚拟示波器的设计院（系）：电子工程与自动化学院

专业：测试计量技术及仪器

姓名：

学号：

指导老师：李智

职称：教授

2012年8月1日

一．实验目的及意义

（1）用单片机控制 AD7862 实现对交流电压、电流信号的采集和计算；

（2）将测量数据发送给PC机显示，并能响应PC机下传的指令将电压电流的波形数据上传至PC机显示；

（3）学习用 VC 编写相应适合于虚拟仪器界面并显示数据与波形。通过实验掌握了计算机的串口通信方法，掌握了单片机接口电路的设计，掌握了 PC 机VC 界面程序的设计。

二．方案论证

本设计中AD转换芯片选用的是AD7862-10.AD7862是AD公司推出的一个高速，低功耗，双12位的A/D转换，单+5V供电，功率为60m。它包含两个4us

的延时的ADC，两个锁存器，一个内部的+2.5V参考电压和一个高速并行输出端口。有四个模拟输入通道，分为两组，由A0选择。每一组通道有两个输入(VA1和VA2,VB1和VB2），它们能同时的被采样和转化，保存相对的信号信息。它可以接受+10、+2.5V或0-2.5V的输入电压范围。对模拟电压输入，具有过电保护功能，相对地，允许输入电压到达+17V，+7V，+7V，而不会造成损害。

本实验采用的微处理器是STC单片机。STC单片机使用方便，内存有256Bytes 片内RAM、8K Flash ROM,支持串口下载，易于在线编程调试。由于A/D的输出是12位，单片机的寄存器是8位的，所以要分成两次才能读得A/D转换的结果。故需将单片机的两个口（P0、P2）分别与AD7862的DB0-DB11相连，即可完成数据的采集。

本设计利用MAX232芯片实现RS-232电平与TTL电平转换，利用串行通信方式1将数据发给PC机，波特率为9600bit/s、无校验位；用VC++6.0编写相应的界面进行数据处理，控制和显示。

在实验的初级阶段采用的是每采集一次模拟电压值，就直接把12位的并行数据，利用串行通信方式1直接发给上位机。这时发现A/D7862每采样一个数据只需要4μs，单片机采用11.0592MHz的晶振，即单片机采集一次数据真正需要的时间只有十几μs，以正弦波每个周期至少20个点来表示计算，对于采集4KHz 以下的正弦波是没有问题的。而如果从串口通信的波特率来说，如采用19200bit/s 来计算，则只有44Hz以下的波形能采集了。对比之下可以看出，影响这种方案采集波形的主要瓶颈是波特率，如果在不变硬件的基础上采用其最高波特率57600bit/s的波特率传输数据，理论计的测量范围也只是0~130Hz。

在此基础上为了提高采样波形的频率范围，最后采用先采集保存再群组发送的方式，首先采集100个点，并将数字量存储在单片机的RAM中，然后群组发给上位机，这样可以大大的提高采样率，根据AD7862的时序图，还有单片机的一个机器周期大约1微秒，这样可以得出采理论上采样率大约40KHZ，要使得波形比较平滑的话，每个信号周期内至少应该采集20个点，这样算起来能采样到2KHZ的波形。经实验采样率最大只能达到20KHZ左右，同样换算最大能采样到1KHZ左右的波形。在下位机里采用定时器0的方式2对采样率进行设定，设定不同的采样率，就可以采样到低于1KHZ的不同频率段的波形。由于定时的时间比较短，采用方式2比较精确，但是最大只能定时255微秒，经换算最大能采样到196HZ，经调试最小频率能采集到10HZ左右。故采样的波形频率范围在

10HZ-1000HZ。

最终利用上位机对采集的数据进行处理，画出模拟信号的波形，并显示模拟信号的电压值、最大值、最小值和峰峰值等。

三、系统工作原理

系统由电源模块、AD 采样模块、STC 单片机控制模块、串口通信模块、计算机处理与显示模块组成。电源模块提供总个系统工作的电压，保证系统正常工作。STC 单片机控制AD 采样电压值，并将电压值通过串口传送给上位机，上位机通过VC 程序对数据进行处理和显示。上位机通过串口发送不同的标志位给下位机，控制下位机在不同的采样率下对模拟电压值进行采样。

四、硬件电路

1、AD 硬件电路设计如下。为了使得单片机能够更有效地控制AD7852工作，在连线的时候尽可能多地把AD7862的控制端与单片机的I/O 相连接，以便供以后升级使用。DB0-DB11是A/D 转换后的数字量输出端口，它们分别与单片机的P2和

P0口P1.1-P1.4相连接，以便单片机把数字量读走。CONVST 是AD7862转换开始触发端口，与单片机的P0.0连接，是为了利用单片机的外部中断0来提高模拟电压信号的采样率，使得AD7862更有效的工作起来。VA1和A2，VB1和VB2分别是模拟电压信号的四个输入通道。当A0为低电平的时候选择VA0或VA1，当A0为高电平的时候选择VB1或VB2，此电路图中将A0接地，选择VA0或VA1.

2、PC机通过串口进行通信，电路如图所示。单片机串口为TTL电平，PC机串口为232电平，通过MAX232与单片机和DB9连接，DB9通过USB转串口线与PC机相连，实现电平转换和下位机和上位机的通信。

3.单片机控制模块电路图如图所示，单片机的控制AD采样，要保证电容和晶振振荡器给单片机提供合适的工作频率。

4.电源模块

电源模块电路图如图所示，电源模块给系统提供5V的恒定电压，保证系统正常工作。

五、系统软件设计

1、下位机设计

下位机处理三方面的工作，一是控制AD7862采集VA1端得模拟电压信号，得到数字量，并保存到单片机内部的RAM单元；二是是通过定时器0的方式2定不同的采样率，得出所采波形的采样周期；三是负责与PC通信，将保存的数据发送到PC，让上位机做处理。

控制数据采集主要依据AD7862工作时序来完成。下图即使AD7862的工作时序图

如图所示，CONVST、CS、RD、A0由单片机来控制，让AD采哪个通道、何时采集等；BUSY与单片机的INT0管脚相连从而通过外部中断0来提高AD7862的工作效率，当CONVST下降沿一来，AD转换开始，这时两个锁存器同时锁存两个通道的模拟量，在大约3.6us之后，转换完成同时BUSY的下降沿向单片

机申请外部中断0，这个时候AD7862的输出寄存器的数据是有效的，可以读取数据。A0为0可以读A通道。当/CS和/RD有效时，数据可以从12位的并行数据总线上读出。

下位机流程图：

下位机程序代码如下：

#include

typedef unsigned int uint;

typedef unsigned char uchar;

sbit convst=P0^0;

sbit BUSY=P3^2;

sbit AD_RD1=P3^3;

sbit AD_CS=P3^4;

uchar samplingCounter = 0;//采样计数器

uchar samplingFlag = 0;//采样率标志位

uchar sendFlag = 0;//串口发送标志位

uchar AD_H = 0,AD_L = 0;

uchar idata AD_result[100][2];

void sentda(void);

void AD_unit(void);

void Micfo_unit(void);

void delayms(uint z)

{

uint y;

for(y=z;y>0;y--);

}

//==================主函数

============================================

void main(void)

{

AD_unit();

Micfo_unit();

while(1)

{

if(sendFlag)

{

sentda();

sendFlag = 0;

}

convst = 0;//开始AD转换

while(BUSY==1);//检测ADC忙信号线，等待AD转换完成，若完成则执行下一步

//取VA1的数值

convst = 1;

AD_CS = 0;

AD_RD1 = 0;

AD_result[samplingCounter][0] = (P0>>1)|0xf0;

AD_result[samplingCounter][1] = P2;

AD_RD1=1;

//记录采样次数，带采样100次后，将这100次的采样结果一次性发送给上位机。

switch(samplingFlag) //

{

// case 0x06:delayms(107);break; //1000us 间隔采样case 0x02:delayms(51);break; //500us间隔采样

307

case 0x03:delayms(15);_nop_();break; //200us间隔采样109

case 0x04:delayms(5); break; //100us间隔采样

case 0x05:_nop_();break; //52us间隔采样 23 // case 0x07:break; //52us间隔采样

}

samplingCounter++;

if(samplingCounter == 100)

{

sendFlag = 1;

samplingCounter = 0;

}

//===================子函数

===========================================

//ADC初始化函数

void AD_unit(void)

{

AD_CS=1;

AD_RD1=1;

convst = 1;

}

void Micfo_unit(void)//初始化串口和定时器0

{

SCON = 0x50;// SCON:工作模式1，8-bit UART，允许接收

TMOD = 0x20;// TMOD：定时器T1，工作模式2, 8位自动重载方式PCON=0x80;

TH1 = 0xFF;// 当波特率为57600时，定时器初值

// TL1 = 0xFD;

TR1 = 1;//开定时器1

ES = 1;//开串行中断

EA = 1;//开总中断

}

//串口发送子函数，将读取到的串口数据发送给上位机

void sentda(void)

{

char i,j;

for(j=0;j<100;j++)

{

for(i=0;i<2;i++)

{

SBUF = AD_result[j][i];

while(!TI);

TI = 0;

}

//===================中断服务函数

===========================================

//串口接收中断服务程序，根据接收到得采样标志位，配置不同的采样率void ser( )interrupt 4

{

if(RI)

{

RI = 0;

samplingFlag = SBUF;

}

2.上位机设计

下位机给上位机发送数据的时候先发送12位数据的高4位，后发送12位数据的低8位，这个时候上位机要对接收到数据进行数据处理。在编写上位机程序的时候参考了串口调试助手的源程序，此源程序完成的功能是把接收到的数字量进行转换得到模拟电压的瞬时值，以及如何利用计算机串口向STC单片机发送命令，从而控制AD7862的采样率。

PC对接收到的数据进行处理，PC读回的数据是十六进制数，要经过一系列的处理，才能得到最后的显示值。首先要判断得到的数据对应的电压是正或是负的。若电压是正的，即数据小于2048，则处理公式如下：

OUT=a*LSB

式中a为得到的数字量，out为显示的电压，LSB为AD最小分辨电压。若电压为负的，即得到的数据大于等于2048，则处理公式如下：

OUT=(a-4096)*LSB

AD7862的转换结果输出是以二进制的补码表示的，当其输入电压为负时，数据处理的方法采用上面的方法，而不必还原成原码。

上位机的数据处理核心程序为：

for(CONT=0;CONT

{ if((rxdata[2*CONT]&0XF0)==0XF0)

{rxdata[2*CONT]=rxdata[2*CONT]&0X0F;

ReceiveData[2*CONT] = rxdata[2*CONT];

ReceiveData[2*CONT+1] = rxdata[2*CONT+1];

ResultData[CONT]= ReceiveData[2*CONT]*256 +

ReceiveData[2*CONT+1];

if(ResultData[CONT]>= 0x0800)

{

ResultData[CONT] = ResultData[CONT] - 4096;

}

data[CONT]= float(ResultData[CONT])*20/4096;

m_result=data[CONT];

if (CONT==0||CONT==1)

{

m_max=(float)m_result;

m_min=(float)m_result;

}

if (CONT>1)

{

if(m_max <(float)m_result )

{

m_max =(float)m_result;

}

else if (m_min > (float)m_result)

{

m_min = (float)m_result;

}

m_Vpp=m_max-m_min;

此时就可以对采集的信号进行处理和分析，得到采集的电压值、最大最小值和峰峰值，并画出信号的波形图。

上位机向下位机发送命令，控制AD7862的采样率的命令为：

CString fre1;

fre1=0x03;

m_MSCOMM1.SetOutput(COleVariant (fre1));

六、系统调试

根据方案设计的要求，调试过程共分三大部分：硬件调试、软件调试和软硬件联调。电路按模块调试，各模块逐个调试通过后再联调。

1 、硬件调试

通过制作原理图、PCB板到做成板子将原件焊接完毕，这一过程都要保持一种认真的态度。为了方便调试，我在硬件电路中加了液晶和开关，采用分块调试的方法。电路由多个模块组成，AD转换电路、串口通信电路、单片机控制电路、调试电压电路。经调试，当采集低于10v电压时，液晶上能准确显示电压值，说明硬件电路总体工作。

2、软件调试

在确定编程思路以后将各模块的程序及各子程序编好，使用Keil进行调试，根据Keil提示的错误对程序进行修改。除了语法差错和逻辑差错外，当确认程序没问题时，用“伟福”开始调试，看其中值的变化，有错误时直接在上面修改，直到能全部通过，并用串口调试助手看结果是否正确。最后下载到单片机进行调试，看是否能达到预期的目的。

当下位机基本设计好后，就要设计上位机的内容了，由于VC++没有接触过，所以从最简单的开始搞，主要是进行数据处理和控制并显示出来，选择好串口号，

点击“打开串口”和开始采集”按钮，画出波形并显示电压“当前值”、“最大值”、“最小值”和“峰峰值”。表示的值跟测量值基本符合。

3、软硬联调

下载程序到单片机后，利用串口调试助手首先查看是否输出空载电压和直流电压正确。在本次设计中，通过观察发现硬件电路输出正常，但输出数据不正确，所以问题锁定在程序的问题，经过多次进行程序的修改及调试，最终系统工作正常。

七、实验结果与误差分析

将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号，A/D 转换一般要经过取样、保持、量化及编码 4 个过程。在实际电路中，这些过程有的是合并进行的，例如，取样和保持，量化和编码往往都是在转换过程中同时实现的。

将取样电路每次取得的模拟信号转换为数字信号都需要一定的时间，为了给后续的量化编码过程提供一个稳定值，每次取得的模拟信号必须通过保持电路保持一段时间。

在量化过程中，由于取样电压不一定能被量化单位整除，所以量化前后不可避免地存在误差，此误差称之为量化误差。量化误差属原理误差，它是无法消除的。A/D 转换器的位数越多，各离散电平之间的差值越小，量化误差越小，分辨率也就越高。

对AD7862 来说，输出位为12位，输入信号范围为-10到+10V，那AD7862能区分的输入信号的最小电压为：20V/4096＝4.883 mV。所以其最大的转换误差为2.4415 mV。故实验中得到的测量绝对误差应低于这个值。然而在实际的实验过程中，检测到的误差要远大于这个值，一般为10-30m V的样子。

USB电源的纹波比较大，幅值不稳定。在芯片的电源接口部分应加上相应的滤波电容，以减小电源波动对芯片的干扰。

加入的测试信号幅度不宜过大，正常范围为-10V 到+10V，最大范围为-17V 到+17V ，否则超过最大范围的话会烧坏AD7862 芯片；另外所加交流信号的频率由于受采集速率的限制也要控制在一定的范围之内，最好小于1KHZ，这样在上位机上显示的波形就比较好。

第一步思想是采一点发一点数据，发现采样率不高，为了提高采样率，又采用先采集100点存入数组，再往上位机发送，这样节省了每两点之间发送的时间，提高了采样率。

为了定时准确，采用了定时器0的方式2，最多只能定256微秒，又加上我的上位机界面上的画图区域不过大，导致最小只能采集10HZ的波形。按理论值采样率可以定到20us，但实际上最大只能定到78us。导致最大只能采到700HZ 左右的波形。

定出采样率后，能采到最大频率的波是按照每一个周期至少采集20个点来计算的，实际调试过程中发现，能采到比计算值大一点点的波形。

下面各图是分别对不同频率的信号进行数据采集结果。

当选择好串口，确定好采样范围，上位机就会发相应的指令给下位机，上位机就会给下位机发送命令。同时上位机上显示出各种参数值。点击开始采集按钮，界面上会画出相应的波形。

对10HZ的正弦波进行采样

对50HZ的正弦波进行采样

对100HZ的正弦波进行采样

对300HZ的正弦波进行采样

对300HZ的方波进行采样

对550HZ的正弦波进行采样

对700HZ的正弦波进行采样

对700HZ的方波进行采样

八、实验心得

通过本次接口试验，我学到了很多知识，首先是A/D芯片，以前接触到的都是8位的A/D转换芯片，这次是第一次接触12位的A/D芯片。从它的管脚到时序一点点的学，再看懂单片机是怎样对它控制控制的。先写下位机程序，从实现简单的采集功能，再实现波特率的设置。在做实验之前没接触过Visual C++，从通过看孙鑫老师的视频，掌握了一些基本的知识，在参考关于VC编程和串口通信编程的书籍，最终编出了上位机的界面程序，完成了一个虚拟示波器的设计和制作。

但是也还存在一些不足，比如由于定时器选用的原因和画图区域不够大，导致最小只能采集到10HZ。为了采集更高频率的波，一方面由于单片机内部只有256字节的RAM，为增加一次采集的点数，可以接一个外部RAM芯片。另一方面因为用11.0596MHZ的晶振，单片机的一个机器周期大约为1微秒，单片机采样一次大约要耗十几微秒，可以将晶振提高到24MHZ。

九．鸣谢

在这次试验中，在下位机和上位机的编程实现中遇到许多问题，感谢老师的指导，感谢王明飞、李清清，秦昌明等同学对我的帮助和指导。通过与他们的交流，思路更加的清晰，让我又一次意识到交流的重要性。

同时感谢我的家人和朋友对我的经济和精神的支持！

参考文献：

[1] 郭天祥. 51单片机C语言教程-入门、提高、开发、拓展全攻略. 北京：电子工业出版

社,2009

[2] 孙鑫等.VC++深入详解.北京：电子工业出版社，2007

[3] 张筠莉等.Visual C++实践与提高--串口通信与工程应用篇.北京：中国铁道出版

社,2006

[4] 龚建伟,熊光明. Visual C++/Turbo C 串口通信编程实践. 北京：电子工业出版社,2007

[5] 李现勇. Visual C++串口通信技术与工程实践(第二版). 北京：人民邮电出版社,2004.

基于LabVIEW的虚拟示波器设计

目录 1.设计要求 (1) 1.1主要功能模块 (1) 图1 功能结构框图 (1) 1.1.1 数据采集模块 (1) 1.1.2 波形显示模块 (1) 1.1.3 参数测量模块 (2) 1.1.4 频谱分析模块 (2) 1.1.5 数据存储和回放模块 (2) 1.2 主要控制结构 (2) 1.2.1 测量控制结构 (2) 1.2.2 自动调整扫描率控制结构 (2) 2.虚拟仪器设计方案 (3) 3.虚拟仪器设计步骤 (4) 3.1 DAQ数据采集模块： (5) 3.2 模拟采集模块 (6) 3.3 波形显示模块 (7) 3.4参数测量模块 (8) 3.4.1频谱分析模块 (10) 3.5 数据存储和回放模块 (12) 3.6 波形打印模块 (13) 3.7主要控制结构 (14) 3.7.1测量控制结构 (14) 3.7.2自动调整扫描率控制结构 (15) 4.总结 (16) 5.参考文献 (17) 6.附录： (18)

摘要摘要：虚拟仪器是现代测量技术和计算机技术相结合的产物，标志着自动测试与电子测试仪器领域技术发展的一个崭新方向．随着信息技术和计算机技术的高速发展，数字信号处理作为一门新兴的学科，其重要性日益在各个领域的应用中体现出来。本文介绍了可以利用LabVIEW完成对信号的输入及获取、信号电压参数及时间频率参数的自动测量、信号的波形显示及存储回放和信号的频谱分析等功能。该示波器主要由数据采集DAQ（Data Acquisition）、接口总线、硬件驱动程序和虚拟数字示波器软件构成。关键词：虚拟仪器LabVIEW 示波器 Abstract: Virtual instrument is the product of modern measurement technology and the combination of computer technology, marked a new direction of automatic test and electronic measurement instrument technology development. With the rapid development of information technology and computer technology, digital signal processing as a new subject, reflected the growing importance of application in the field of each. This paper introduces the LabVIEW can be used to complete the signal acquisition, signal input and parameters of voltage and time frequency parameter automatic measurement, signal waveform display and storage playback and signal spectrum analysis and other functions. The oscilloscope is composed of data acquisition DAQ (Data Acquisition), interface bus, hardware driver and virtual digital oscilloscope software. Keywords: The virtual instrument LabVIEW oscilloscope

USB虚拟示波器设计

USB虚拟示波器设计 -LabVIEW实现内容提要：随着计算机技术的快速发展，计算机技术已经渗入到各个领域。由于计算机的快速性、稳定性、高精度等特点，基于计算机技术的现代仪器也快速的发展起来，虚拟仪器应运而生，在对精度、稳定性等方面要求高的场合，虚拟仪器将逐渐取代传统仪器。虚拟示波器，是将计算机强大的计算处理能力和一般硬件仪器的信号采集，控制能力结合在一起，从而实现一般示波器所不能实现的功能和友好的界面。随着计算机技术的发展，使得虚拟仪器的实现成为可能，传统仪器的一些专用处理器和设备，被计算机的通用设备所代替，常用的虚拟仪器，多采用PCI或ISA插槽，将各种硬件连接到一起，然而采集卡的数量一般有限，因此组织系统的时候，只能指定特定的计算机，或打开计算机盖装入专门的采集卡，在使用笔记本电脑或工业一体化电脑的场合，根本就不支持PCI或ISA总线的设备。本文围绕“虚拟示波器”这一热点课题，阐述了基于USB的无线虚拟示波器的设计方案、开发方法、开发过程。在设计中使用了TI公司的单片机MSP430 F1611、ATMEL公司的AVR系列单片机ATMEGA16L、Philips公司的USB器件芯片以及Nordic Semiconductor ASA公司的增强型无线通信芯片nRF24L01。利用MSP430F1611芯片内置的A/D采样实现数据采集，并通过无线模块将数据传输到主机；ATGMEGAL16L实现数据的接收并与USB通信。关键词：A/D采样无线传输 USB 虚拟仪器 ATMEGA16L nRF24L01 PDIUSBD12

USB virtual oscilloscope design -- LabVIEW to achieve Abstract：With the rapid development of computer technology, computer technology has infiltrated into every field. As the computer's fast, stable, high-precision, and other features of modern computer-based technology equipment is also rapidly developed, virtual instrument came into being in on the accuracy, high stability, and so on the occasion, the virtual machines will be gradually replaced by Traditional instruments. Therefore, we need a more convenient and more effective and flexible communication bus to achieve virtual machines, modern computer with a USB interface in general, the USB interface and the use of flexible, convenient, so first of all consider the USB bus. USB bus is Intel, IBM, NEC, Microsoft, and so on 7 well-known bus company's next-generation technology, following the adoption of a new generation of USB bus, PC configuration of the new machine's hardware devices do not have to flip open, and hot swap support Technology, to the great convenience to users through the USB hub, to expand up to 127 devices, and through the 3-5m of cable to connect to the computer, by collecting cards close to the test object, thus greatly improving the electromagnetic Compatibility standards in the agreement USB1.1 in, UMB bus transfer rate up to 1.5-12Mb / s, and in the USB2.0 specification, the rate of up to 360Mb / s. Such a rate sufficient to meet the vast majority of occasions. In this paper, around a "virtual oscilloscope" hot topics on the USB-based wireless virtual oscilloscope design, development methods, the development process. In the design used in TI's single-chip MSP430 F1611, ATMEL's AVR family of single-chip ATMEGA16L, Philips's chip USB devices as well as the Nordic Semiconductor ASA's enhanced wireless communications chips nRF24L01. MSP430F1611 use the built-in chip A / D sampling data collection and wireless data transmission module to the host; ATGMEGAL16L data reception and communication with the USB. Key words:A/Dsampling wireless transmission USB virtual instrument ATMEGA16L nRF24L01 PDIUSBD12

虚拟示波器的研究与设计

虚拟示波器的研究与设计任重江西科技师范学院，江西省光电子与通信重点实验室，江西南昌（330013） E-mail：renzhong81@https://www.sodocs.net/doc/ab3892458.html, 摘要：本文首先介绍了虚拟仪器技术,高校实验室仪器的现状和解决方法，然后从总体的角度提出了虚拟示波器的设计方案,另外介绍了DAQ卡Kpci-3100，然后比较详细地从功能的角度用LabVIEW语言分别设计了虚拟示波器的功能模块。最后，整个系统经过调试和实验表明，该虚拟示波器具有传统示波器无法比拟的诸多优势。关键词:虚拟仪器，虚拟示波器，DAQ卡，LabVIEW 中图分类号：TP216+.1 文献标识码：A 1.引言虚拟仪器是由美国国家仪器公司（National Instrument）首先提出来的，虚拟仪器（Virtual instrument）的核心是：以计算机作为仪器统一的硬件平台，充分利用计算机独具的运算、存储、回放、调用、显示以及文件管理等智能化功能，同时把传统仪器的专业化功能和面板控件软件化，并结合相应的I/O接口设备，这样便构成了一台从外观到功能都完全与传统硬件仪器相同，同时又充分享用了计算机智能资源的全新的仪器系统[1]。目前，在多数院校的电子学实验教学中，常用的仍然是功能固定的台式仪器，主要有示波器、函数发生器、实验箱和电源等。对于一所高等院校而言，进行电子类实验教学至少需要配备30套设备，每一套近万元，在经费紧张的情况下，很难满足教学的需要。另外，台式机操作复杂，功能单一、调试困难，学生不易掌握其使用方法，测定结果也不精确。而采用虚拟仪器实验系统，可以解决上述问题：（1）虚拟仪器可以由用户自定义其功能，并可以把几种仪器集成在一个系统中，运用不同切换过程，实现同样的教学目的。这样，一台计算机就是一个实验平台。（2）由于虚拟仪器的内容丰富，人机界面好，可以减轻教师的教学负担，加深学生对知识的理解。（3）提高实验效率，降低教学成本，参数输入简便，结果显示明确，实验设备如有更新，只需更新一下软件。（4）借助虚拟技术把仪器与计算机相连接，可以充分利用实验资源。 2.虚拟示波器的总体设计本虚拟示波器[2]主要由硬件和软件两部分组成。其中硬件是以PC机为基础，加上一块基于PCI总线的多功能数据采集卡;软件是以WIN98/2000/XP为操作系统的基础上的一个应用程序，如：VC++，VB，Dephi，Labwindows/c及LabVIEW[3][4][5]以及仪器驱动程序。虚拟示波器的结构如图1所示。

虚拟数字示波器的设计和实现

一、绪论 1.1 虚拟示波器背景示波器是电子测量行业最常用的测量仪器之一，主要用来测量并显示被测信号的参数和波形，在科学研究、科学实验以及现场监测等许多领域被广泛应用。随着科学研究的不断深入和各种高新技术的不断发展，传统示波器的诸如波形不稳定、测读不准确等许多缺陷逐渐显露出来，而且体积大，耗电多，越来越不能满足现代应用的需要。 “虚拟仪器”这一新概念测量仪器的诞生，使示波器突破了传统，在功能和作用等多方面发生了根本性变化。虚拟仪器将计算机和测量系统融合于一体，用计算机软件代替传统仪器的某些硬件的功能，用计算机的显示器代替传统仪器物理面板。虚拟示波器是虚拟仪器的一种，它不仅可以实现传统示波器的功能，具有存储、再现、分析、处理波形等特点，而且体积小，耗电少。虚拟示波器使用功能强大的微型计算机来完成信号的处理和波形的显示，利用软件技术在屏幕上设计出方便、逼真的仪器面板，进行各种信号的处理、加工和分析，用各种不同的方式(如数据、图形、图表等)表示测量结果，完成各种规模的测量任务。鉴于虚拟示波器的种种优点及广泛用途，研究出性能优越、价格低廉的虚拟示波器是十分重要的。 1.2 性能指标本示波器与常见的示波器比较，最大的特点是可以定量地给出信号的各种参量，比如最大、最小值和频率等，无需使用者再去数格子，然后还要计算。特别适合于学校教学实验的需求，在学校教学中可以直联投影机，使全体学生都可以远距离看到信号波形的演示。本示波器采样USB接口，其频率比并口示波器略高，同样支持直流测量，可以定量测量信号，主要技术指标如下：采样频率：共八挡可调：323.53kHz、100kHz、50kHz、20kHz、10kHz、5kHz、2kHz、1kHz。本机测量的信号频率应在70kHz以下。最高输入电压：共两挡可选：±2.5V，±12.5V，如果接入10：1示波器探棒，最大输入电压可达±125V。输入阻抗：1MΩ。供电电压：无需外部供电，直接从PC机的USB口取电。接口：USB接口。二、硬件设计具体电路原理图见附录一，从图中可以看出电路的输入信号调理部分和信号转换部分与常见的并口示波器相同，R10、R11、R12、R13、R14、C19、C20和C21构成输入交直流切换和衰减网络，提供交直流输入切换和1：1、1：5的输入信号切换功能；TL074中的一个运放U 1 A和其周边元件构成一个跟随放大器，提供了输入保护和阻抗转换功能；TL074中的另一个运放U1B

虚拟示波器设计

目录 1 前言 (1) 1.1 问题的提出 (1) 1.2 虚拟仪器 (2) 1.2.1 虚拟仪器的起源 (2) 1.2.2 虚拟仪器的概念 (3) 1.2.3 虚拟仪器工作原理 (4) 1.2.4虚拟仪器的优势 (7) 1.2.5虚拟仪器的现状和应用 (8) 2 虚拟示波器设计方案 (9) 3 软件开发环境 (12) 3.1 关于LabVIEW (12) 3.2 LabVIEW的工作原理 (12) 3.3 LabVIEW开发环境 (13) 3.3.1 LabVIEW 8.2 启动界面 (14) 3.3.2 LabVIEW 8.2 前面板和流程图设计窗口 . 14 3.3.3 LabVIEW 8.2的三大选板 (18) 4 虚拟示波器设计 (26) 4.1 虚拟示波器的程序设计 (26) 4.1.1数据采集 (26) 4.1.2数据处理 (27) 4.1.3结果显示 (33) 4.2 前面板设计 (34) 4.3 小结 (35) 结束语 (37) 致谢 (38) 参考文献 (39)

1 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变化。从最初的模拟仪器发展到现在的数字化仪器、嵌入式系统仪器和智能仪器;新的测试理论、测试方法不断应用于实际;新的测试领域随着学科门类的交叉发展而不断涌现;仪器结构也随着设计思想的更新而不断发展。仪器技术领域的各种创新积累起来使现代测量仪器的功能和作用发生一质的飞跃。尤其是以计算机为核心的设计思想以及仪器系统与计算机软件技术的紧密结合，导致了仪器的概念发生了突破性的变化，出现了一种全新的仪器概念——虚拟仪器（Virtual Instrumentation,VI）。虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。虚拟仪器研究中涉及的基础理论主要有：计算机数据采集和数字信号处理。 1.1问题的提出在高等院校电工及电子类课程中，实验是一种重要的教学手段，学生通过做实验，可以加深对所学知识的理解，增强学习的兴趣，提高动手能力，锻炼在实践中发现问题、分析问题和解决问题的能力。但是，近年来各大高校纷纷扩招，学生人数急剧增加，实验室的设备和规模都难以满足需要，实验室常规设备有的己经老化，有的技术上有些落后，在当前学校经费较少的情况下，如果大量增加常规仪器、仪表的配置，学校财力难以支付。又因为基础实验室是面向所有的工科专业，任务异常繁重，实验室常常只能应付学生按教学大纲要求做一些最简单的验证实验，学生很少有机会去反复熟悉常用仪器仪表的使用，更很少有机会做设计性实验，这对调动学

基于VC++的虚拟示波器的设计与实现

中国科技论文在线
https://www.sodocs.net/doc/ab3892458.html,
基于 VC++的虚拟示波器的设计与实现
孟小琳
北京邮电大学信息与通信工程学院，北京（100876）
Email: XiaolinMeng@https://www.sodocs.net/doc/ab3892458.html,
摘要：本文中介绍的虚拟仪器是基于 VC++和数据采集卡的多功能虚拟数字示波器。结合 VC++良好的面向对象的特性，该虚拟示波器具有丰富的功能，诸如界面控制和波形显示、数据采集以及波形的测量等。论文对这些功能模块的实现方法与过程进行了详细的讨论。该系统较之传统示波器结构简单，开发成本低，实现方便，且在各个模块之间能形成较好的交互性能,能够满足不同用户的需求。关键词：虚拟仪器；示波器；VC++
1 虚拟仪器和虚拟示波器简介
1.1 虚拟仪器
测量是人类认识自然、改造自然的一种手段，通过测量人们可以对客观世界取得定量的信息，仪器是测量中必不可少的工具。电子测量是利用电子学的理论和技术对电量和非电量进行观察和测量的装置和系统。随着电子技术的发展及其在各方面的广泛应用，对于测量和仪器提出了更高的要求，测试项目和范围与日俱增，测试精度和测试速度要求急剧提高。七十年代以来，是电子测量和仪器领域发生飞跃变化的年代，微计算机的问世和大规模集成电路的发展对这一领域产生了革命性的影响。在测试系统中，对仪器的“智能”要求越来越高，仪器中微机的任务不断加重，仪器在很多方面逐渐向微计算机靠拢。此外，随着微计算机和智能仪器的普及，测试系统中包含的重复部件越来越多，而冗余的部件往往不能容错。因此，需要统筹地考虑仪器与计算机之间的系统结构。在这种背景下， 1982 年出现了一种与 PC 机配合使用的模块式仪器，自动测试系统结构也从传统的机架层迭式结构发展成为模块式结构。与传统仪器不同的是，模块式仪器本身不带仪器面板，因此必须借助于 PC 机强大的图形环境和在线帮助功能，建立图形化的“虚拟的”仪器面板，完成对仪器的控制、数据分析与显示。这种与 PC 机结合构成的，包含实际仪器使用与操作信息软件的仪器，被称为“虚拟仪器”[1]。与传统仪器相比，虚拟仪器具有以下几个性能特点： 1. 虚拟仪器的硬、软件具有开放性、模块化、可重复使用及互换性等特点。为提高测试系统的性能，可以方便地加入一个通用仪器模块或更换一个仪器模块，而不用购买一个全新的系统，有利于测试系统的扩展。 2. 可由用户自定义仪器功能。由于仪器的功能可在用户级上产生，故它不再完全由仪器生产厂家来确定，用户可以根据自己的需要，通过增加或修改软件，为虚拟仪器加入新的测量功能，而不用购买一台新的仪器。 3. 数据处理能力强。由于借助于计算机，虚拟仪器可以实现过去比基于微处理机内核仪器复杂许多的数据处理、分析与显示能力，并可利用数据文件或数据库格式进行数据的存储与恢复。
1.2 虚拟示波器
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基于USB的虚拟示波器的设计

第20卷第11期武汉科技学院学报Vol.20 No.11 2007年11月 JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF SCIENCE AND ENGINEERING Nov. 2007 基于USB的虚拟示波器的设计马双宝（武汉科技学院电子信息工程学院，湖北武汉430073）摘要：本文在介绍虚拟仪器的基础上提出了一种基于USB的高速虚拟数字式存储示波器的设计思路，并着重对虚拟示波器的软件设计流程图以及部分程序源代码进行了分析与设计，最后总结了虚拟示波器的性能指标。该虚拟示波器具有功能强大，操作简单、高速数据采集等优点。关键词：USB；虚拟示波器；LabView 8.2；高速中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009－5160(2007)－0033－03 常规仪器是由各种功能硬件组合而成，仪器的功能由厂家定义，越来越难满足现代测试技术的需要[1]。虚拟仪器提出“软件即仪器”的新理念，一块数据采集卡加上相应的软件即可实现仪器的功能，仪器的功能由软件来定义。虚拟仪器实质是将传统仪器硬件与最新计算机软件技术结合起来，以实现并扩展传统仪器的功能，它在智能化程度、处理能力、性价比等方面均比传统仪器具有优势。示波器的使用越来越广泛,有必要设计高速的性价比高的示波器,本文设计一款基于USB的高速数字式虚拟存储示波器，USB串行通信接口使其具有高速的数据传输速率、热插拔等优点。 1 虚拟示波器整体设计图1 虚拟示波器的整体设计框图图1是虚拟示波器的整体设计框图，虚拟示波器整体分为硬件和软件两大部分。硬件部分包括信号输入单元、信号调理和保护电路、12位模数转换器AD7892、USB控制芯片CY7C68013以及电源部分，其实质是一块USB数据采集卡；软件部分包括驱动程序和实现虚拟示波器功能的用户软件。硬件和软件相互结合，构成一个整体。系统工作过程：虚拟示波器有2个输入通道，输入的信号根据需要进行信号调理，对输入的信号进行放大或者衰减，倍数为0.1倍，1倍，10倍，100倍之间进行选择，同时在调理电路中还带有保护电路；调理电路的输出信号通过12位的模数转换器AD7892进行采样，USB控制器 CY7C68013通过可编程IO口（GPIF）将模数转换的结果送到内部的端口2中，在控制器的固件程序中以批量传输模式将采集结果经过USB串行总线送至PC机的内存中；在PC机中驱动程序为虚拟示波器用户软件对数据采集卡的操作提供了一个句柄，同时提供了数据采集卡的读、写、控制等操作的驱动函数；在虚拟示波器用户软件中通过调用相应的驱动函数来对数据采集卡进行操作，采集数据，在用户软件中对数据进行分析、处理、显示等操作，实现示波器的所有功能。收稿日期：2007-09-18 作者简介：马双宝（1979-），男，助教，研究方向：智能仪器.

虚拟示波器的设计报告

基于LabVIEW 的虚拟示波器的设计 The Design of Oscillograph 1设计目的与内容 1、掌握利用A/D转换和计算机资源实现示波器的设计方法。 2、设计虚拟示波器。 3、建立NI-DAQmx仿真设备，选择E系列中的NI PCI-6071E数据采集卡的仿真模块，通过DAQmx物理通道识别，产生模拟信号，然后基于LabVIEW开发平台设计实现虚拟示波器。基本可以实现仪器的性能与可靠性，可以方便的对其编程, 实现对数据的采集、实时显示、数字滤波、截波显示、波形存储、波形回显、频谱分析等多种功能。 2虚拟示波器的软件设计虚拟仪器的软件设计由两部分组成：前面板和流程图。在前面板，输入用输入控件(Control)来实现，程序运行的结果由输出控件(Indicator)来完成。流程图是完成程序功能的图形化源代码，通过它对信号数据的输入和输出进行指定，完成对信号采集及分析处理功能的控制。 2.1虚拟示波器的原理及功能虚拟示波器是在传统示波器体系结构的基础上，借鉴其功能原理设计的。基本原理为：硬件上利用采集卡采集信号，软件上利用NI提供的DAQmx READ采集信号，然后通过‘波形图’进行实时显示。这就实现了一个最基本的示波器，信号显示后又利用‘写入测量文件’将波形保存为LVM文件。这就实现了基本的“存储”功能，反之通过‘读取测量文件’可以将LVM读取显示，从而完成“回显”功能。由于在硬件上是以PC机以及采集卡为基础的，所以本示波器在采样极限速率，带宽，分辨力等参数上受到限制。而程序响应时间上则依赖于PC的配置以及程序的执行效率。本次设计的虚拟示波器所包含的功能主要有以下几个方面。实时显示：通过采集卡采集信号并能对输入信号实时显示在PC机终端上。数字滤波：采用数字IIR滤波器对信号进行滤波处理并实时显示，同时可以任意设置滤波器的最佳逼近函数类型、滤波器类型、阶次、上下截止频率等参数。截波显示：即可满足波形的瞬态显示，同时也可以将瞬态波形进行保存。波形存储：可随时将原始信号或处理后信号以LabVIEW特有的LVM文件格式存储在本地硬盘上，便于日后分析或处理。其中瞬态信号在截波后以BMP图片格式存储在本地硬

基于LabVIEW的虚拟示波器设计毕业设计

目录 1.设计要求 0 1.1主要功能模块 0 图1 功能结构框图 0 1.1.1 数据采集模块 0 1.1.2 波形显示模块 0 1.1.3 参数测量模块 (1) 1.1.4 频谱分析模块 (1) 1.1.5 数据存储和回放模块 (1) 1.2 主要控制结构 (1) 1.2.1 测量控制结构 (1) 1.2.2 自动调整扫描率控制结构 (1) 2.虚拟仪器设计方案 (2) 3.虚拟仪器设计步骤 (3) 3.1 DAQ数据采集模块： (4) 3.2 模拟采集模块 (5) 3.3 波形显示模块 (6) 3.4参数测量模块 (8) 3.4.1频谱分析模块 (9) 3.5 数据存储和回放模块 (11) 3.6 波形打印模块 (12) 3.7主要控制结构 (13) 3.7.1测量控制结构 (13) 3.7.2自动调整扫描率控制结构 (14) 4.总结 (15) 5.参考文献 (16) 6.附录： (17)

虚拟示波器的设计Word版

虚拟示波器的设计一、设计目的设计示波器系统，该系统具有以下功能： 1.测量交流电压和电流的瞬时值、显示波形并实现动态刷新； 2测量交流电压和电流的频率和有效值； 3.对电压电流信号进行频谱分析。二、总体思路查阅了众多资料和结合书本知识后，了解到虚拟示波器是现代示波器发展的主流方向，考虑到现在软件的开放性和编程语言的丰富多样化，已经硬件设备的成本较高，硬件集成配置较麻烦，故采用了以虚拟示波器为主的示波器系统设计。该虚拟示波器软件部分直接在pc机windows系统上运行，基于软件实现设计目的；而数据的采集则由硬件——高速数据采集卡完成，数据采集卡将采集到的信号传入pc机的虚拟示波器分析后直接在虚拟示波器的图形界面给出相应的参数和波形。该系统主要部分为pc端软件分析模块，这个模块实现的功能为：数字滤波、频谱分析、参数计算、波形显示。是整个系统的核心部分。虚拟示波器主要有硬件和软件两部分构成。硬件部分主要是普通PC机和数据采集卡，在这里选择的是北京阿尔泰科技有限公司的USB2852数据采集卡；软件部分则包括了前面板，采集卡驱动程序及相关的应用软件（主要有频谱分析，数字滤波，数据存储和读取，波形显示）三、系统的软硬件选择软件部分研究了可视化编程语言c/c++和图形化编程环境LabVIEW加文本变成环境LabWindows。考虑到对软件编程了解较少，软件功能需要面向仪器，故选择了LabView。LabVIEW的优势在于程序是框图的形式，用框图代替了传统的程序代码。因而可在很短的时间内被掌握并应用，而且labview具有成熟的波形分析处理模块，可以直接使用。硬件部分pc机市面上大部分电脑均可。数据采集卡考虑到数据传递的实时性以及数据接口的方便性，在查阅了大量资料后选择北京阿尔泰科技有限公司的USB2852数据采集卡。USB2852 卡是一种基于 USB 总线的数据采集卡，可直接和计算机的 USB 接口相连，使用便捷、性能稳定、四、系统硬件设计硬件包括pc机和数据采集硬件，pc机就不在此介绍，主要介绍数据采集硬件。数据采集硬件使用的是北京阿尔泰科技有限公司的USB2852数据采集卡，该数据采集卡除满足这是设计的要求外，还具有经济实惠，方便易用的特点。

基于LABVIEW的虚拟示波器设计—虚拟示波器

目录 1.1 LabVIEW简介 (1) 1.2LabVIEW软件设计基本原理 (1) 2 关于虚拟示波器的设计思路及方案的实现 (3) 2.1 设计思路 (3) 2.2 方案的实现 (3) 2.2.1前面板的设计 (3) 2.2.2设计的基本原理和设计步骤 (4) 3 设计心得 (9) 4 参考文献 (10) 5 程序调试过程中发现的问题和解决办法 (10) 基于LABVIEW的虚拟示波器设计

1 LabVIEW软件及其基本设计原理简介 1.1 LabVIEW简介 LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering）是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX 等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。传统文本编程语言根据指令的先后顺序决定程序执行顺序，但LabVIEW 则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了VI 及函数的执行顺序。LabVIEW 提供很多外观与传统仪器（如示波器、万用表）类似的控件，可用来方便地创建用户界面。用户界面在LabVIEW 中被称为前面板。使用图标和连线，可以通过编程对前面板上的对象进行控制。这就是图形化源代码，又称G 代码。LabVIEW 的图形化源代码在某种程度上类似于流程图，因此又被称作程序框图。 LabVIEW尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念。因此，LabVIEW是一个面向最终用户的工具。它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。利用LabVIEW，可产生独立运行的可执行文件。 1.2LabVIEW软件设计基本原理我们把用LabVIEW实现的一个完整的LabVIEW应用程序成为一个虚拟仪器，称为VI。所有的VI，它包括前面板、程序框图图以及图标/连结器三部分。 1）前面板。前面板是图形用户界面，也就是VI的虚拟仪器面板，前面板直接面向用户，是用户使用虚拟仪器的基本操作面板。这一界面上有用户输入和显示输出两类对象，具体表现有开关、旋钮、图形以及其他控制和显示对象。一个典型实现正弦波显示和幅值调节的前面板如图1。

虚拟示波器设计报告

内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计题目：简单虚拟示波器学生姓名：王雪利

学号：0967112230 专业：测控技术与仪器班级：测控09-2班指导教师：肖俊生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变化。出现了一种全新的仪器概念——虚拟仪器（Virtual Instrumentation,VI）。虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。一、设计题目:信号发生器与双通道虚拟示波器二、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三、设计要求（1）信号发生器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. （2）信号频率、幅值、占空比、相位和偏移量可调。制作双通道示波器，通过制作掌握LabVIEW的设计使用。（3）通过数据采集卡进行波形的输入输出，以此来了解并掌握数据采集卡的使用方法（4）所作示波器具有存储回放功能。四、设计思想: 采用“基本函数信号发生器”中的锯齿波、正弦波、方波、三角波信号做信号源，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。采用DAQ板卡外接信号作为信号源，当程序运行起来后，先进行通道选择，然后用“旋钮”对信号波形进行设定，在这一过程中要调节信号的“扫描时间”、“幅值”两个量值，并选择通道，以接受所需的信号。整个过程需通过波形图控件来显示产生的波形，以作参考，接着通过配备DAQ采集卡，采集信号并且

成本仅百元的USB接口虚拟示波器

重要声明：如果你没有一定电路基础,请不要使用本软件。如果操作不当可能会损坏声卡甚至电脑。对造成的一切后果,作者不负责。测试电缆的制作:需要两个３．5的立体声插头,并将两段三芯屏蔽线接上，另一端可接上鱼夹,如果要求不高可直接使用耳机线。使用方法: １.检查你的声卡是否支持4４100采样率1６位双声道双工方式（现在的声卡不存在这些问题）。检查声卡上是否有ｌine in，如果只有ｍiｃ口,那么本软件部分功能可能无法实现(一些主板集成声卡存在这些问题)。 2．打开音频高级控制(通常在屏幕的右下角),关闭一切特效如环绕音之类，将录音方式选择为line。３.将做好的两根音频电缆分别接到声音输出口和line ｉｎ口。 4.找一些准确的电阻器,电容器，电感器作标准元件,把它们的值填入你可以这样填4.7k 4．６9８k 4698 ,填不填单位没有关系，但显示的数值和对应框中的数为同一单位。? 5.将待测元件和同一类标准元件串联，标准元件另一端（非公共端)接地，待测元件那端（非公共端）接R输出或L输出（两边输出频率不同)可视具体情况而定。将待测元件的两端接到lｉnｅ in电缆的非地的两端（Ｒ_in,L_in) 。现在屏幕上显示的值就是待测元件的值了,如果不是则交换line in 电缆的非地的两端。（参考连接图）

6.测交流电压时，直接输入到lｉne iｎ电缆的L－in,你需要一个电位器控制输入的幅度，并可用它校准电压表,显示的是有效值。(!!!! 过高的电位会造成声卡的损坏!！!!）注：声卡的设置声卡的正确设置是本软件正常工作的前提，由于声卡种类繁多，各种版本的驱动程序更是多不胜数,作者。并不能保证每一块声卡上都能正常工作。但通过两种常见声卡上的测试,软件都能很好的工作。测试的声、卡芯片为雅马哈７24，使用公版驱动，另一为主板集成声卡，芯片为创新ｅｓ１37３，使用主板自带驱动。设置时大致按以下步骤进行： 1. 打开声音高级控制 2. 选择录音属性，打开录音音量控制面板,将输入方式选成LINＥ。 3.关闭不必要的声音特效,如混响环绕，以避免左右声道互相干扰。4．如果无信号时背景噪声较大,可尝试将一些选项静音,特别是CD音频。 5. 调整输出和输入的平衡，可借助示波器部分和信号发生器部分实现。?这时信号是从LINE IＮ口输入的。在输出音频信号时，输入口是没有信号的。如果使用其它声卡，可参照以上步骤设置。注意使用公版驱动或自带驱动，不要使用windows带的驱动。

根据LabVIEW的虚拟示波器设计

测控仪器设计课程设计说明书姓名：****** 学号：********* 班级：测控072 专业：测控技术与仪器学院：机械工程学院

时间：2010.7.2～2010.7.15 地点：指导教师：无目录前言 (1) 课程设计任务书 (2) 虚拟仪器设计方案 (4) 虚拟仪器设计步骤 (6) 一、DAQ数据采集模块 (6) 二、模拟采集模块 (7) 三、波形显示模块 (8) 四、参数测量模块 (10) 五、频谱分析模块 (11) 六、数据存储和回放模块 (13) 七、波形打印模块 (14) 八、主要控制结构 (15) 总结 (17) 附录：前面板和程序框图 (18) 参考文献 (20)

前言随着电子科学技术的发展，微电子集成电路技术、计算机技术、通信技术、测控技术互相渗透，互相融合而形成了新型的电子信息技术。经过二十多年的发展，虚拟仪器（Virtual Instrument，简称VI）的概念已逐步为工业界和学术界所认识，成为21实际测试技术与仪器技术发展的一个重要方向，并且在研究、制造和开发等总舵领域得到广泛应用。虚拟仪器技术是测试技术和计算机技术相结合的产物，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（如LabVIEW、LabWindows/CVI）在计算机的屏幕上虚拟出仪器的面板并实现相应的功能，使得使用者在操作计算机时就像在操作一台自己设计得测试仪器。虚拟仪器的出现，打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的工作模式，使得用户可以根据自己的需求，设计自己的仪器系统，给用户提供了一个充分发挥自己才能和想象力的空间，实质上代表了一种创新的仪器设计思想。与传统仪器相比，虚拟仪器具有性价比高、开放性好、智能化程度高、界面友好、使用方便、模块化和网络化的优点，在很多领域大有取代传统仪器的趋势。虚拟仪器包括硬件和软件两个基本要素，硬件功能是获取被测的物理信号，提供信号传输的通道；软件则是实现数据采集、分析、处理、显示等功能，并将其集成为仪器操作与运行的一体化环境。总体而言，虚拟仪器硬件以VXI、PXI等先进的计算机接口总线发展为标志，而软件技术则是以VISA、SCPI、IVA等标准和LabVIEW、LabWindows/CVI等先进开发平台为核心，构成一个完整的虚拟仪器技术体系。示波器是以短暂扫迹的形式显示一个量的瞬时值的仪器，也是一种测量、观察、记录的仪器，在科研和实验室中应用十分广泛。传统的模拟示波器把需要观察的两个电信号加至示波管的X、Y通道以控制电子束的偏移，从而获得荧光屏上关于两个电信号关系的显示波形。这种模拟示波器体积大、重量轻、成本高、价格贵，并不适合于对非周期的、单次信号的测量。基于多功能DAQ卡和LabVIEW平台开发的虚拟数字示波器，具有结构简单、开发成本低等优点，在众多领域已得到广泛应用。

基于LabVIEW的虚拟示波器设计讲解

本科毕业论文（设计）题目基于LabVIEW的虚拟示波器设计学生指导教师讲师年级2011级专业电子信息工程二级学院信息工程学院信息工程学院 2015年5月

郑重声明本人的毕业论文（设计）是在指导教师的指导下独立撰写完成的。如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。特此郑重声明。毕业论文（设计）作者（签名）：年月日

基于LabVIEW的虚拟示波器设计摘要虚拟仪器技术发展很快，以美国国家仪器公司为代表的一批厂商已经在市场上推出了基于虚拟仪器技术而设计的商品化仪器产品。在美国虚拟仪器系统及其图形编程语言，已作为各大学理工科学生的一门必修课。虚拟仪器发展至今已经算是比较成熟，和传统仪器相比有明显的优势虚拟仪器技术拥有强大的模块化硬件和高效灵活的软件使其能完成各类测试、测量和自动化的应用，极大的提高了产品开发和生产效率。本次虚拟示波器设计软件是基于美国NI公司的LabVIEW。LabVIEW在是在计算机上进行数据采集、数据分析处理。实现虚拟示波器的功能主要有从外界采样模拟信号，转化为相应的数字信号，在计算机上实现波形的显示，并能够进行简单的波形处理，可以显示波形的最大值、最小值、平均值，并能够根据需要放大波形的倍数，最后进行调试完成。关键词：LabVIEW 虚拟仪器虚拟示波器

Design of Oscillogrape based on LabVIEW Xing Long Directed by Jia Sumei[Lecturer] ABSTRACT Virtual instrument technology is developing rapidly now,national instruments as a representative of a number of manufacturers have been launched in the market based on virtual instrument technology and design instrument the commercialization of the products.Virtual instrument system in the United States and its graphical programming language,has been as a required course for the university of science and engineering students.Since the virtual instrument development is very mature, and has obvious advantage in comparison to traditional instruments virtual instrument technology has a strong modular hardware and highly efficient and flexible software can make it do all kinds of test, measurement and automation applications, greatly improve the efficiency of product development and production. The virtual oscilloscope design software is based on the NI company LabVIEW. LabVIEW is in on the computer for data acquisition, data analysis and processing. Realize the function of the virtual oscilloscope mainly include sampling analog signals from the outside world, into the corresponding digital signal, realizes the waveform display on the computer, and able to perform simple waveform processing, can display the waveform of maximum, minimum, average, and can according to need to amplify multiples of waveform, the final debugging. KEY WORDS：LabVIEW Virtual instrument Virtual oscilloscope