基于labview的虚拟电压表设计

目录

1绪论..................................................................... ２

1.1 设计目的........................................................... ２

1.2 初始条件........................................................... ２

2 总体方案设计............................................................. ３

3 硬件部分................................................................. ４

3.1 89C52单片机........................................................ ４

3.1.1芯片简介...................................................... ４

3.1.2 AT89C52的管脚及引脚说明...................................... ４

3.2 A/D转换电路....................................................... ４

3.2.1芯片简介...................................................... ５

3.2.2 ADS7825的管脚及引脚说明 (5)

3.2.3 ADS7825转换原理说明 (6)

3.3 PGA放大电路....................................................... ６

3.3.1芯片简介...................................................... ６

3.3.2 PGA204的管脚及引脚说明 (7)

3.3.3 PGA204接入说明............................................... ７

3.4 模拟输入电压 (8)

3.5 电源转换器 (8)

3.5.1芯片简介 (8)

3.5.2 ICL7660的管脚及引脚说明 (8)

4 硬件电路设计 (10)

5 硬件电路实物插接 (10)

6 硬件程序设计 (11)

7 软件部分设计 (11)

7.1关于VISA函数 (11)

7.2VI 前面板设计 (12)

7.3 VI 程序面板设计 (12)

总结 (14)

参考文献 (15)

附录一原理电路图

附录二程序清单

附录三元件清单

附录四 labview图

1绪论

1.1 设计目的

智能化的虚拟电压采集、测量、监控系统是采用数字化测量技术，把连续的量（输入电压）转换成不连续、离散的数字化形式并加以显示的系统。作为现代电子测量中最基础与核心的一种系统，对其测量精度和功能要求也越来越高。由于电压测量范围广，特别是在微电压、高电压及待测信号强弱相差极大情况下，既要保证弱信号测量精度又要兼顾强信号的测量范围，传统的手动转换量程的电压表在测量技术上有一定难度；同时，若量程选择不当，不但会造成测量精度下降甚至损坏仪表。基于此，本次课程设计提出具有16 位分辨率，以单片机作为测量的主控制器，采用A/D转换信号处理技术自适应调整放大器放大倍数实现全量程无档电压表的电路设计，实践表明，此电路既简便又实用。

1.2 初始条件

设计一个智能化的虚拟电压采集、测量、监控系统，该系统以单片机和虚拟仪器技术为核心并具有如下功能：1）能对0-5V范围变化的模拟信号进行连续采样，并在PC机中进行实时显示，采样频率不低于10Hz；2）具有数据记录功能，能够将采集到的数据以文件形式保存在PC机中；3）能对系统存在的随机误差和系统误差进行校正；4）系统具有自动量程选择功能，量程至少4档可调；5）具有自动电压监控功能，当采样值大于4V时，点亮报警指示灯。

2 方案论证及选择

本文设计的数字电压表测量直流电压范围为0-5V，测量分辨率达到1mV以内，最小量程时测量分辨率达到1uV以内，能自动进行量程转换（设计分为0～5mV，5mV～50mV，50mV～0.5V，0.5V～5V 四个量程）。数字电压表的原理方框图如图1.1所示，其主要由输入电路、量程转换电路、A/D 转换、主控单片机、LabVIEW软件显示等部分构成拟信号经输入电路处理、滤除干扰输出直流信号；量程转换电路根据前级直流信号的大小，再通过A/D转换，PGA自动选择放大倍数的信号处理方式；主控单片机根据A/D 转换的结果控制量程转换电路的自动实现，同时将转换的结果计算、处理送至LabVIEW软件，进行显示误差处理。

图1.1系统基本方框图

3 硬件部分

3.1 89C52单片机

3.1.1芯片简介

单片机选用的是STC公司新推出的STC89S52RC。该芯片具有低功耗、高性能的特点，是采用CMOS工艺的8位单片机。STC89S52还有以下主要特点：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，STC89C52可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。复位寄存器(WDTRST)，只要对WDTRST按顺序先写入01EH，后写入0E1H，WDT便启动，当CPU由于扰动而使程序陷入死循环或“跑飞”状态时，WDT即可有效地使系统复位，提高了系统的抗干扰性能。单片机主要用来对实现其他硬件的控制及通讯作用。

3.1.2 ASTC89C52的管脚及引脚说明

AT89C52的管脚排列如图3.1所示, 各引脚功能如下:

1） VCC : 电源； 2） GND: 地；

3） P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL 逻辑电平。我接的是ADS7825的输出数据

4）P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。我接的是ADS7825的控制端，和PGA的控制端，用来控制A/D的启动和PGA的放大倍数。

5）P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口；

6) P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口；

7） RST: 复位输入；

8） ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8 位地址的输出脉冲。

9） PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。

3.2 A/D转换电路

A/D转换器的转换精度对测量电路极其重要，它的参数关系到测量电路性能。本设计采用A/D转换器，它的性能比较稳定，转换精度高，具有很高的抗干扰能力，电路结构简

单，其缺点是工作速度较低。在对转换精度要求较高，而对转换速度要求不高的场合如电压测量有广泛的应用。由于需要在最下量程下显示1uV的电压变化，所以我们需要选择高位数的AD，所以我们选择16位的芯片ADS7825。

3.2.1芯片简介

ADS7825 是4 通道、16 位的A/ D 转换器, 它最大功耗仅为50mW ,由单一5V 电源供电, 可接受- 10. 0～10. 0V 的模拟输入电压。该芯片内部含有4 通道多路转换开关、16 位CDAC、时钟、参考电压和并行/ 串行微处理器接口以及控制逻辑。它的最大优点是经A/ D 转换后的数据既可并行输出, 又可串行输出。

3.2.2 ADS7825的管脚及引脚说明

ADS7825 的管脚排列如图3.4所示, 各引脚功能如下:

1）AIN 0 ～AIN 3 : 4 个模拟通道, 可接受-1 0. 0～ 10. 0V 的模拟输入电压;

2）PAR/ SER : 该管脚为高电平时, 数据在D0～D7 脚并行输出; 为低电平时, 数据在SDATA 脚串行输出;

3）B YTE : 并行数据输出选择位,仅在数据作并行输出时使用。B YTE = 1 时, 输出低8位D0～D7 ,B YTE = 0 时,输出高8 位D0～D7 ;

4）R/ C : 读数/ 启动转换, 该管脚被一下降沿触发将保持前次的采样并启动下一次模数转换; 上升沿触发,则允许读数;

5）BUSY: 状态标志位, 只读管脚。在AD 转换过程中,该管脚输出始终保持低电平。转换结束,数据锁存到输出寄存器后, 该管脚输出高电平。当数据作并行输出时,必须使BUSY= 1 ,才可读数。

6）CON TC : 选择转换模式。CON TC = 0 时, 必须用CS 及R/ C 来逐次启动AD 转换; CON TC = 1 时,采样和读取数据在4 个通道之间自动循环进行。SYNC :串行数据输出帧同步信号。SYNC 为输出管脚, 仅在数据作串行输出时使用。输出正脉冲时,其后沿标志着一帧数据的最高位开始输出。

图3.3 ADS7825管脚排列图

3.2.3 ADS7825转换原理说明

使用ADS7825 芯片时,将CS 置0 ,然后给R/ C脚加一下降沿即可以启动AD 转换。此时,BUSY脚的输出保持低电平, 直至数据转换完毕且内部输出寄存器的内容被更新。AD 转换及数据锁存时间为25μs 。检测BUSY脚的输出电平可以判断数据转换状态, 当状态标志位BUSY = 0 时, 数据转换仍在进行, 此时不可读取数据。BUSY = 1时,表明数据转换已结束且数据已进入输出寄存器,此时方可读取数据。令并行数据输出选择位BYTE = 0 ,即可读出高8 位数据,B YTE = 1 ,读出低8 位数据。ADS7825 可以在连续和间歇两种数据转换模式下工作。由管脚CON TC 决定选择哪种模式工作, CON TC = 1 时,选择连续转换模式,当CS、R/ C和PWRD 端均为低电平时, AD 转换和读数将在AIN0通道进行。

3.3 PGA放大电路

3.3.1芯片简介

PG A204/205 是美国Bu rr -Brow n 公司生产的低价格、多用途的可编程增益放大器, 可用两位TT L 或CMOS 逻辑信号A1 、A0 对其增益进行数字选择。PGA 204 的增益档级为1 、10 、100 、1000V/V , 最大增益误差为±0 .1 %; 电路芯片经激光校正, 最大失调电压只有50μV , 失调温漂为0 .25μV/ ℃, 增益G =1000 时的共模抑制比为115dB 。PGA204/ 205 的电源电压为±4 .5V , 适用于电池供电, 输入偏流最大为2nA , 静态电流为5 .2mA 。两种芯片有16 脚塑料DI P 封装和SO L —16 表面封装, 工作温度范围为

-45 ℃～ +86 ℃。高精度、低价格和通用性使得PGA204/ 205 广泛应用于医疗仪器及数据采集等各种系统中。

3.3.2 PGA204的管脚及引脚说明

PGA204的管脚排列如图3.5所示,各引脚功能如下:

图3.5 PGA管脚排列图

A1，A0是是放大倍数调节，通过给入A0，A1来控制放大的倍数，12和11接在一起，接入Vcc。

3.3.3 PGA204接入说明

1)电源的噪音大，阻抗大，则应该接入去耦电容；

(2)输出是相对于Ref而言的，Ref通常接地，此时链接地线的电阻应该充分小，若大于5Ω，则在增益为1时，此时共模抑制比将降为80dB，这也可以从抑制公共阻抗干扰来看

(3)从精确性考虑，反馈端应该接到输出端

(4)若A0或者A1比接地点电压大2v，则认为输入逻辑1。此时的逻辑电流非常接近0。接地点电位可以从到+4v范围内。逻辑0时的输入电流约为1uA。

(5)常量约为1.3mA的电流从数字地脚流出。因此为避免模拟电路受到数字电路的影响，可以在数字电路端加锁存电路，使数字电路远离模拟电路。在没有加锁存电路的时候，增益选择输入、模拟输出的反应时间大约为1us，反应灵敏。

3.4 模拟输入电压

输入电压，要有滑动变阻器要进行调节，能对0-5V范围变化的模拟信号进行连续采样，并在PC机中进行实时显示，采样频率不低于10Hz；如图3.6模拟输入电压电路图。

图3.6模拟输入电压电路图

3.5 电源转换器

3.5.1芯片简介

ICL7660是Maxim公司生产的小功率极性反转电源转换器，它的静态电流典型值为170μA，输入电压范围为1.5-10V，(Intersil公司ICL7660A输入电压范围为1.5-12）工作频率为10 kHz只需外接10 kHz的小体积电容，只需外接10μF的小体积电容效率高达98％合输出功率可达700mW（以DIP封装为例），符合输出100mA的要求。

3.5.2 ICL7660的管脚及引脚说明

ICL7660的管脚排列如图3.7所示, 各引脚功能如表3.1:

图3.7 ICL7660管脚排列图

表3.1 ICL7660引脚图功能

引脚号引脚符号引脚功能

1 N.C 空脚

2 CAP+ 储能电容正极

3 GND 接地

4 CAP- 储能电容负极

5 VOUT 负电压输出端

6 LV 输入低压电压控制端，输入电压低于3.5V时，该脚接地，输入电压高于5V时，该脚必须悬空。

7 OSC 工作时钟输入端

8 V+ 电源输入端

4 硬件电路设计

电路由单片机控制电路部分，USB接口，输入模拟电压电路，PGA放大电路，A/D转换电路还有ICL7660电源转换器电路组成，每个部分我们都根据老师要求的精度和功能，进行了选择，也考虑了对该硬件部分的功能实现顺序，最终选择了该电路连接方法，组成了高精度的具有16 位分辨率，以单片机作为测量的主控制器的智能化的虚拟电压采集系统，具体详见附件一：电路原理图。

5 硬件电路实物插接

通过5天的设计，以硬件电路图为基础，进一步进行实物插接，通过插接，我们可以进行实物仿真，从中发现问题，然后不断更改，再进步。

主要仪器：电源，剥线钳，数字万用表，通用版电路板，电烙铁，镊子，USB转串口线。使用电烙铁时注意不要手直接触摸。

图5.1 实物图

调试电路的方法和技巧：

（1）目测检查外部的各种元件或者是电路是否有断点，有无虚焊

（2）用万用表测试先用万用表符合目测中有疑问的点，再检查各种电源线

与地线之间是否有短路现象

（3）加电检测给板子加电，检测所有的插座或是器件的电源端的电压

是否符合要求的值

（4）注意事项在通电检查前，一定要确保电路板没有短路

6 硬件程序设计

量智能化的虚拟电压采集、测量、监控系统的程序采用模块化设计，用C 语言编写。程序由主程序、量程转换子程序、A/D 转换子程序。流程图见图6.1。

具体程序清单见附件二。

图6.1 软件流程图

7 软件部分设计

在软件部分，我们运用了LabVIEW软件，在软件中我们实行了VISA字符串的读取，又运用字符串更改为数组类型接入PGA 放大系统，和写入部分。

7.1关于VISA函数

由于在本次设计中需要用到串口通信，所以我们首先要对LabVIEW中与串口通信的相关函数有所了解。

VISA是VXI plug&play联盟制定的I/O接口软件标准及其规范的总称。VISA提供用于仪

器编程的标准I/O函数库，称为VISA库。VISA函数库驻留在计算机系统内，是计算机与仪器的标准软件通信接口，计算机通过它来控制仪器。作为通用I/O标准，VISA提供了统一的设备资源管理、操作和使用机制，它独立于硬件设备、接口、操作系统和编程语言，具有与硬件结构无关的特点。

7.2 VI前面板设计

Labview 虚拟仪器程序由前面板和框图程序组成, 前面板是人机交互的界面, 界面上有用户输入和显示输出两类控件; 框图程序则是用户编制的程序源代码, 以定义和控制在前面板上的控件输入和输出功能.在我们的设计中，电压经过硬件电路处理后，利用VI进行数据的显示，处理和判断。

图7.1 前面板截图

7.3 VI程序面板设计

程序面板的设计首先要考虑电脑和单片机的通信，所以需要使用labview的VISA驱动使电脑和单片机连接起来，然后通过VISA的配置串口控件，写入控件，读取控件可以对于数据的输入和输出。

图7.2 VISA函数

读进来的数据是16位的二进制数，由于单片机的发送只有8位，所以16位的数据是需要通过两次来发送，因此在labview中通过索引数组接收两次发来的8位数据，然后把高8位的数据和低8位的数据合并在一起，然后和2^16-1=65535做除法，然后和5相乘，获得了实际的电压值，并送给电压表显示。如图：

图7.3 数据处理程序

数据经过转换后和4进行比较，如果大于4的话，就是启动报警。

图7.4 报警电路

由于电压表的要求需要四档自动可调，所以在程序显示中我们也做了处理，当输入的数据在相应的档位中时，就在显示控件中显示档位。

图7.5 档位判断程序

为了要保存数据，在电压图表上创建节点，复制数据至剪贴板，所以得数据保存。

T

图7.6 保存数据

图7.7 程序总图

总结

在本次课设的时间里，我从不是很了解，到慢慢的了解，再到开始实际操作，虽然开始什么也不知道，但通过查阅书籍，和请教老师，已经懂的原理，选择元器件，绘制电路，焊接电路板，编程，软件实行，到最后串口连接，虽然最终还是没有调试出来,但经历这个过程之后,学到了很多东西,也还算圆满。

本次课程设计让我温习了单片机的基本原理、功能以及构造，现代仪器的基本知识，以及ADS7825的基本工作原理，学会了使用KeilCx51和AD这两个软件的基本使用方法，利用C语言在KeilCx51下进行编程实现所需要的功能，同时在AD软件上画电路图，通过硬件的制作提高了动手能力和分析问题的能力。

在软件方面，主要是通过看芯片的基本资料进行编写的，我的网上查找了各种资料，通过学习，了解了ADS的启动方式和电路连接。在硬件的选择上也有了进一步的了解，按照老师的要求，选择了精度高的AD7825芯片，还有在PGA的选择，为了达到四档可调，并且能够显示到1UV的程度，选择了PGA204。其次，对一些基本电路检测问题，能够简单进行解决，在查找电路的过程中收获得比之前更多。最后，要特别感谢牟老师在课设中的耐心指导，虽然我最终还是没有能调试出结果，但这个过程我很享受。

希望自己在课设后，能够调试出来，也算对得起这么多天的付出！

参考文献

[1] 马德骏.《计算机程序设计基础》.北京：科学出版社，2009．

[2] 郭天祥.《51单片机C语言教程》.北京：电子工业出版社，2013.

[3] 《中国电子设计工程从书》编辑办公室.数据转换器选型手册[M].西安：西安电子技大学出版社，2006．

[4] 谢楷，张昌民，刘丞.智能仪表中的量程切换电路[J].仪表技术，2008（4）：62-64.

[5] 史建芳.《智能仪器设计基础》.北京：电子工业出版社，2013．

[6] 徐爱钧.《智能化测量控制仪表原理与设计》（第二版）[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.

LabVIEW程序实例

1、Build a VI that generate a random number between zero and ten,and then divides it by an input number and diaplays the result on the front panel.If the input number is zero,the VI lights an LED to flag a “divide by zero”error 2、3-1，P43 3、Try create a VI to compute n！ 4、求500个随机数中的最大值和最小值。 5、3-3，P44 6、3-4，P46 7、3-5，P49 If implement this equation using regular G arithmetic functions,the block diagram looks like the one in the following illustration.Please imolement the same equation using a Formula Node,and add event to control when the VI executes.

8、设计一个简单信号源，能选择正弦波、三角波和方波并用Waveform Graphe显示。 9、4-1，P68 10、4-5，P72 11、（1）显示一个二维数组的行数和列数（2）查找一个二维数组中最大值,以及最大值在数组中的位置。

12、5-2，P89 13、6-1，P100 14、6-3，P103 15、7-4，P120 16、7-5，P121 17、双边傅里叶

实验四虚拟电压表的设计和虚拟数字万用表的使用word文档良心出品

《虚拟仪器技术》 实验报告 学生姓名

实验四、虚拟电压表的设计和虚拟数字万用表的使用 一、实验原理 1） 一般电压表和万用表的工作原理和使用方法。 2） 交流电各种电压值表示的概念以及相互转换关系。 3） 子VI 的创建方法。 二、实验目的 1） 掌握虚拟电压表和数字万用表的设计和使用方法 2） 进一步掌握LabVIEW 的使用，特别是控件属性的操作以及子 VI 的使用。 三、实验内容及要求 1） 利用LabVIEW 设计一简易虚拟电压表。 功能要求：具有普通电压表的基本功能， 用户可选择直流测量和交流测量。 对于直流电 压只需显示电流值大小， 对于交流电则需要显示该交流电的峰值、 有效值、平均值和直流分 量（若存在）。同时能够提供虚拟输入和实际输入两种测量信号，虚拟输入时能够显示信号 波形。 其他要求：对虚拟电压表进行初始设置， 即每次运行程序时电压表的初始界面一致， 具 体表现在开关处于关闭状态， 波形图窗口清空，其他控件处于使能状态下。 实际输入时禁用 仿真参数设置控件，仿真输入时测量直流电压值时禁用信号幅度、 频率、初始相位、占空比、 信号类型等控件。 2） 创建自行设计的虚拟电压表子 3） 使用NI ELVIS 提供的数字万用 表（DMM 模块完成电阻、电流和电压的测量，并就 其中的电压测量部分与自行设计的虚拟电压表进行比较和分析。 四、实验步骤 1）参考程序流程图如图 4.1所示；参考前面板设计如图 4.2所示，该前面板除具有实 验三函数 发生器的参考前面板中所有的输入控件外，还添加了仿真与实际信号的切换按钮， 交流/直流测量的切换按钮，开关按键，电源指示灯以及结果显示包括： VI 。 ;参考程序框图设计如图 /数字电压表是存在很大差别的，为便于实验做了大量 LabVIEW 中有关属性 以及利用DAC 处理采集数据的 4.3看似 复杂，其实大量的工作是 真正用于数据处理的模块其实只有

(完整word版)LabVIEW大作业

LabVIEW技术大作业 题目：基于LabVIEW的巴特沃斯窗函数滤波器的设计学院：信息与通信工程学院 专业：通信工程 班级：通信081班 学号：2008026121 姓名：王美玲

一、 虚拟仪器及LabVIEW 的相关介绍 虚拟仪器（virtual instrument ）是基于计算机的仪器。计算机与仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。这种结合有两种方式，一种方式是将计算机装入仪器，典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能日益强大以及体积的日益减小，这类仪器的功能也越来越强大，目前已经出现含有嵌入式系统的的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机，以通用计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器的功能。虚拟仪 主要是这种方式。常见的虚拟仪器组建方案： 二、虚拟仪器的特点 （1）尽可能采用通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件。 （2）可以充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出强大的仪器。 （3）用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。 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，其研究中涉及的基础理论主要是数据采集和数字信号处理。在这领域中使用比较广泛的计算机语言和开发环境就是美国NI 公司的LabVIEW 。 三、LabVIEW 的简介 LabVIEW （laboratory virtual instruments engineering workbench ）是一种图形化的编程语言环境，它广泛的被工业界、学术界和研究实验室所接受，被公认是标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW 不仅提供了与遵从GPIB ，VXI ，RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通信的全部功能，还内置了支持TCP/IP ，ActiveX 等软件标准的数据库函数，而且其图形化的编程界面使编程变得生动有趣。LabVIEW 是一个功能强大且灵活的软件。 以LabVIEW 为代表的图形化语言程序，又称为“G ”语言。使用这种语言编程时，基本上不需要编写程序代码，而是“绘制”程序流程图。LabVIEW 尽可能利用工程技术人员所熟悉的术语、图标和概念，因而它是一种面向最终客户的开发工具，可以增强工程人员构建自己的科学和工程系统的能力，可以实现仪器编程和数据采集系统提供便捷途径。 利用LabVIEW ，可以产生独立运行的可执行文件。LabVIEW 的真正的32位编译器，像其他软件一样，LabVIEW 提供了Windows 、UNIX 、Linux 和Macintosh 等多种版本。 四、基于LabVIEW 的巴特沃斯传函数滤波器的设计的系统原理介绍 数字信号处理现在已经发展到各个领域都需要的程度，医学、军事、以及工业设计等方面都应用很广泛。在数字信号处理的理论基础上最重要的是滤波的功能。滤波器的种类有许多，根据幅频特性分为低通滤波、高通率波、带通滤波和带阻滤波根据信号不同可以分为数字滤波器和模拟滤波器。根据种类不同，有巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、模拟滤波器和巴塞尔滤波器等。滤波器设计的理论和设计方法已经相当发展的相当成熟，而且有多种典型的模拟滤波器供我们选择，根据自己掌握的知识本次试验采用的是巴特沃斯滤波器，可以实现高通、低通、带通和带阻的滤波的功能。选择巴特沃斯被 测 对 象 信号调理 数据采集 卡 数据处理 虚拟仪器面板

实验报告范例(虚拟仪器)

西华大学实验报告 实验课程名称：虚拟仪器 开课学院及实验室：机械工程与自动化学院 2005年 4 月16 日 1 实验目的 （1）学习用声卡作为数据采集装置的LabVIEW 编程方法； （2）从设计中深入理解虚拟仪器的组成，理解数据采集、数据分析的重要性，用LabVIEW 实现测试系统的优点； （3）实验的应用：目前的测试教学实验中常常要用到A/D 采集卡，而A/D 采集卡价格不菲，以实验室有限的经费，不能较多地购置以供同学们实验使用。进而考虑计算机中的声卡本身就是一个A/D 、D/A 的转化装置，而且造价低廉，性能稳定，在教学实验中完全可以满足实验的需求，可以进一步开发研制了一个广泛应用的测试教学实验系统。 2 实验设备、仪器 计算机、声卡、LabVIEW 软件 3 设计一个基于声卡的频谱分析仪，数据 4 实验原理 4.1声卡的基本常识 声卡是现在计算机中非常常见的一个组件，是多媒体的标准配置。 目前市场上的一般声卡按照其位数可以分成8位和16位： 8位：8位声卡把音频信号的大小（音量）分成256个等级（0～255）。 16位：16位声卡把音频信号的大小分成为65536个等级（0～65535）。 在LabVIEW 软件中，对于声卡的声道可以分为mono 8-bit （单声道8位）、mono 16-bit （单声道

16位）、stereo 8-bit（立体声8位）、stereo 16-bit（立体声16位）。其中，16位声道比8位声道采样的信号质量好，立体声(stereo)比单声道(mono)采样信号好，采样的波形稳定，而且干扰小。另外，用单声道采样，左右声道信号都相同，而且每个声道的幅值只有原来幅值的1/2；用立体声采样，左右声道信号互不干扰，可以采两路不同的信号，而且采样的信号幅值与原幅值相同。 声卡的采样频率（rate）有4种选择，即8000Hz、11025 Hz、22050 Hz、44100 Hz，采样频率不同，采到波形的质量也不同，应该根据具体情况而采用合适的频率。 4.2 LabVIEW中有关声卡的函数简介 LabVIEW中提供了一系列使用Windows底层函数编写的与声卡有关的函数。这些函数集中在下图所示的Sound VI下。 图 Sound VI Sound Input函数简介

《虚拟仪器设计实验》实验二

实验二、程序结构的使用 一、实验目的 掌握条件结构、循环结构、移位寄存器、顺序结构的使用； 二、实验内容 设计使用循环结构、条件结构、顺序结构控制程序运行的虚拟仪器。具体内容如下：1．求一个数的平方根，当该数大于等于0时，输出开方结果；当该数小于0时，用弹出式对话框报告错误，同时输出错误代码-99999。 2．产生100个随机数并求其最小值和平均值。 3．用随机数（0-1）连续产生0~1的随机数,计算这些随机数平均值达到所用时间。 三、实验步骤 1．求一个数的平方根 启动LabVIEW，打开一个空白的VI。 在前面板窗口适当位置放置一个数值型控制件和一个数值型显示件，并把它们的标签分别修改为“x”和“sqrt(x)”。用编辑文本工具在适当位置，用适当的字体、字号填写实验名称、班级和姓名，图所示前面板供参考。 在框图程序窗口中，从函数模板上找到“大于等于”、“单按钮对话框”，“平方根”和“条件结构”并放置到适当位置，设计框图程序如图所示。 用“姓名实验2-1”为文件名保存你所做工作，如：李红实验。输入x值，运行程序并记录程序运行结果。 图虚拟仪器1的前面板

图虚拟仪器1的框图程序 2．产生100个随机数并求其最小值和平均值 启动LabVIEW，打开一个空白的VI。 在前面板窗口适当位置放置两个数值型显示件，并把它们的标签分别修改为平均值和最小值。用自由“编辑文本”工具在适当位置，用适当的字体、字号填写实验名称、班级和姓名，图所示前面板供参考。 在框图程序窗口中从函数模板上找到“For 循环”并放置到适当位置，为记数端口连接一个32位整型数100；创建两个移位寄存器分别用来从一次循环向下一次循环传递当前最小值和当前随机数累加值；初始化移位寄存器即为移位寄存器左侧端口赋值，设置当前最小值移位寄存器初值为1，当前随机数累加值移位寄存器初值为0，所对应的程序框图如图所示。创建移位寄存器的方法是在循环的左边框或右边框上弹出快捷菜单，然后选择“添加移位寄存器”。 在框图程序窗口中从函数模板上找到“最大值与最小值”、“除”、“加”、“随机数(0~1)函数”，设计框图程序如图所示。

虚拟仪器作业

《虚拟仪器作业》 院系： 专业： 年级： 姓名： 学号： 年月日

1、虚拟温度计的设计 选用电压输出型集成温度传感器LM135，该传感器的灵敏度为10mV/K，输出电压正比于绝对温度。采用一个“油罐”控件来模拟温度传感器的输出，并设定被测量介质的温度范围为0～100°C，通过调节油罐中液体的多少来模拟温度传感器的输出。设计界面如错误！未找到引用源。所示，虚拟的温度传感器可以在摄氏温标和华氏温标之间切换，换算公式为F＝（C×9/5）＋32，式中F为华氏温度，C为摄氏温度。 图 1 虚拟温度计面板 2、创建一个VI 程序，比较两个数, 如果其中一个数大于或等于另一个数，则LED 点亮。 3、创建一个VI程序,该程序完成的功能是：产生一个0.0 ~10.0 的随机数与10.0相乘,然后 通过一个VI子程序将积与100相加后开方,将结果输出显示。 4、设计一VI，使用移位寄存器计算最后３次测量中的算术平均值，并送Chart 显示。在 此VI 中调用前面练习中中创建的Thermometer.VI作子VI，完成温度检测。 5、分别用While循环和For 循环显示随机数序列。 6、使用For循环与移位寄存器实现n！的运算。 7、使用For Loop 和移位寄存器计算随机数列中的最大值。 8、用Waveform Chart实时监测两个温度测量输出。（可以通过随机函数发生器模拟温度输 出。）实现双曲线显示。 9、创建一个可以产生并在图表中显示随机数的VI。前面板有一个控制旋钮可在0~60s之间 调节循环时间。并通过一个开关可以终止VI的运行。程序的一个运行界面和程序框图设计如图所示。

LabVIEW程序设计步骤

LabVIEW 程序设计步骤 下面通过一个设计实例来详细介绍虚拟仪器软件LabVIEW 的程序设计步骤。 设计目标：假设有一台仪器，需要调整其输入电压，当调整电压超过某一设定电压值时，需通过指示灯颜色变化发出警告。 1 建立新VI 启动LabVIEW 程序，单击VI 按钮，建立一个新VI 程序。 这时将同时打开LabVIEW 的前面板和后面板（框图程序面板）。在前面板中显示控件选板，在后面板中显示函数选板。在两个面板中都显示工具选板。 如果选板没有被显示出来，可以通过菜单查看（View ）/工具选板（Tools Palette ）来显示工具选板，通过查看（View ）/控件选板（Controls Palette ）显示控件选板，通过查看（View ）/函数选板（Functions Palette ）显示函数选板。 也可以在前面板的空白处，单击鼠标右键，以弹出控件选板。 2 前面板设计 输入控制和输出显示可以从控件选板的各个子选板中选取。 本例中，程序前面板中应有1个调压旋钮，1个仪表，1个指示灯，1个关闭按钮共4个控件。 1）往前面板添加1个旋钮控件：控件（Controls ）→ 新式（Modern ） → 数值（Numeric ） → 旋钮（Knob ），如图2-14所示，标签改为“调压旋钮”； 2）往前面板添加1个仪表控件：控件（Controls ）→ 新式（Modern ） → 数值（Numeric ） → 仪表（Meter ），如图2-14所示，标签改为“电压表”。 3）往前面板添加1个指示灯控件：控件（Controls ）→ 新式（Modern ）→ 布尔（Boolean ） → 圆形指示灯（Round LED ），如图2-15所示，将标签改为“上限灯”。 4）往前面板添加1个停止按钮控件：控件（Controls ）→ 新式（Modern ）→ 布尔 图2-15 添加指示灯、按钮控件 图2-14 添加旋钮、仪表控件

基于LABVIEW的数字电压表的设计

学号 XX 虚拟仪器 学生姓名XX 专业班级XX

基于LABVIEW的数字电压表的设计 一、设计目的 1．掌握数字电压表的基本原理和方法。 2．基于LabView设计数字电压表并实现。 二、设计原理 电压是电路中常用的电信号，通过电压测量，利用基本公式可以导出其他的参数。因此，电压测量是其他许多电参数和非电参数量的基础。测量电压相当普及的一种测量仪表就是电压表，但常用的是模拟电压表。模拟电压表根据检波方式的不同。分为峰值电压表、均值电压表和平均值电压表，它们都各自做成独立的仪表。这样，使用模拟电压表进行交流电压测量时，必须根据测量要求选择仪表。另外，多数电压表的表头是按正弦交流有效值刻度的，而测量非正弦波时，必须经过换算才能得到正确的测量结果，从而给实际工作带来不便。 采用虚拟电压表，可将表征交流电压特征的峰值、平均值和有效值集中显示在一块面板上，测量时可根据波形在面板上选择仪表，用户仅通过面板指示值就能对测量结果进行分析比较，大大简化了测量步骤。 三、设计思路 LabVIEw 8.5版本的工程技术比以往任何一个版本都丰富.它采用了英文界面，各个控件的功能一目了然。利用它全新的用户界面对象和功能，能开发出专业化、可完全自定义的前面板。LabVIEW 8.2对数学、信号处理和分析也进行了重大的补充和完善，信号处理分析和数学具有更为全面和强大的库，其中包括500多个函数。所以在LabVIEW 8.5版本下能够更方便地实现虚拟电压表的设计。 该电压表主要用于电路分析和模拟电子技术等实验课的教学和测量仪器，能够让使用者了解和掌握电压的测量和电压表对各种波形的不同响应。因此，虚拟电压表应具备电源开关控制、波形选择，以及显示峰值、有效值和平均值三种结果，且输入信号的大小可调节等功能。所以，用软件虚拟了一个信号发生器。该信号发生器可产生正弦波、方波和三角波，还可以输入公式，产生任意波形。根据需要，可调节面板上的控件来改变信号的频率和幅度等可调参数，然后检测电压表的运行情况。因此，在LabVIEW图形语言环境下设计的虚拟电压表主要分为

虚拟仪器试卷(含答案)

虚拟仪器试卷（满分100分） 一、填空题。（本题共10小题，15个填空，每空1分，共15分。） 1、一个完整的VI包括三个部分：( )。 2、LabVIEW有四种类型的节点：（）、（）、结构和代码接口。 3、因为For循环的常用来处理数组，所以数据出口的自动索引默认为（）。 4、而While循环的数据出口的自动索引默认为（）。 5、使用两个For循环，把其中一个嵌套在另一个中可以生成一个二维数组。外层的For循环产生（）元素，而内层的For循环产生（）。 6、利用（）可以方便地从复杂的待测信号中分离出某一特定频率的信号。采样间隔是指（）。 7、虚拟仪器最核心的思想是（），从而降低系统成本，增强系统功能与灵活性。8、如果没有现成的数据采集卡，我们也可以利用LabVIEW中的 （）功能实现数据采集。 9、Sequence结构有（）两种方式。 10、框图程序是由（）、（）和（）组成的可执行代码。 二、单项选择题。（本题共5小题，每个小题有四个选项，从中选出正确的选项，每小题2分，共10分。） 1、当一个函数的error in带有错误信息时，下列哪种说法是正确的。（） A、该函数会对错误信息进行处理 B、该函数不会作任何操作，而是直接将错误信息传递给error out，且不会将自身函数发生的错误加进去。 C、该函数将会发出错误信息警告，且使程序终止运行。 D、该函数会直接将错误信息传递给error out。且会将自身函数发生的错误也一并加进去。 2、下列哪种说法是错误的？（） A、虚拟仪器采用的是面向对象和可视化编程技术。 B、在程序运行的过程中波形的可见性是不可以改变的。 C、在LabVIEW中，VI程序的运行是数据流驱动的。 D、在创建子程序时，可以使用连线工具给前面板的控制器和指示器分配端口。 3、下列说法中哪种说法是正确的？（） A、While循环只有在条件端口接收到的值为True时才停止循环 B、While循环不满足条件，1次也不执行 C、For循环当N<1时，1次都不执行 D、For循环可以嵌套，而While循环不可以嵌套 4、当数据采集卡组态成DIFF模式时，将使用差分连接方式，使用这种连接方式下列哪种说法是错误的？（） A、可以减少尖峰噪声 B、增加噪声抑制 C、增大了尖峰噪声 D、增加共模信号抑制 5、下列哪种总线产品对PCI总线产品完全兼容。（） A、PXI总 线 B、GPIB 总线 C、VXI总 线 D、 RS-232串口总线 三、简答题。（本题共三个小题，每个小题5分，共15分。）

虚拟仪器课程设计题目要求2016

一、数据采集与仪器控制类课题 1 基于热电偶温度传感器的温度测量系统卓景军 （1）基于BNC 2120实验箱的热电偶温度传感器实现温度采集； （2）数据超上、下限报警和次数的分别统计； （3）参数设置需具有运行中可调功能； （4）数据可定时和定量（模式可选）存挡（txt和Excel格式，单文件存储），数据文件回放到数据表格和波形实时显示窗口； （5）测量过程可网上浏览。 2 基于声卡的声级计设计董秋怡 （1）音频信号数据采集格式在面板上可选；数据采集速率在面板上可调； （2）采集的音频信号可显示在面板上； （3）参数设置需具有运行中可调功能； （4）测量输入音频信号的声级大小，以数据和曲线方式显示测量结果； （5）音频数据的多次记录和回放。 3 基于声卡的虚拟仪器示波器设计钟郑瑰 （1）从声卡采集数据,并实时在面板上显示数据和波形曲线； （2）能分析测量数据（如平均值、波峰值、频率等）； （3）可以实时地调节示波器的各种输入参数（扫描速率、量程等）； （4）数据可以多次保存于数据文件中，并可回放数据文件中的数据波形； （5）测量过程可网上浏览（以单首歌曲为例） 4 基于声卡的声音信号分析仪刘嘉诚 （1）数据采集格式和速率在面板上实时可调节； （2）能对采集到的声音信号进行平均值和功率谱等分析； （3）采集的数据定时和定量地多次写成磁盘文件（允许多文件或记录时间始末的单文件），并可以回放； （4）测量过程可网上浏览。 5 基于数据采集卡的虚拟仪器示波器设计孙铭涛 （1）从DAQ6221卡（及BNC2120实验盒）采集（模拟信号）数据,并实时在面板上显示数据和波形曲线； （2）能分析测量数据（如平均值、波峰值、频率等）； （3）可以实时地调节示波器的各种输入参数（扫描速率、量程等）； （4）数据可以多次地随时保存和定时保存，可回放数据文件中的数据波形； （5）测量过程可网上浏览。_不做要求。 6 基于数据采集卡的信号分析仪李土权 （1）数据采集速率和采样数在面板上可调节； （2）能对采集到的进行信号平均值、频率、幅度和功率谱等分析； （3）采集的数据定时和定量地多次写成磁盘文件，并可以回放； （4）数据可以多次地随时保存和定时保存，可回放数据文件中的数据波形； （5）测量过程可网上浏览。 7 信号发生器程序设计 （1）函数信号发生器程序设计； （2）公式波形发生程序设计； （3）数据采集程序设计（验证信号输出的状况）。

《虚拟仪器设计》课程设计

成绩：《虚拟仪器设计》课程设计 题目：基于LabVIEW的音乐播放器设计 学院精密仪器与光电子工程学院 专业生物医学工程 年级2013级 班级一班 姓名凌伟 学号3013202225 2015年12月26日

目录 1设计目的 (3) 2实施方案 (3) 2.1总体规划 (3) 2.2软件结构设计 (4) 3实验结果 (9) 4总结 (13)

1设计目的 本课题的想法来源于大二第一学期的一门课，叫“面向对象程序设计”，主要内容是应用C++语言编写程序，那时候的期末课程设计我就做的音乐播放器，虽然花费了很多时间，但是最后自己的播放器能运行也是很满足的。于是这次的LabVIEW课程设计打算尝试用另一种编程方式做一个音乐播放器。 本音乐播放器能实现的一些基本功能：打开本地音乐文件、播放音乐、暂停、停止、进度条显示并拖动、音量控制、快进快退、显示当前播放曲目、显示音乐文件路径以及“爱心”流水灯、实时显示当前系统时间等。 另外还有一些功能没能实现，例如将多首歌曲添加到播放列表中，实现上一首、下一首切换；播放音乐时显示歌词；自动切换墙纸等，原因一方面是临近期末时间不够，另一方面是编程能力有限，而且对LabVIEW还比较陌生，不能自如地运用，希望以后有机会能加以改善。 2实施方案 2.1总体规划 该音乐播放器的功能都可以通过软件程序来实现，所以不需要设计硬件结构，只需要一台自带Windows Media Player和LabVIEW应用程序的PC机。在编程时先实现最基本的功能，如打开文件，调用Windows Media Player播放，并将路径和播放曲目显示在前面板上，之后再逐步添加控件实现暂停，停止，音量控制等功能，而流水灯，系统时间和用户指南按钮是在修饰前面板时临时想到的，于是最后就再加入了这些小功能。 主程序流程大致为：点击打开文件按钮→弹出文件对话框→选择音乐文件→显示文件路径和播放曲目→调用Windows Media Player播放歌曲，同时流水灯开始工作→暂停、播放、音量控制等→停止播放，同时流水灯停止工作，文件路径

基于LabVIEW的电压表的设计2

实验报告 （2011/2012 学年第一学期） 课程名称虚拟仪器课程设计 实验名称虚拟数字电压表设计 实验时间2011 年12 月 2 日 指导单位自动化系 指导教师周熊 学生姓名郑洪梅班级学号09电测2班 2200920304201 学院(系) 自动化系专业电子测量技术与仪器

基于LABVIEW的数字电压表的设计 一、实验要求 1．掌握数字电压表的基本原理和方法； 2．基于LabView设计数字电压表并实现； 二、实验原理 电压是中常用的电信号，通过电压测量，利用基本公式可以导出其他的参数。因此，电压测量是其他许多电参数和非电参数量的基础。测量电压相当普及的一种表就是，但常用的是模拟电压表。模拟电压表根据检波方式的不同。分为峰值电压表、均值电压表和平均值电压表，它们都各自做成独立的仪表。这样，使用模拟电压表进行交流电压测量时，必须根据测量要求选择仪表。另外，多数电压表的表头是按正弦交流有效值刻度的，而测量非正弦波时，必须经过换算才能得到正确的测量结果，从而给实际工作带来不便。 采用虚拟电压表，可将表征交流电压特征的峰值、平均值和有效值集中显示在一块面板上，测量时可根据波形在面板上选择仪表，用户仅通过面板指示值就能对测量结果进行分析比较，大大简化了测量步骤。 三、设计思路 LabVIEw 8.5版本的工程技术比以往任何一个版本都丰富.它采用了英文界面，各个控件的功能一目了然。利用它全新的用户界面对象和功能，能开发出专业化、可完全自定义的前面板。LabVIEW7.1对数学、信号处理和分析也进行了重大的补充和完善，信号处理分析和数学具有更为全面和强大的库，其中包括500多个函数。所以在LabVIEW 8.5版本下能够更方便地实现虚拟电压表的设计。 该电压表主要用于电路分析和模拟技术等实验课的教学和，能够让使用者了解和掌握电压的测量和电压表对各种波形的不同响应。因此，虚拟电压表应具备开关控制、波形选择，以及显示峰值、有效值和平均值三种结果，且输入信号的大小可调节等功能。所以，用软件虚拟了一个。该信号可产生正弦波、方波和三角波，还可以输入公式，产生任意波形。根据需要，可调节面板上的控件来改变信号的频率和幅度等可调参数，然后检测电压表的运行情况。因此，在LabVIEW图形语言环境下设计的虚拟电压表主要分为两个部分：第一部分是虚拟电压表前面板的设计;第二部分是虚拟电压表流程图的设汁。 （1）前面板的设计 前面板模拟真实电压表的前面板，用于设置输入数值和观察输出量。由于虚拟面板直接面向用户，是虚拟电压表控制软件的核心。设计这部分时，主要考虑界面美观、操作简洁，用户能通过面板上的各种按钮、开关等控件来控制虚拟电压表进行测量工作。根据传统电压表面板控件的功能，利用LabVIEW中的控制模板，分别在设计面板上放入模拟实际电压表控件的数据输入控件、显示器、数

虚拟仪器设计

虚拟仪器设计 一：填空题（３０分，３０个空）： 1.虚拟仪器的分类：按照构成虚拟仪器的接口总线不同，分为PCI总线接口虚拟仪器、串行总线虚拟仪器、并行接口虚拟仪器、USB总线接口虚拟仪器、GPIB 总线接口虚拟仪器、VXI总线接口虚拟仪器、PXI总线接口虚拟仪器和LXI总线接口虚拟仪器等。 2.虚拟仪器设计步骤和过程：①确定虚拟仪器的类型②选择合适的虚拟仪器软件开发平台③开发虚拟仪器应用软件④系统调试⑤编写系统开发文档 3.数据采集系统通常由传感器、信号调理设备、数据采集设备、计算机等组成。 4.A╱D转换器的主要参数：①分辨率②量化误差③精度④转换时间 5.模拟输入通道的组成：多路开关、放大器、采样╱保持电路以及A╱D转换器 6.多通道的采样方式：循环采样、同步采样和间隔采样。 7.总线的性能指标：①总线宽度②寻址能力③总线频率④数据传输速率⑤总线的定时协议⑥热插拔⑦即插即用⑧负载能力 8.GPIB总线的每个设备按三种基本工作方式进行：“听者”功能、“讲者”功能、“控者”功能 https://www.sodocs.net/doc/a716434522.html,B特点：①支持多设备连接，减少了PC的I╱O接口数量②能够采用总线供电③第一次真正实现了即插即用，外部设备的安装变得十分简单④对一般外部设备有足够的带宽和连接距离⑤传输方式灵活，可以适应不同设备的需要 10.ＯＳＩ体系结构：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层 １１.ＴＣＰ＼ＩＰ体系结构：应用层、传输层、网络互连层、网络接口层。 １２.网络化虚拟仪器系统的组网模式：客户机╱服务器（Ｃ╱Ｓ）、浏览器╱服务器（Ｂ╱Ｓ）、客户机╱服务器╱浏览器（Ｃ╱Ｂ╱Ｓ）。 １３.程序结构：①ｆｏｒ循环组成：循环框架、重复端口、计数端口等 ②ｗｈｉｌｅ循环组成：循环框架、重复端口及条件端口 ③选择结构：选择框架、选择端口、框图标识符及“递增╱递减”按钮 ④顺序结构：单框架顺序结构和多框架顺序结构。最基本的由顺序框架、框图标识符、“递增╱递减”按钮组成 ⑤事件结构⑥公式节点 14, 数组，簇，字符串，波形 二、名词概念解释（３０分，１０个，一个三分）： １.虚拟仪器：多种形式输是利用计算机显示器模拟传统仪器控制面板，以出检测结果，利用计算机软件实现信号数据的运算、分析和处理，利用Ｉ╱Ｏ接口设备完成信号的采集、测量与调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。２.数据采集：指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集转换成为数字量后，由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程，相应的系统成为数据采集系统。３.采样：通过对连续的模拟信号按一定的时间间隔，抽取相应的瞬时值，这个过程称为采样。 ４.量化：把采样信号的幅值与某个最小数量单位的一系列整倍数比较，以最接近于采样信号幅值的最小数量单位倍数来代替该幅值。 ５.编码：把量化信号的电平用数字代码来表示，编码有多种形式，最常见的是

实验四 基于LabVIEW的虚拟直流电压表设计

西华大学实验报告（理工类） 开课学院及实验室：电气信息学院电气信息专业实验中心 实验时间：2014年 6 月 11 日 一、实验目的： 1. 理解双积分A/D 转换器7109及数字电压表的工作原理。 2. 掌握虚拟直流电压表设计的基本方法。 3. 测量数据的误差分析。 二、实验内容： 1. 根据实验指导实现直流电压表的设计。 设计要求：测试对象：电位器，外部电压 量程：40mV ，80 mV ，200 mV ，400 mV ，800 mV ，2V ，4V ，8V 。 2. 选择电压表不同量程和不同测量对象，进行测量。 三、实验器材： 1. 1.SJ-8002B 电子测量实验箱 1台 2．双踪示波器（20MHz 模拟或数字示波器） 1台 3．计算机(具有运行windowsXP 和LabVIEW 软件的能力) 1台 4. 万用表（3 1/2位以上） １台 5. Q9连接线 １根 四、实验原理： 1. 双积分A/D 转换器ICL7109． 如图4-1为双积分A/D 转换器ICL7109实验电路图。 7109+ 图4-1 双积分式A/D 转换器7109测量电压原理图

2.工作原理 整个直流电压表设计主要包括四个部分： 7109工作原理，A/D转换时序，增益选择电路，通道输入电路。 系统电路图如图4－2所示： 图4－2 电路图 （1）7109工作原理 ICL 7109 是双积分式12 位A/D转换器，转换时间由外部时钟周期决定，为10140/58个时钟周期。 其主要引脚定义如下： ① B1～B12：12bit的数据输出端 ②OR：溢出判别，输出高电平表示过量程；反之，数据有效。 ③POL：极性判别，输出高电平表示测量值为正值；反之，负值。 ④MODE：方式选择，当输入低电平信号时，转换器处于直接输出工作方式。此时可在片选和字节使能的控制下直接读取数据；当输入高电平时，转换器将在信号信号握手方式的每一转换周期的结尾输出数据（本实验选用直接输出工作方式）。 ⑤REF：外部参考电压输入（本实验用其典型值：2.048V）。 ⑥INL,INH:输入电压端口（有效范围是参考电压的2倍）。 ⑦OO,OI:外部时钟输入（本实验用其典型值：3.579MHz）。 ⑧RUN/HOLD_：运行/保持输入, 当输入高电平时,每经8192时钟脉冲完成一次转换；当输入低电平时，完成正在进行的转换，并停在自动调零阶段 ⑨STATUS：状态输出，输出高电平，表明芯片处于积分和反向积分阶段；输出为低电平，表明反向积分结束，数据被锁存，模拟部分处于自动返回零态阶段。 ⑩CE/LOAD_：片选，当其为低电平时，数据正常输出；当其为高电平时，所有数据输出端（B1～B12、POL、OR）均处于高阻状态。 ⑾LBEN_：低字节使能，输入低电平时，数据线输出低位字节B1～B8。

虚拟仪器实验作业

石家庄铁道大学实验报告课程名称虚拟仪器技术分院试1304 班桌号 实验者姓名钱玉喜实验日期2016 年月日 评分教师签名 实验项目名称实验一 练习1：分别利用for和while循环的移位寄存功能，用两种方法求0＋5＋10＋15…＋45＋50的值（等差数列的和）。

练习2：设计一评分程序，输入不同的分数会得到不同的评论，分数小于60，“不及格”指示灯会亮起来，同时显示字符串“你没有通过考试”；分数在60～69之间，“及格”指示灯会亮起来，同时显示字符串“及格”；分数在70～79之间，“中等”指示灯会亮起来，同时显示字符串“你考试通过了”；分数在80～89之间，“良好”指示灯会亮起来，同时显示字符串“成绩良好”；分数在90～99之间，“优秀”指示灯会亮起来，同时显示字符串“恭喜”；分数为100，“第一名”指示灯会亮起来，同时显示字符串“第一名”；如果输入为0～100以外的数字，会有错误提示，同时显示字符串“错误”。

石家庄铁道大学实验报告课程名称虚拟仪器技术分院试1304 班桌号 实验者姓名钱玉喜实验日期2016 年月日 评分教师签名 实验项目名称实验二 练习3：用顺序结构实现数值匹配：输入1～100之间的任意1个整数，然后系统随机产生1～100之间的整数，直到和预先输入的整数一样，然后输出匹配的次数和匹配的时间。

练习100次累加，用累加值除以循环次数，求这些随机数的平均数。再用判断平均数是否在范围内，如果在此范围内则点亮指示灯，‘比较’子模板中的‘判定范围并强制转换’函数判断数的范围。

石家庄铁道大学实验报告课程名称虚拟仪器技术分院试1304 班桌号 实验者姓名钱玉喜实验日期2016 年月日 评分教师签名 实验项目名称实验三 练习1：建立一个VI，产生一个包含20个随机数的数组，并输出它的第1，5，12，18个元素所组成的数组。

(完整版)虚拟仪器设计实验报告

实验一 实验要求： 一、熟悉LabVIEW环境 二、创建一个VI,发生一个值为0~1的随机数a，放大十倍后与某一常数b比较，若a>b，则指示灯亮。要求： 1、编程实现； 2、单步调试程序； 3、应用探针观察各数据流。 三、创建和调用子VI 1、创建一个字VI，子VI功能；输入3个参数后，求其和，再开方。 2、编一个VI调用子VI。 程序框图：

1、 2、子VI调用： 实验现象：

实验小结： 实验一主要熟悉了软件的使用，用了一些计算以及子VI的调用，为后面的实验打下基础。 实验二 实验要求： 一、在程序的前面板上创建一个数值型控件，为它输入一个数值；把这个数值乘以一个比例系数，再由该控件显示出来。 二、创建一个3行4列的数组，（1）求数组的最大于最小值；（2）求出创建数组的大小；（3）将数组转置；（4）将该2二维数组改为一个一维数组。 三、创建一个簇软件，成员为字符型姓名，数值型学号，布尔型注册。从该控件中提取簇成员注册，并显示在前面板上。 程序框图： 一、 二、

创建数组。三、 创建一个簇。实验现象：一、

二、 三、

实验三 实验要求： 一、产生100个0.0~100.0的随机数，求其最小值，最大值、平均值，并将数据在Graph 中显示。 An=An-1+1/n（An-An-1）An是前n个数据的平均值。 二、产生100个0.0~100.0的随机数序列，求其最小值、最大值、平均值，并将随机数序列和平均值序列显示在Chart波形图中，直到人为停止。 三、程序开始运行后，要求用户输入一个口令，口令正确时，滑键显示一个0~100的随机数，否则程序立即停止。 四、编写一个程序测试自己在前面板输入一下字符串用的时间：A virtual instrument is a program in the graphical programming luanguage. 程序框图： 一、

虚拟仪器LABVIEW大作业

LABVIEW回声探测器实验作业 安 徽 工 业 大 学 电气信息学院 自动化093

回声探测器 LabVIEW是由美国国家仪器公司创立的功能强大而又灵活的仪

器和分析软件应用开发工具。它是一种基于图形化的、用图标来代替文本行创建应用程序的计算机语言。在以PC为基础的测量和工控软件中，LabVIEW的市场普及率仅此次于C++/C语言。LabVIEW已经广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，被公认为是标准的数据采集和仪器控制软件，LabVIEW使用的编程语言是G语言。G语言用图表表示函数，用连线表示数据流向。这次编程所用的是较新版本的LabVIEW 8.5。 一.设计目的：该实验基于labview8.5虚拟平台，使用图形语言编程，由回声发生器子VI产生回声信号，通过回声探测器进行探测分析。本实例利用两个波形图来分别显示回声信号和回声探测信号，并对这两个信号进行比对分析。 本实验设计主要内容包括三个部分：回声产生部分，回声探测部分，和结果显示部分。 回声探测器实例的前面板如图1：

图1 1.程序框图主要功能模块介绍：如图2回声探测器实例的程序框图 主要有四个功能模块组成，分别为回声产生子Vi功能模块，回声探测功能模块，结果显示功能模块，While循环功能模块，下面对每个功能块实现的具体处理功能和任务进行详细介绍。 图2 1>.回声产生子VI功能模块 回声产生子VI功能模块用来产生回声信号，此子VI命名为 回声产生器.vi， 图3给出了回声 产生子VI功能图

回声信号 图3 该子Vi主要用来产生回声信号，可将该模块产生的信号输入相应的波形图和回声探测功能模块中。另外，该子VI可以通过改变输入控件的参数来产生不同的信号。 2>.回声探测功能模块 回声探测功能模块的功能是通过“快速希尔伯特变换”，“实部虚部至极坐标转换”和“自然对数”等一系列函数节点的运算，将回声产生子VI功能模块产生的回声信号信息特征探测出来，“快速希尔伯特变换”函数变换是在FFT函数进行傅立叶变换的基础上执行离散希尔伯特变换的。其调用路径是“函数——信号处理——变换——快速希尔伯特变换”。 “实部虚部至极坐标转换”函数是将一复数坐标的直角坐标形式转换成极坐标形式，本例利用该函数将两个直角坐标系的数组转换为极坐标形式，其调用路径是“函数——编程——数值——复数——实部虚部至极坐标转换”。 “自然对数”函数是计算输入数值的自然对数值，其调用路径是

虚拟仪器设计计算器设计步骤及方法

` 标准计算器的设计 一、设计思想： .创建3个字符串显示控件num1，num2，num3，其中： 1、第一个输入数据存储在num1中 2、第二个输入数据存入num2中 3、将其赋给 num3，并使num2为空，以便输入的数据存入num2 4、所有的运算是在num1和 num3间进行 5、运算结果都赋给result，同时赋给num1，用于下一次的运算 .创建4个布尔开关按钮change，change1，change2，change3，其中： 1、Change的真假用来判断是第一个数据还是第二个数据 2、change1的功能是在输入=，运算完后，不需要初始化即可进行下一次运算 3、change2用来去掉数据小数末尾的0 4、change3用来保证backspace键仅对输入的数据有效，对运算结果无效 .创建2个数值显示控件type1，type2，并分别在其后面板的属性——数据类型——表示法中选择U8其中： 1、type1用来存储运算符号 2、type2用来保证连续“+、-、*、/”的正确性 3、所有的运算结果都赋给result 4、result经过去零处理后得到result1，将数据显示在前面板上。 二、实现过程 1、面板按键的设计及感应 首先，在前面板上建立一个簇 然后在簇中再建立布尔量，复制20个以满足键的需求（0--9十个数字键，一个小数点键，一个等号键，四则运算键，一个开方键，一个倒数键，一个反号键，一个清零键及一个退出键并注意按键的顺序）。 将按键给值并作适当的美化处理 文档Word `

在后面板过将簇中元素按产生的顺序组成一个一维数组，这样就实现了每个键 与数字(0--20)之间的对应。每次按下一个键时，通过查找出对应的键并把结果(对应的数字)连接到一个case结构，然后执行对应case结构中的程序，至此就完成了对一个键文档Word ` 的感应过程。

虚拟数字电压表的设计

摘要 LabVIEw 8．5版本的工程技术比以往任何一个版本都丰富．它采用了中文界面，各个控件的功能一目了然。利用它全新的用户界面对象和功能，能开发出专业化、可完全自定义的前面板。LabVIEw 8．5对数学、信号处理和分析也进行了重大的补充和完善，信号处理分析和数学具有更为全面和强大的库，其中包括500多个函数。所以在LabVIEw 8．5版本下能够更方便地实现虚拟电压表的设计。 虚拟电压表是基于计算机和标准总线技术的模块化系统，通常它由控制模块、仪器模块和软件组成，由软件编程来实现仪器的功能。在虚拟仪器中，计算机显示器是惟一的交互界面，物理的开关、按键、旋钮以及数码管等显示器件均由与实物外观相似的图形控件来代替，操作人员只要通过鼠标或键盘操作虚拟仪器面板上的旋钮、开关、按键等设置各种参数，就能根据自己的需要定义仪器的功能。在虚拟电压表的设计中，考虑到仪器主要用于教学和实验，使用对象是学生，因此将引言中提到的三种检波方式的仪器合为一体，既简化了面板操作，又便于直接对比。 该电压表主要用于电路分析和模拟电子技术等实验课的教学和测量仪器，能够使学习者了解和掌握电压的测量和电压表对各种波形的不同响应。因此，虚拟电压表应具备电源开关控制、波形选择，以及显示峰值、有效值和平均值三种结果，且输入信号的大小可调节等功能。虚拟电压表由硬件设备与接口、设备驱动软件和虚拟仪器面板组成。其中，硬件设备与接口包括仪器接口设备和计算机，设备驱动软件是直接控制各种硬件接口的驱动程序，虚拟仪器通过底层设备驱动软件与真实的仪器系统进行通信，并以虚拟仪器面板的形式在计算机屏幕上显示与真实仪器面板操作相对应的各种控件。在此，用软件虚拟了一个信号发生器。该信号发生器可产生正弦波、方波和三角波，还可以输入公式，产生任意波形。根据需要，可调节面板上的控件来改变信号的频率和幅度等可调参数，然后检测电压表的运行情况。因此，在LabVIEW图形语言环境下设计的虚拟电压表主要分为两个部分：第一部分是虚拟电压表前面板的设计；第二部分是虚拟电压表流程图的设汁。