毕业设计（论文）开题报告基于LabVIEW和声卡的虚拟示波器设计.doc

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1、湖北第二师范学院本科毕业论文（设计）开题报告 课题名称：基于LabVIEW和声卡的虚拟示波器设计系 别 物理与电子信息学院 专业名称 电子信息科学与技术 年 级 2008级 学生姓名 学 号 指导教师姓名 填表时间： 2012年02月20日拟选题目基于声卡的虚拟示波器的设计选题依据及研究意义传统示波器是由仪器厂家设定并定义好功能的一个封闭结构，它有特定的输入输出和仪器操作面板，具有波形显示、参数测量等功能。当要实现更多的测量功能时，就要配置更多的仪器，这给用户的使用带来很多不便，并且传统示波器的测量精度比较低，无法满足高精度的测量要求。而且传统的示波器缺乏相应的计算机接口，配合数据采集及数据处

2、理比较困难。此外传统示波器比较庞大，制造成本比较高，这就增加了次测量系统的开发成本。虚拟示波器主要由软件来完成信号的采集、处理和输出。系统软件包括前面板生成、仪器主要功能包括：通道选择、时基幅值控制、滤波器、信号发生器、数据存储与回放等。虚拟示波器系统集成了示波器，信号发生器和频谱分析模块，具有很大的应用价值，主要为：可以加强实验室技术基础建设实验室仪器仪表的现代化水平反映了实验室技术基础，而基于计算机基础的虚拟示波器系统大大地降低了以其成本。 与传统示波器相比，虚拟示波器具有高效、易用、功能强大、性价比高、可操作性好等优点。虽然传统示波器可以清晰的显示出信号的时域特性，但是它的频域特性一般示

3、波器很难显示，而虚拟示波器却可以克服这一点实现频域特性的显示；传统示波器一般不能存储采集到的波形或者对存储波形的长短有很严格的限制，即便可以保存下来，在复制到电脑里进行分析的过程也是较为繁琐的，而虚拟示波器却可以很好的存储采集到的波形并对其进行分析；一般示波器是不能显示多路通道信号相位上的关系一般只有2-4路输入通道，而虚拟示波器却可以向外扩展多个输入通道；传统示波器的触发类型是有限的，特别是对信号的触发方式有一些特殊的要求，常用示波器是不能实现的，而虚拟示波器却能克服这一限制；此外传统示波器的颜色单一，而且不具备打印和远程控制功能等等，给测试工作带来了诸多不便，而虚拟仪器却能很好的解决这一问

4、题。选题的研究现状 传统示波器有复杂的工艺问题和知识产权问题，发达国家的传统示波器市场已具有相当大的规模。而虚拟示波器是一个全新的领域，大力发展虚拟示波器技术可以避免传统示波器的发展阶段从而快速进入虚拟示波器发展阶段，与国外的公司处于同一起跑线形成跨越式发展。互联网已经使数据共享进入了新的阶段，加速了虚拟示波器的新网络技术和远程计算机技术的发展，这些是传统示波器所不可能实现的。国内专家预测：未来几年内，我国将有50%的仪器为虚拟仪器，随着微型计算机的发展，虚拟示波器将逐步取代传统的测试示波器而成为测试示波器的主导。虚拟仪器技术的研究和发展，标志着21世纪自动测试和电子测试仪器领域技术发展的一个

5、重要方向。虚拟示波器作为虚拟仪器的一种也高速发展着。随着个人电脑的小型化，虚拟示波器也将朝着小型化、普及化方向发展，将会出现个人能随身携带的分析仪器。复用是成熟工程领域的一个基本特征，使用经过时间检验的标准零部件，可使常规的设计问题直接利用现成的解决法案来解决，变了项目开发时的重复设计，从而大幅度地降低开发成本，提高生产效率和产品质量。虚拟示波器系统的设计也朝着这个方向发展。随着自动化系统的设计复杂化、大型化和智能化，虚拟示波器软件的设计可复用性、优良的稳定性、广泛的应用对象适应性和用户的可维护性，已经使工业领域的重要研究方向。拟研究的主要内容和思路 虚拟示波器软件设计采用的NI的虚拟仪器开发

6、工具。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。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

7、询等功能。主要研究内容：（1）通过分析总结，组建基于虚拟仪器的液位控制系统并画出总体结构框图；（2）复习“LabVIEW”软件的使用，深入了解掌握设计虚拟仪器的基本步骤和方法，并寻找建立虚拟示波器系统的最优方案；（3）查阅相关资料，完成虚拟电压表的系统构成和程序设计流程图；（4）根据操作功能要求，设计出兼具灵活性人性化的虚拟操作面板；（5）采用LabVIEW图形化框图编写应用程序并调试通过；（6）对系统进行测试和结果分析；研究的创新点及重、难点创新点：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

8、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。实现波形显示、时域、频域参数自动测量、显示、查询等功能重点：结合硬件数字电路实验的设计与功能实现，利用LabVIEW编写合适于硬件数字电路的控制程序。难点：1）熟练使用LabVIEW软件，理解各控件和功能模块的含义和用法；2）程序的编写、运行及修正； 3）分析出仿真波形的表示意义；4) 软件仿真结果应该与实验仪器操作结果一致；5) 如何使控

9、制程序能够良好的使用LabVIEW软件的各个函数功能，并最终实现全部数字电路的功能。研究进程安排设计计划总共用9周，具体安排如下：2011年10月中旬2011年11月初 阅读有关的文献和资料，确定选题；2011年11月初2011年12月中旬 查阅相关资料，学习并研究示波器的种类及其应用场合；复习“LabVIEW”软件的使用，掌握设计虚拟仪器的基本步骤和方法；组建系统的结构图。2011年12月中旬2012年1月初根据设计要求，完成虚拟示波器的构成和程序设计流程图。 测试系统功能，调整产生的信号达到技术指标要求；写出总结。 2012年1月初2012年1月中旬 论文初稿完成，交指导老师修改，并纠正；

10、2012年2月中旬2012年3月初 按指导老师意见修改论文，完成二稿，同时制作论文答辩的PPT；2012年4月10日2012年4月28日 定稿，并将最终的论文排版并打印；2012年4月28日2012年5月15日 总结工作成果，准备答辩。主要参考文献1 张健，韩薪莘，房晓溪，程学庆.LABVIEW图形化编程与实例应用.北京：中国铁道出版社，2005：159160 2 戴鹏飞，王胜开，王格芳，马欣.测试工程与LABVEIW应用.北京：电子工业出版社，2006：64773 路林吉，等.虚拟仪器的应用.电子技术，2006：4046 4 张毅，龙风乐等.测控系统中三种最新软件的比较.计算机测量与控制，2

11、000： 5 严奉莲基于LabVlEW 虚拟示波器的数据采集与通信设计J中国科技信息，2007，(24)：1351376 刘君华基于LabVIEW 的虚拟示波器设计北京：电子工业出版社。20037 陈敏,汤晓安,等.虚拟仪器软件LABVEIW与数据采集.小型微型计算机系统,2001:5015038 种兰祥,张首军,阎丽.基于计算机声卡的多通道数据采集系统.西北大学学报(自然科学版) .2002,32(6):6296329 杨乐平,李海涛,宵相生,等.LABVIEW 程序设计与应用.北京:电子工业出版其他说明指导教师意见指导教师签名：年 月 日指导教师小组意见. 指导教师小组负责人：年 月 日系主任审核意见 1通过； 2.完善后通过； 3.未通过负责人：年 月 日