示波器设计开题报告.doc

沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计开题报告基于声卡的虚拟示波器的设计学生姓名： 田 鑫 专 业： 通信工程 班 级： B841211 学 号： B84121128 指导教师： 房启志 2012 年 4 月一 选题的依据和意义声卡也叫音频卡（港台称之为声效卡）：声卡是多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件。声卡的基本功能是把来自话筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器、扩音机、录音机等声响设备，或通过音乐设备数字接口使乐器发出美妙的声音。选择LABVIEW的设计是因为它是虚拟仪器可以实现传统仪器的大部分功能，而且在许多方面有传统仪器无法比拟的优点，如使用灵活方便、功能丰富、价格低廉、可一机多用、可重复开发等。选题的意义是因为它与传统仪器相比虚拟仪器主要有以下几个优点：一、融合了计算机强大的硬件资源，突破了传统仪器在数据处理、显示、存储等方面的限制，大大增强了传统仪器的功能。二、利用计算机丰富的软件资源，节省了物质资源，增加了系统灵活性，更好的坐到人机交互。三、基于计算机总线和模块化仪器总线，使仪器的硬件实现了模块化、系列化、大大缩小了系统的尺寸，可方便构建模块化仪器。四、基于计算机网络技术和接口技术，使VI系统具有方便、灵活的互联能力，广泛支持诸如CAN，Field Bus，PROFIBUS等各种工业总线标准。因此，利用VI技术可方便的构建自动测试系统，实现测量、控制过程的网络化。五、基于计算机的开放式标准体系结构。虚拟仪器的硬、软件都具有开放性、模块化、可重复使用及互换性等特点。因此，用户可以根据自己的需要选择不同厂家的产品，使仪器系统的开发更为灵活、效率更高，缩短了系统组建和维修的时间。二 选题研究的基本内容本课题的主要工作是首先进行虚拟示波器的整体设计；掌握虚拟仪器的软件编程环境LABVIEW的使用；熟悉声卡的使用，进行示波器硬件模块的设计；用图形化编程语言LABVIEW实现虚拟示波器的声卡设置模块、触发选择模块、波形运算模块、参数计算模块、数据存储和回放模块以及滤波模块的设计。具体而言，论文包括以下内容：1. 虚拟数字存储示波器的总体设计方案。主要介绍以下几个方面的内容：编程环境LABVIEW优点以及硬件的选择；虚拟示波器的分辨能力、带宽、精度以及采样技术；对所设计的虚拟示波器的结构、组成和仪器所能实现的功能做了简单的介绍。2. 主要介绍虚拟仪器的编程环境LABVIEW，以及图形化编程语言的组成：程序前面板、框图程序、和图标/连接端口；编程工具；工具模版、控制模版和功能模版；简述虚拟仪器创建过程，为下面的程序开发提供了正确的系统开发顺序。3. 将虚拟示波器的各个模块在主v1的框图程序中按照一定的逻辑关系组合起来，并且利用所设计的虚拟数字存储示波器系统进行实验，实现对采样信号的显示、存储、分析等操作，验证所开发的虚拟示波器运行可靠。并探讨了示波器的功能拓展。三 研究方法及措施1）方法、手段：虚拟仪器由通用仪器的硬件平台包括信号调理器、数据采集卡和应用软件两大部分构成。硬件平台完成被测信号调理与信号采集，即获取被测信号。软件平台完成信号的前期处理以及参数测量、频谱分析等功能。被测信号送到信号调理电路，进行隔离、放大、滤波整流后送数据采集卡进行A/D转换，最后由控制软件对测试信号进行数据处理，完成波形显示，参数测量，频谱分析等功能。2）数据采集模块的设计数据采集模块式虚拟示波器软件的核心也是最为关键的一个程序模块，主要完成数据采集的控制，数据的读取及数据的转换。这个模块中应用程序会通过采集卡的驱动程序和硬件进行通信，要发出各种控制字、参量字到仪器中去，同时又要对硬件的工作状态进行判断和处理，其中数据采集卡通过多路开关、A/D转换新片和数据缓存的几个部件将多通道的模拟信号转换成数字信号，然后读取采样值。图1为数据采集模块的程序设计框图。图1数据采集模块的程序设计3） 虚拟示波器功能设计 虚拟示波器软件设计采用的NI公司的虚拟仪器开发工具LabVIEW。使用LabVIEW开发平台编制的虚拟仪器程序VI包括3个部分：程序前面板、框图程序和图标/连接器。程序前面板用于设置输入数值和观察输出量，生成模仿传统仪器的控制面板。每一个程序前面板都对应着一段框图程序。框图程序用LabVIEW图形编程语言编写，类似传统程序的源代码。连接器是子程序SubVI被其它VI调用的接口。LabVIEW采用的是自上向下的模块化编程方法，所生成的各个子程序有利于主程序的设计与实现。这种设计方法可大大减小虚拟仪器开发的难度，利于仪器开发人员之间的分工协作。本次虚拟示波器的设计将参考传统示波器的功能，并结合虚拟仪器的特点与计算机强大的信息处理能力，在功能上进行扩展，实现波形显示、存储和时域、频域参数自动测量、显示、查询等功能。图2为虚拟示波器的功能框图。图2 虚拟示波器功能框图四、毕业设计进度及步骤1-5周，明确毕业设计任务，完成文献查阅，完成毕业设计开题报告。6-8周，完成课程设计技术方案。9-12周，按毕业设计方案开展毕业设计。13-17周，完成初稿，完成外文翻译。18-19周，完成毕业设计答辩准备。20周，答辩完成。五 参考文献1 陈锡辉，张银鸿：LABVIEW8.20程序设计从入门到精选。北京清华大学出版社，2007.3022 雷振山：LABVIEW 入门与提高范例教程。中国铁道出版社，2009.7113 戴鹏飞，王胜开，王格芳等：测试工程与LABVIEW应用。电子工业出版社，2006.3094 (美)Robert H.Bishop_.Learning With Labview 7 Express_.电子工业出版社， 2005.3935 王水鱼、李德昌：国外示波器的发展与趋势J,国外电子测量技术。1999,1:45-466 刘阳：虚拟仪器的现状及发展趋势J，电子技术应用。1996，47 贾功贤，刘成康等：基于PC的虚拟仪器的发展趋势J，电子技术应用。1999，128 王瑞林：虚拟仪器在我国的应用前景J.新疆大学学报（理工版）。2001.2：27-30