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基于labview的设计
lxw19881017 发表于 2012/9/4 21:06:25 1327 查看 1 回复 [上一主题] [下一主题]
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基于Labview的ADD波形
第一部分：概述
随着计算机技术、大规模集成电路技术和通讯技术的飞速发展，仪器技术领域发生了巨大的变化，美商国家仪器公司(National Instruments)于八十年代中期首先提出基于计算机技术的虚拟仪器的概念，把虚拟测试技术带入新的发展时期，随后研制和推出了基于多种总线系统的虚拟仪器。
LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。
与C和BASIC一样，LabVIEW也是通用的编程系统，有一个完成任何编程任务的庞大函数库。LabVIEW的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储，等等。LabVIEW也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序（子VI）的结果、单步执行等等，便于程序的调试。
本次就是一个基于labview平台的一次设计来达到对虚拟仪器课程的掌握，尽量使用学习到知识，在设计过程中有些部分存在对于总体设计影响不大，仅仅作为对知识的巩固。
本次的ADD waveforms 设计能够对两种不同的信号进行的运算，由于现有的示波器仅能对两组波形进行简单的加减，而ADD waveforms能够进行除加减意外的乘除运算。
第二部分：设计的思路与基本原理
本次设计是基于labiew界面的一个虚拟仪器的设计，所设计的虚拟仪器要具有对一个正弦波、一个三角波进行各种合成运算的功能，可完成add、divide、multip、subtra四种基本数学运算的功能。
通过以上的目标，我们可以分别选择能产生三角波、正弦波的子VI，再通过一个条件结构来确定每次输入的波形需要进行那种运算，然后在波形图中显示出来以供观察，最后可以比较ADD前的波形与ADD之后的，同时对最终信号进行了频谱分析。
本次设计结构主要有这基本分组成：条件结构、信号产生子VI、信号合并、波形验证部分、控制开关部分、频谱分析部分。在接下来的部分会对这些部分做详细的介绍。
第三部分：设计模块与元器件的介绍
一：前面板的介绍
如图1-2为labview的前控制面板，即模拟硬件部分：
图1-1
停止控制整个系统的是否运行，operation为控制波形之间的四种运算旋钮，error表示错误，可由Different dt旋钮控制；
Initial原始波形呈现是由原始的两个信号同时显示的波形图；Last最终波形是进行运算后的最终信号；
功率谱波形是对最终波形的一种分析；
叠加波形检验是通过算术与比较中公式部分设置为x1+x2来得到简单相加波形与最终的波形进行校验，同时也是对系统稳定性的一种检验。
点下运行，我们就可以看到波形，调节operation中的四种运算便可观察不同ADD波形。然后可以通过DT旋钮来控制最终输出报错，这样error显示亮了。
我们可以发现当operation显示在add时，叠加波形检验与last最终波形一致。
二：程序框图介绍
图1-2
1.条件结构
包括一个或多个子程序框图，或分支，当结构执行时，仅有一个子程序框图或分支在执行。连接至选择器接线端的值可以是布尔、字符串、整数，或枚举类型，它决定了执行哪个分支。右键单击结构边框，可添加或删除分支。Us可使用标签工具来输入条件选择器标签的值，并配置每个分支处理的值。本次的条件结构由四层构成，分别用来选择add、divide、multip、subtra运算，与选通开关us（operation）共同完成条件部分。
2. ，为公式运算，可以改变里面的x1与x2两个波形之间的运算，本次选择为＋，可以为乘除。
3. 一个频谱分析元器件，本次选择功率谱通道，—测量频谱，并以功率的形式显示结果。所有相位信息都将在计算中丢失。 该测量通常用于检测信号中的不同频率分量。虽然平均计算功率频谱不会降低系统中的非期望噪声，但是平均计算可提供测试随机信号电平的可靠统计估计。
4.sine waveform 产生VI下为程序框图（借鉴别人的）
可以通过amplitud offset n points等选项的跳动来改变正弦信号的频率、峰值等。
5.tirangle（三角波）产生VI
6. 合并信号，可以同时显示两个波形。
7. tirangle波形处理部分，DT开关的设置
为选择，t如s传递的值为TRUE，则值为函数将返回值。 t和f的类型必须相同，但数值表示法可以不同；s确定函数返回s? t:f中的t或f。如将错误簇连接至s，发生错误时，错误簇将向函数传递TRUE。否则，错误簇将向函数传递FALSE；f如s传递的值为FALSE，函数将返回该值。 t和f的类型必须相同，但数值表示法可以不同。；s的值为TRUE时，s? t:f的值为t；s的值为FALSE时，s? t:f的值为f。
8. 为波形显示部分。
第四部分：四种状态下的显示
1. ADD
2.DIVIDE
3.MULTIP
4.SUBTRACT
第五部分：总结
通过这次基于labview的设计，加深自己对于虚拟仪器的认识，也从另一个新的角度认识到虚拟仪器在当今科学技术日益发达的时代中巨大的作用，也终于明白了什么叫“软件即仪器”。
这次对于labview的学习和掌握是最关键的问题，对于设计有借鉴和仿造的，但对于软件的熟悉还是达到一定的程度，对于如何调用一个子VI，数组与簇的理解、信号的处理，顺序结构、条件结构、while循环、for循环、节点、端口等都有了一个全新的认识。
做完整个设计花了较长的时间，从对不同的材料选择到设计的初步完成，学会了很多，希望对于自己以后有一定的帮助。
对于本次设计的主题，个人感觉实际作用作用不是很明显，而且存在很多的不足，在以后的学习中要多加收集这方面的材料，以期使其能够完美，达到实用化，或者开拓出一个新的天地。
