基于LABVIEW多功能虛擬儀器的設計與實現(xiàn)

摘要

虛擬儀器是現(xiàn)代計算機技術和儀器技術深層次結合的產(chǎn)物，是當今計算機輔助測試(CAT)領域的一項重要技術。虛擬儀器是計算機硬件資源、儀器與測控系統(tǒng)硬件資源和虛擬儀器軟件資源三者的有效結合。
本課題是介紹一種多功能虛擬儀器的設計與實現(xiàn)過程。該儀器是基于圖形化編程語言LabVIEW2009、NI-DAQmx9.0.2f0、NI-USB6251數(shù)據(jù)采集卡開發(fā)的多通道示波器、頻譜分析儀，具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析處理、波形顯示、數(shù)據(jù)存儲、回放測量、輸出打印、軟件發(fā)布、網(wǎng)絡發(fā)布等功能。試驗結果表明，該儀器工作性能穩(wěn)定，測量精度高，功能可以不斷擴展，而且人機友好界面清晰．適合不同層次的人員使用。
本設計是虛擬儀器在測控領域的一次嘗試。實踐證明虛擬儀器是一種優(yōu)秀的解決方案，能夠高效的實現(xiàn)各種測控任務。

關鍵詞   LabVIEW，虛擬儀器，虛擬函數(shù)發(fā)生器，USB6251

Abstract
Virtual instrument is the modern computer technology and equipment technology is the combination of deep today, computer aided testing (CAT) is an important technology field. Virtual instrument is computer hardware resources, instrument and control system hardware resources and virtual instrument software resources combination of three.
     This topic is a kind of multi-functional virtual instrument is introduced the design and realization. This instrument is based on a graphical LabVIEW2009 programming language, NI - DAQmx9.0.2 f0, NI - USB6251 data acquisition card development of multi-channel oscilloscope, the spectrum analyzer, data collection, data analysis/processing, waveform display, data storage, replay measurement, printed, output, network software released etc. Function. Experimental results show that the instrument work stable performance and high precision measurement, the function can be expanded and human-computer interface clear. Suitable for different friendly levels of staff.
     This design is the virtual instruments in an attempt to control field. Practice proves the virtual instrument is an excellent solution, can efficiently control various tasks.

Keywords：LabVIEW、Virtual Function Generator、Virtual Instrument、NI-USB6251

目錄
摘要 2
Abstract 3
目錄 4
1  緒論 6
1.1  背景介紹 6
1.2  本課題背景及意義 6
1.2.1  本課題研究背景 6
1.2.2  本課題研究意義 6
2  虛擬儀器 8
2.1  虛擬儀器的概念 8
2.2  虛擬儀器的原理 8
2.2.1  硬件平臺 9
2.2.2  軟件平臺 9
2.2.3 整體系統(tǒng) 9
2.3  虛擬儀器的特點 10
2.4  虛擬儀器的現(xiàn)狀及應用 11
3  系統(tǒng)的硬件要求和數(shù)據(jù)采集理論 12
3.1  系統(tǒng)的硬件需求 12
3.2  傳感器 12
3.3  數(shù)據(jù)采集的理論 12
3.3.1  數(shù)據(jù)采集基礎 12
3.3.2  輸入信號的類型 13
3.3.3  A/D轉(zhuǎn)換器 15
3.3.4  D/A轉(zhuǎn)換器 15
3.4  信號調(diào)理 16
3.4.1 信號調(diào)理的類型 16
3.4.2 常用信號的調(diào)理設備形式 16
3.4.3 信號調(diào)理器與數(shù)據(jù)采集卡的通信 17
4  NI-USB6251硬件介紹及DAQmx系統(tǒng) 18
4.1  NI—USB625l簡介 18
4.2  NI—USB625lM系列產(chǎn)品 18
4.2.1 NI—USB625l產(chǎn)品 18
4.2.2 NI—USB625l端口功能 20
4.3  NI—USB625l驅(qū)動軟件 22
4.4  NI-USB6251兼容的應用軟件 22
4.5  DAQmx系統(tǒng) 22
4.5.1 DAQmx系統(tǒng)概述 22
4.5.2 DAQmx VI的組織結構 23
4.5.3 USB6251數(shù)據(jù)采集卡產(chǎn)生模擬電壓配置 23
4.5.4 USB6251數(shù)據(jù)采集卡采集模擬電壓配置 24
5  系統(tǒng)軟件設計的相關技術 27
5.1  程序設計的模塊化 27
5.1.1  程序設計的模塊化原則 27
5.1.2  軟件系統(tǒng)的模塊化設計原則 28
5.1.3  本設計的軟件系統(tǒng)模塊劃分 29
5.2  多線程技術 29
5.2.1 Windows的多線程機制 29
5.2.2 LabVIEW與多線程 30
5.2.3 多線程技術在本設計中的應用 30
5.3  WEB技術與生成可執(zhí)行文件 30
5.3.1 Web技術概述 30
5.3.2 在Web上發(fā)布程序設置 31
5.3.3 WEB的發(fā)布與可執(zhí)行文件進行交互 31
5.4  遠程面板連接 32
5.5  軟件發(fā)布 33
5.5.1 軟件發(fā)布過程 33
5.5.2 Labview軟件發(fā)布的注意項 35
5.6  數(shù)據(jù)記錄和回放 35
5.6.1 數(shù)據(jù)記錄和回放的文件格式 35
5.6.2 數(shù)據(jù)記錄與回放的基本操作 36
5.6.3 文件輸入/輸出函數(shù) 36
5.6.4 電子表格文件的輸入/輸出 37
5.7本課題的LabVIEW功能實現(xiàn) 38
6  軟件功能的具體實現(xiàn) 41
6.1  信號發(fā)生器產(chǎn)生波形 41
6.1.1  信號發(fā)生器的產(chǎn)生方波波形 41
6.1.2 信號發(fā)生器產(chǎn)生的正弦波波形 41
6.2  對采集信號的分析 42
6.2.1 采集到的信號 42
6.2.2  信號分析的圖 43
6.2.3 采集信號的電壓分析 43
結論 45
參考文獻 46