虚拟仪器设计-数据采集系统.doc

1、 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文文) ) 虚拟仪器设计虚拟仪器设计数据采集系统数据采集系统学生姓名： 学号： 学 院： 系 名： 专 业： 指导教师： 年 月 日 通信工程摘 要虚拟仪器由通用仪器硬件平台（简称硬件平台）和应用软件两大部分构成。硬件平台主要完成对被测信号的进行调理和采集.仪器硬件可以是插入式数据采集卡及必要的外围电路(含信号调理电路、A/D 转换器、数字 I/O、定时器、D/A 转换器等）,或者是带标准总线接口的仪器，如 GPIB、VXI、PXI、STD、PCI 总线仪器和网络化仪器等.目前市场上的 A/D 采集卡和数据采集卡以及带标准总线接口的仪器等，其价格均不菲，以毕业

2、设计的目的来说，性价比以及实用程度显的不高。进而考虑到计算机中的声卡本身就是一个 A/D，D/A 的转化装置，具有 16 位的量化精度、数据采集频率是 44。1kHz,完成可以满足特定应用范围内数据采集的需要，个别性能指标还优于商用数据采集卡，而价格却为商用数据采集卡的十分之一或者几十分之一，在设计实验中完全可以满足要求。因此在本设计中，数据采集装置主要基于声卡和 labview 模拟数据采集。利用声卡实现对数据的采集，制作成一个简易的数据采集系统，能够实现数据采集、模拟采集数据、波形显示、进行低频滤波四大功能.关键词：虚拟仪器；数据采集；声卡AbstractVirtual Instrumen

3、t by the General Instrument hardware platform （the hardware platform) and consisted of two major applications。 The main hardware platform to complete the conduct of the measured signal conditioning and acquisition。 Hardware equipment can be a plug-in data acquisition card and the necessary periphera

4、l circuits （including the signal conditioning circuits， A / D converter， digital I / O, timer， D / A converters, etc。), or with the standard bus interface equipment， such as GPIB, VXI， PXI, STD, PCI bus devices and network equipment and so on.本文为互联网收集，请勿用作商业用途个人收集整理，勿做商业用途Currently on the market A /

5、 D acquisition card and data acquisition cards, as well as the standard bus interface with the equipment, their prices are expensive to design for the purposes of graduation， as well as the usefulness of the significant cost of not very high.To take into account the computers sound card itself is an

6、 A / D, D / A conversion devices, with 16bit quantization precision， data acquisition frequency is 44.1kHz， completed within the scope of application to meet the specific needs of data collection, individual also better than the commercial performance data acquisition card， and the price of commerci

7、al data acquisition card for one-tenth or a few one-tenth of the experiment in the design to meet the requirements completely。Therefore， in this design, data acquisition device is mainly based on the sound card and analog data acquisition labview. The use of sound to achieve the data collection， to

8、create a simple data acquisition system， to achieve data acquisition, analog data acquisition, waveform display， the four major functions for low-frequency filter.Keywords: virtual instrument； data acquisition； sound card目 录1 绪论 .11.1 虚拟仪器概述.11。1.1 虚拟仪器的产生.11.1.2 虚拟仪器的概念.11.1.3 虚拟仪器的构成.21。2 虚拟仪器的发展趋

9、势.21。3 本文的研究内容 .32 数据采集系统的设计 .52。1 LABVIEW软件创建过程.52.2 设计方案的比较.62。2。1 软件比较.62。2.2 声卡采集数据的特点.73 软件模块的设计 .113。1 程序的流程图.113.2 程序的结构图.123。3 LABVIEW 简介 .123.3。1 G 语言简介 .123.3。2 LABVIEW 程序组成.133.4 数据采集和处理模块.143。4.1 声音输入配置虚拟仪器 .153.4。2 声音输入读取虚拟仪器 .173.4。3 声音输入清除虚拟仪器 .183.5 数据模拟模块.203.6 低通滤波模块.223.7 波形显示模块.2

10、33.8 小结.234 程序设计显示 .254。1 程序的使用方法.254。1.1 程序的环境.254。1.2 声卡配置.254.2 程序的总框图.264.3 程序的调试结果.264.3.1 声卡采集数据的结果 .264。3.2 模拟采集数据的结果 .274。4 小结.295 设计中遇到的问题 .306 总结与展望 .31参考文献 .32致 谢 .331 绪论1。1 虚拟仪器概述1.1.1 虚拟仪器的产生虚拟仪器技术是现在计算机系统和仪器系统相结合的产物，是当今计算机辅助测试领域的一项重要技术.它推动着传统仪器朝着数字化，智能化,模块化，网络化的方向发展。电子测量仪器发展至今，大体上可以分为四

11、代：模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。第一代模拟仪器，这类仪器在某些实验室里还能看到，它是以电磁感应基本定律为基础的指针式仪器，如指针式万用表、晶体管电压表、指针式电流表等。第二代数字化仪器,这类仪器现在相当普遍，这类仪器将模拟信号的测量值转化为数字信号，并以数字方式输出最终结果，适用于快速响应和较高准确度的测量，如数字万用表、数字频率计等。第三代智能仪器，这类仪器内置微处理器，可以进行自动测试和数据处理功能，可能代替部分脑力工作,习惯上称为智能仪器.它的功能模块全部都是以硬件或固定软件的形式存在，无论是开发还是应用，都缺乏灵活性.第四代虚拟仪器,它是现在计算机软件技术、通信技术和测试

12、技术高速发展孕育出的一项革命性技术，其导致了传统仪器的结构、概念和设计观点都发生了巨大的变革,它的出现使得人类的测试技术进入了一个新的发展纪元。虚拟仪器（Virtual Instruments.简称 VI）的概念，是美国国家仪器公司(National Instruments Corp.简称 NI）于 1986 年提出的.NI 公司同时也提出了“软件即仪器”的口号，彻底打破了传统仪器只能由厂家定义，用户无法改变的局面，从而引起了仪器和自动化工业的一场革命.随着现在硬件和软件技术的飞速发展，仪器的智能化和虚拟化成为各级实验室以及研究机构发展的方向.虚拟仪器，它既具有传统仪器的功能，又有别于其他传统

13、仪器。它能够充分利用和发挥现有计算机的先进技术，使仪器的测试和测量及自动化工业的系统测试和监控变得异常方便和快捷。1。1。2 虚拟仪器的概念虚拟仪器是指通过应用程序将计算机、软件的功能模块和仪器硬件结合起来，用户可以通过友好的图形界面（通常叫做虚拟前面板，简称前面板）来操作这台计算机就像在操作自己定义、自己设计的一台个人仪器一样，从而完成对被测信号的采集、分析、判断、显示、数字存储等。虚拟仪器以透明的方式，通过软件对数据的分析处理、表达以及图形化用户接口，把计算机资源(如微处理器、显示器等)和仪器硬件（如A/D、D/A、数字 I/O、定时器、信号调理等）的测试能力和控制能力结合起来。虚拟一起突

14、破了传统仪器以硬件为主体的模式，实际上使用者是在操作具有测试软件的电子计算机进行测量，犹如操作一台虚设的电子仪器。1.1.3 虚拟仪器的构成虚拟仪器从构成要素上讲，由计算机、应用软件和仪器硬件等构成;从构成分式上讲则由以 DAQ 板和信号调理为仪器硬件而组成的 PC-DAQ 测试系统,或已 GPIB，VXI,Serial和 Field bus 等标准总线仪器为硬件组成的 GPIB 系统、VXI 系统、串口系统和现场总线系统等多种形式.虚拟仪器的构成如图 1.1 所示。显示器信号分析及处理器入机接口各类接口A/D 转换器数据发生器信号调理器信号调理器输入信号D/A转换器信号调理器信号输出图 11 虚拟仪器的结构1.2 虚拟仪器的发展趋势虚拟仪器正在继续迅速发展。它可以取代测量技术在传统领域的各类仪器。虚拟仪器于静音状态.如图 2-2（a）所示。【原文已删除，如需完整论文，加 QQ：10247336】【通信工程本/专科毕业论文修改与拟稿组