摘 要

虚拟仪器技术的发明给传统的电子仪器领域带来了革命性的变化，它开创性地将计算机技术应用到电子仪器的测试、研发和控制当中。虚拟仪器这个理念是由美国国家仪器(NI)公司提出的，通过学习虚拟仪器和它的图形化编程语言，我们可以在电脑上自定义构建自己想要的仪器，进行相关的仿真和设计，对于我们理工科大学生的相关学科研究学习是有着巨大帮助的。LabVIEW就是NI公司开发的一款图形化编程软件，它具备的工具包可以帮助我们进行各种虚拟仪器的构建和测试。本次的毕业设计，是我在学习了LabVIEW的基础知识和相关操作后，调用LabVIEW中的工具包函数，设计一个数据采集和波形输出系统。创建一个程序模块用于生成模拟信号，然后用虚拟示波器采集并显示，在观测信号波形的同时还可以外部调节参数观察信号的变化。同时该虚拟示波器还具备通道控制、频谱显示、存储读取以及采集外部实际数据信号等功能。

关键词：LabVIEW；虚拟仪器；数据采集；虚拟示波器；

Abstract

The invention of virtual instrument technology has revolutionized the field of traditional electronic instruments,which creatively apply computer technology to the testing,development and control of electronic instruments.This concept is proposed by the National Instruments (NI) company.Learning virtual instruments and its graphical programming language, we can use the computer to create our own equipment to carry out the relevant simulation and design, which is of great help for our science and engineering students’ learning of related subjects.LabVIEW is a graphical programming software that developed by NI, with a variety of toolkits to help us build and test virtual instruments. This graduation project, after learning the basics knowledge of LabVIEW and learning some related operations, I call the function in LabVIEW toolkit and design a data acquisition and virtual oscilloscope system.Create a program module for generating analog signals, and then use a virtual oscilloscope to collect it and display. During the observation of signal waveform we can also adjust the the parameters externally and observed the change of sigal. Besides, the virtual oscilloscope also has channel control, spectrum display, storage and read, the acquisition of external data and other external functions.

Key Words：Labview;virtual instrument;data acquisition;virtual oscilloscope；

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景、目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 研究内容和目标 3

第2章 LabVIEW图形化编程语言 5

2.1 LabVIEW概述 5

2.2 LabVIEW的特点 6

2.3 LabVIEW的应用领域 7

第3章 数据采集模块设计 8

3.1 采集模拟信号 8

3.1.1 软件生成模拟信号 8

3.1.2模拟信号的调节 13

3.2 采集外部信号数据 16

第4章 波形显示模块设计 18

4.1 获取信号数据 19

4.2 波形显示 20

4.2.1 波形显示控件 20

4.2.2 波形显示和频谱显示 21

4.3 存储和读取数据 23

4.4 波形显示结果 24

第5章 结论 28

参考文献 29

致 谢 30

第1章 绪论

1.1 研究背景、目的及意义

虚拟仪器这一概念最早提出是在上世纪八十年代末，在计算机技术日益发展和进步的今天，传统的电子仪器领域也向虚拟化、计算机化进军。虚拟仪器这一概念的提出，给当今的电子设备测量技术领域开辟了一条新的道路：用户可以在个人计算机中利用软件在屏幕上定义虚拟仪器面板，在连接外部硬件后便可以对信号进行采集，用软件分析和处理采集的信号数据，并获取有效的信息，实现传统电子仪器的功能^[1]。虚拟仪器的基本思想，就是利用计算机软件创建一套仪器系统，使用者可以随时进行仪器系统的更换和更新，达到我们所需要的功能要求，可以很大程度地取代传统的电子仪器。本质上，虚拟仪器是以软件为主，硬件为辅，硬件用于信号的采集或者输出，软件则是整个系统的核心，软件与硬件相结合实现仪器功能，再通过计算机技术对仪器的功能进行更新和扩展。在虚拟仪器系统中，操作者可以只需要对软件进行删改操作就可以轻易地增减仪器的功能和规模，结构灵活，功能多样，而且还可以进行高精度的测量^[2]。

虚拟仪器的开创性在于它充分利用了计算机的强大的图形环境，用图形化编程语言来模拟传统电子仪器的操作面板。模拟的虚拟面板俗称软面板，具有与实际仪器十分相似的功能、外观，有按钮、开关、显示屏等组件。不仅如此，虚拟仪器相比传统的仪器编程工具Visual Basic，Visual C ，还有着很多的优点：

(1)虚拟仪器用户可以基于自己的需求将不同的功能模块相组合获得自己想要的仪器，实现自定义仪器功能的目的。这样就不会再受限于传统实体仪器的单一化功能，而且可以经常更新功能，更加方便自在。

(2)软件模块是虚拟仪器极其重要的一部分，可以说是虚拟仪器的核心。其中包含了大量的仪器控制信息，使得我们可以多方位、多角度显示已采集到的数据，并进行分析和控制。关键部分转移至软件，使得虚拟仪器比起传统仪器有着更强的灵活性。由于对硬件方面没有太高的要求，因此虚拟仪器与其他设备的连接实现起来更加容易。还能与网络、外设或其他应用连接，具备在网上进行数据共享等功能。