基于LABVIEW的虚拟示波器的设计

1、学 生 姓 名学 号 院 （ 系 ） 专 业 电气工程及其自动化 讲师 /博士 题 目 基于 LABVIEW 的虚拟示波器的设计 指导教师 2013 年 5 月 摘要： 虚拟仪器成为现代计算机软硬件技术快速发展的产物，它正渐渐的取代传统电子 仪器，是现代电工电子测量仪器的发展方向。虚拟仪器主要由数据采集、 数据处理、 数据 输出与显示三部分模块组成。其软件开发平台有 LabVIEW、VC+等。在此基础上，利用美 国 NI 公司的虚拟仪器开发环境 LabVIEW设计了虚拟示波器，介绍虚拟示波器的实现过程。 该仪器是用基于图形化编程语言 Labview8i 而编写的 , 本虚拟示波器涉及主要功能包

2、 括：双通道信号输入、触发控制、通道控制、时基控制、波形显示、参数自测量等。本虚 拟示波器的数据采集的功能与普通示波器一样； 波形显示模式： 通道 A 或 B 、A+B及 A-B 等。测试结果表明，本文设计的两通道数字示波器系统设计正确。 关键词： LABVIEW，虚拟仪器，声卡，虚拟示波器 Abstract: The hypothesized instrument is the modern computer software and hardware technology rapid development product, it is substituting for tradition

3、al gradually the electronic instrumentation, is the modern electrician electronic surveying instrument development direction. The hypothesized instrument mainly by the data acquisition, data analysis processing, the data output and demonstrated three parts of modules compose. Its software developmen

4、t platform has LabView, VC+ and so on. In this foundation, has designed the hypothesized oscilloscope using American NI Corporations hypothesized instrument development environment LabVIEW, the introduction hypothesized oscilloscope realization process. This instrument is with, this hypothesized osc

5、illoscope which compiles based on presente in figures and diagrams programming language LabVIEW8i involves the main function to include: Double channel signal input, triggering control, channel control, time base control, profile demonstration, parameter from survey and so on. This hypothesized osci

6、lloscope data acquisition function and the ordinary oscilloscope are same; Profile demonstration pattern: Channel A or B, A+B and A-B and so on. The test result indicated, this article designs two channel digital oscilloscope system design is correct. Key word: labview，virtual instrument ，oscillosco

7、pe，virtual oscilloscope 目录 1 绪论. 4 2 LabVIEW 的概述 5 2.1 什么是 LabVIEW 5 2.2 LabVIEW 软件的特点 5 3 虚拟仪器的概述 . 6 3.1 什么是虚拟仪器 . 6 3.2 虚拟仪器的特点 . 7 3.3 虚拟仪器的发展 . 8 4 示波器设计 . 8 4.1 示波器功能 . 8 4.2 示波器前面板设计 9 4.3 示波器后面板设计（程序设计） 10 4.4 总程序 . 23 4.5 波形显示调试结果 24 结论. 27 参考文献 . 28 致谢. 29 1 绪论 计算机技术的发展带动了虚拟仪器的计算机化。虚拟仪器是90

8、 年代提出的新理论。 虚拟仪器技术的提出与发展， 标志着自动测试与电子测量仪器领域技术在二十一世纪发展 的一个重要方向。虚拟仪器其实就是在通用的计算机平台上定义和设计仪器的测试功能， 当使用者操作这台计算机，就像是在使用一台专门设计的电子仪器。 传统台式仪器是由仪器厂家设计并定义好功能的一个封闭结构，它有固定的输入 / 输 出接口和仪器操作面板， 每种仪器实现一类特定的测量功能， 并以确定的方式提供给用户。 从一般的仪器设计模型看， 一种仪器无非是由数据采集、 分析处理、 人机交互和显示等几 部分功能模块组成的整体。因此我们可以设想在必要的数据采集硬件和通用计算机支持 下，通过软件设计实现仪器

9、的全部功能，这就是虚拟仪器设计的核心。与传统仪器相比， 虚拟仪器除了在性能、 易用性、 用户可定制性等方面具有更多优点外， 在工程应用和社会 经济效益方面也具有突出优势。 一方面， 目前我国高档台式仪器如数字示波器、 频谱分析 仪、逻辑分析仪等还主要依赖进口，这些仪器加工工艺复杂、 对制造水平要求高，生产突 破有困难，采用虚拟仪器技术可以通过只采购必要的通用数据采集硬件来设计资金的仪器 系统；另一方面， 用户可以将一些先进的数字信号处理算法应用于虚拟仪器， 提供传统台 式仪器不具备的功能， 而且完全可以通过软件配置实现多功能集成的仪器设计。 因此，可 以说虚拟仪器代表了未来测量仪器设计发展的方

10、向。虚拟仪器技术目前在国外发展很快， 以美国国家仪器公司（ NI 公司）为代表的一批厂商已经在市场上推出了基于虚拟仪器技 术而设计的商品化仪器产品。 数字示波器是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用 仪器。 图形化软件开发平台 LabVIEW 为用户提供了简单、直观、易学的图形编程方式，把复 杂繁琐、费时的文本编程简化成“画流程图“的方法。与通用的文本编程语言相比，可以 节省大约 70%80%的程序开发时间。编程工作是由开发平台本身完成的，省去用户大量的 编程工作。图形化软件开发平台只需用鼠标将屏幕上的各个功能图标按一定的顺序连接起 来，就能方便迅速地完成程序的编写。该类软件开发平台同时支

11、持与多种总线接口系统的 通信连接， 提供数据采集、仪器控制、数据分析和数据显示等与虚拟仪器系统相关的多 种功能，是面向测试领域的优秀软件开发平台，受到了从事虚拟仪器系统的软件开发的广 大工程技术人员的欢迎。 2 LabVIEW 的概述 2.1 什么是 LabVIEW LabVIEW自从被使用以来，经历了一个快速的发展过程，如今已经被大家认可。它是 目前测控领域的一大热点，代表着未来虚拟仪器的发展方向。 LABVIEW是图形化的编程语 言，就像传统文本编程语言中的函数或者子程序， 用它开发的软件称为虚拟仪器， 在操作 界面上与现实的操作仪器完全一样，功能更强大。 LABVIEW还包括了大量的控件

12、、工具和函数，用于数据采集、分析、显示与存储等操 作。另外，它还提供了广泛的接口，可以与 DLL、Visual Basic 、MATLAB等多种软件互相 调用。其附带有扩展函数库， 在自身配备的工具不能完成一些任务时， 就可以调用专业的 数据采集和处理工具包括扩展库， 进行强大的专业数学分析等。 其也具有强大的一起驱动 库，可以和多种仪器连接。 LABVIEW软件可以编写出界面美丽、 功能强大的程序， 它具有形象、 生动的编程语言， 使初学者很容易入门， 有一定基础的人能够很快的掌握各类编程技巧。 在编程过程中， 需 要某个控件时直接拖到到目的地就可以找到相应的接线端口， 进行连接设置后即可以

13、传输 数据，省去了许多源代码的编写麻烦和参数传递的设置。 2.2 LabVIEW 软件的特点 LabVIEW软件的特点如下： 1) 具有图形化的编程方式，设计者无需写任何文本格式的代码，是真正的工程师的 语言； 2) 提供丰富的数据采集、分析及存储的库函数； 3) 提供传统的程序调试手段，例如单步运行、设置断点等，另外它还提供非常独特 的执行工具，使得程序进行动画式运行，非常有利于开发者观察到程序运行的细微之处， 使程序的调试和开发过程更加方便； 4) 32 位的编译器编译生成 32 位的编译程序，有利于用户进行数据的采集、测试以 及测量方案能够快速执行； 5) 包含 PCI，GPIB，PXI

14、，VXI，RS-232/485 ，USB等多种仪器通信总线标准的所有功 能函数，使得不懂得总线标准的开发者也能够驱动不同总线标准接口设备与仪器。 3 虚拟仪器的概述 3.1 什么是虚拟仪器 虚拟仪器是一个全新的概念， 是计算机和仪器技术的结晶。 同时，它也是测试技术和 计算机深层次结合的产物。从计算机和仪器两者的结合粗略的地来讲，虚拟仪器 可以分 为智能仪器和虚拟仪器。 他们的区别是，前者把计算机装入仪器， 后者把仪器装入计算机。 虚拟仪器把计算机的处理、存储器、显示器和仪器的数模变换器、模数变换器、数字输入 输出等结合到一起，用于数据的分析处理、传输、显示等，如图 3-1 所示。它充分利用了

15、 计算机的优势，可对数据进行大量计算和存储。 被测对象 信号调理 数据采集 数据处理 虚拟仪器面板 图 3-1 虚拟仪器是在传输仪器的基础上发展起来的， 完全继承了传统仪器的所有特点， 并且 超越了传统仪器。它把传统仪器的显示和硬件数据处理引入到计算机中来显示并进行软件 处理。这也是近年来计算机迅速发现的结果。 虚拟仪器配置了许多相应的 I/O 接口设备进 行数据的采集， 用不同功能的测试软件对数据信号进行进行分析处理及显示， 构成一整套 的虚拟测试系统。 虚拟仪器具有强大的信号分析、 数据处理能力， 也具有友好的人机界面。 其各个功能 和面板可以由编程用户根据需要进行扩展和自定义。 因而用户

16、不用花昂贵的价钱购买不同 功能的仪器， 只需要在最基本的虚拟单位上自行开发。 在不同时期的不同场合下， 用户可 以修改程序来实现对不同环境的测试， 达到资源节省。 随着网络技术的发展和完善， 还可 以通过网络实现仪器的远程调试和控制。 虚拟仪器产生， 彻底改变了多年来传统仪器的观 念，开辟了测试及控制领域的新纪元。 虚拟仪器实现了虚拟仪器的智能化、 多样化和模块化等功能， 体现出低成本、 多功能 等操作优点。 与传统仪器相比， 虚拟仪器具有更大的应用范围， 因此它成为仪器行业发展 的一个重要方向，并受到很多国家仪器行业的重视。 虚拟仪器系统是由计算机、 应用软件和仪器硬件 3 大要素构成的。计

17、算机与仪器硬件 又称为 VI 的通用仪器的硬件平台。 3.2 虚拟仪器的特点 概括地说，虚拟仪器主要有以下特点： （1）软件是虚拟仪器的核心。 虚拟仪器的硬件确定之后， 它的功能主要是通过软件来 实现的，软件在虚拟仪器中具有重要的地位。 （2）虚拟仪器的性价比高。 一方面，虚拟仪器能同时对多个参数进行实时高效的测量， 同时由于信号的传送和数据的处理几乎都是靠数字信号或软件来实现的， 所以还大大降低 了环境干扰和系统误差的影响。 此外用户也可以随时根据需要调整虚拟仪器的功能， 大大 缩短了仪器在改变测量对象时的更新周期。 另一方面，采用虚拟仪器还可以减少测试系统 的硬件环节，从而降低系统的开发成

18、本和维护成本， 因此使用传统仪器比传统仪器更经济。 （3）虚拟仪器的出现， 缩小了仪器厂商与用户之间的距离。 虚拟仪器使得用户能够根 据自己的需求定义已仪器的功能， 而不像传统仪器那样， 受到仪器厂商的限制， 时常出现 厂商提供的仪器功能与用户的要求不相符合的情况。 利用虚拟仪器的技术， 用户可以组建 具有更好性能和更具灵活性的测试系统，并且用户可以很便捷的升级系统的性能。由于 PC机的处理能力远胜于仪器的内部硬件电路的处理能力， 因此借助于一套基于 PC机的通 用数据采集系统，用户就可以通过软件组建一台多功能仪器。 （4）虚拟仪器具有良好的人机界面。 在虚拟仪器中， 测量结果的显示是通过软件

19、在计 算机屏幕上生产的、 与传统面板相似的图形界面软件面板来实现的。 因此用户可根据自己 的喜好，通过编辑软件来定义面板形式。 （5）基于 PC机网络技术和接口技术，虚拟仪器系统具有方便、灵活的互联 （connectivity ）特性，广泛支持诸如 CAN、 FildBus 、 PROFIBUS各种工业总线标准。因 此利用 VI 技术可以方便的构建自动测试系统（ automatic test system，ATS），实现测量 控制过程的网络化。此外，还可以将虚拟仪器接入网络，如 Intranet 等，以实现对现场 生产的监控和管理。 （6）虚拟仪器的可靠性高。虚拟仪器的硬件平台是 PC机或工控

20、机。 PC机在稳定、可 靠、精确、标准化等方面已经达到相当高度，质量可靠。因此虚拟仪器的整体系统质量主 要取决于软件的稳定度和模块卡的质量， 相对而言控制这两个对象的质量将比控制一台仪 器整机的质量容易的多。 （7）基于 PC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。 因此用户可根据自己的需要， 选用不同厂家的产品， 使仪器 系统的开发更为灵活、效率更高，缩短了系统组建时间，减少了投资。 （8）虚拟仪器维护、 维修方便。 如果某个虚拟仪器模块出现了故障，可以很方便的卸 下该故障模块， 再换上一块新的模块， 就可以实现系统的正常运行。 这样既不

21、影响其他模 块的功能又提高了系统的维护效率，大大缩短了系统故障恢复时间提高了系统可靠性。 3.3 虚拟仪器的发展 在八十年代初期，计算机就被人当做基础， 把一些插件或外附插件箱增加到微机内部， 将 PC内部总线与各种测量电路插件相连接，从而实现了传统仪器的功能通过加上某些软 件，这种仪器被称为 PC仪器或个人仪器。因为一般自动测试系统和智能仪表中的微处理 器、存储器、接口电路和显示器可以被计算机系统的硬软件资源代替， 所以仪器的许多硬 件得以减少， 仪器成本得到降低， 另外没有必要对每一种新仪表都从头开始设计， 所以该 方案一经提出就在仪表界引起极大的轰动。 随着计算机技术、 电子技术、 网络

22、通信技术的进步和不断拓展， 未来的仪器概念将是 一个开放的系统概念。计算机和现代仪器互相包容，计算机网络也就是通用的仪器网络， 在测控系统中具有更多不同类型的智能设备像计算机和工作站一样成为网络的节点联入 网络，比如各种智能仪器、虚拟仪器及传感器，通过充分利用目前已比较成熟的 Internt 网络的设施，不仅能实现更多资源的共享， 降低组件系统的费用， 还可以提高系统的功能， 并拓宽其应用范围，“网络就是仪器”的概念确切地概括了仪器的网络化发展趋势。 计算机技术、传感器技术、网络技术与测量、测控技术的结合，使网络化、分布式测 控系统的组建更为方便，以 Internt 为代表的计算机网络技术的迅

23、猛发展及相关技术的不 断完善 ，是的计算机网络的规模更大、应用更广。在国防、通信、航空航天、气象、制 造等领域，对大范围的网络化测控将提出更迫切的需求， 网络技术也必将在测控领域得到 更广泛的应用。 网络化一起很快会发展并成熟起来， 从未有力的带动和促进现代化测量技 术即网络测量技术的进步。 目前，我国的虚拟仪器设计、生产、使用也已经起步，我国有几家企业正在研制 PC 虚拟仪器，产品已经达到一定的批量。国内专家预测：未来的几年内，我国将有50%的 仪器为虚拟仪器， 届时，国内将有大批企业使用虚拟仪器系统对生产设备的运行状况进行 实时监测。 随着微计算机的发展， 各种有关软件不断诞生， 虚拟仪器

24、将会逐步取代传统的 测试仪器而成为测试仪器的主流。 4 示波器设计 4.1 示波器功能 虚拟仪器涉及主要功能包括：双通道信号输入、触发控制、通道控制、时基控制、波 形显示、参数自测量等。本虚拟仪器的数据采集的功能与普通示波器一样； 波形显示模式： 通道 A 或 B 、A+B及 A-B 等；电压参数测量，时间 / 频率参数测量，定位标尺，测量结果 显示。由于条件有限， 没有数据采集卡，我在设计数据采集时，采用了 LaBVIEW内部信号 发生器来产生信号；这些发生器有正弦波发生器、方波发生器、 三角波发生器、锯齿波发 生器，通过这些信号的输入来进行测量。 我所设计的虚拟示波器， 是在数据采集硬件的

25、支持下， 配备一定功能的软件， 完成波 形的存储、分析、显示等功能。一般测试仪器由信号采集、信号处理和结果显示三大部分 组成，这三大部分均由硬件构成。 虚拟示波器也是由这三大部分组成， 但是除了信号采集 部分是由硬件实现之外，其它两部分都是由软件实现。总体上包括数据采集、波形显示、 参数测量、频谱分析等几大模块组成，虚拟示波器的结构框图如下 4-1 所示。 4-1 虚拟示波器的结构框图 注释：由于条件有限， 没有数据采集卡， 我在设计数据采集时，采用了 LaBVIEW内部 信号发生器来产生信号；这些发生器有正弦波发生器、方波发生器、 三角波发生器、 锯齿 波发生器，通过这些信号的输入来进行测量

26、。 4.2 示波器前面板设计 虚拟示波器的界面图， 分为操作面板区以及波形显示区。 波形显示区横轴表示量为时 间，纵轴代表幅值。单元格当前时间和幅值也可以通过操作面板的“时间”框、 “幅值” 框显示。操作区有：显示模式转换，时基控制，数据采集配置，数据处理等。显示模式转 换就是选择需要测量的设备型号、 通道与极性选择。时基控制是选者扫描率，扫描数， 选 择手动、自动等。前面板用于设置输入数值和观察输出量 , 用于模拟真实示波器的前面板。数据采集是用来调节波形周期， 波形幅值， 以及选择显示的波形是哪个通道的。 由于虚拟 面板直接面向的对象是用户 , 是虚拟示波器控制软件的核心， 所以我设计这部

27、分时 ,主要考 虑操作简洁、 界面美观和费用低等因素。 用户可以通过面板上的各种开关、 按钮等控键来 控制虚拟示波器的工作。 根据传统示波器的面板控键的功能 ,利用 LabVIEW 中的控制模板 , 分别在设计面板上放入模拟实际控键的显示器、 通道选择控键、 水平与垂直增益控键、 触 发方式选择控键及开关。 打开 LabVIEW 前面板编辑窗口 ,点击鼠标右键 ,显示控制模板 ,选 择 Graph m Waveform Graph , 作为示波器的显示器。在显示器模板上点击鼠标右键 , 对其 进行属性设置 ,如根据示波器的频率与幅度值的变化 , 利用工具模板中的文字工具 , 对显 示器横（时间

28、） 、纵（ 幅度） 坐标的刻度重新设置 示波器的前面板如下图 4-2 ： 图 4-2 示波器前面板设计 4.3 示波器后面板设计（程序设计） 4.3.1 数据采集模块（模拟数据采集） 由于条件有限，没有数据采集卡，我在设计数据采集时，采用了 LaBVIEW内部信号发 生器来产生信号；这些发生器有正弦波发生器、方波发生器、 三角波发生器、锯齿波发生 器，通过这些信号的输入来进行测量 方波发生器 三角波发生器 产生用于 D/A 转换的信号在 LabVIEW 中提供了波形函数，为制作函数发生器提供了 方便。以 WaveformWaveform Generation 中的基本函数发生器（ Basic

29、FunctionGenerator.vi ）为例，其图标如下： 图 4-3 基本函数发生器 其功能是建立一个输出波形，该波形类型有：正弦波、三角波、锯齿波和方波。这个 VI 会记住产生的前一波形的时间标志并且由此点开始使时间标志连续增长。它的输入参 数有波形类型、样本数、起始相位、波形频率（单位： Hz） 参数说明： offset ：波形的直流偏移量，缺省值为 0.0 。数据类型 DBL reset signal ：将波形 相位重置为相位控制值且将时间标志置为 0。缺省值为 FALSE。 signal type ：产生的波形的类型，缺省值为正弦波。 frequency ：波形频率（单位 Hz

30、），缺省值为 10。 amplitude ：波形幅值，也称为峰值电压，缺省值为 1.0 phase ：波形的初始相位(单位 度)缺省值为 0.0 。 error in ：在该 VI 运行之前描述错误环境。缺省值为 no error. 如果一个错误已 经发生，该 VI 在 error out 端返回错误代码。该 VI 仅在无错误时正常运行。 错误簇包 含如下参数。 status ：缺省值为 FALSE，发生错误时变为 TRUE。 code ：错误代码，缺省值为 0。 source ：在大多数情况下是产生错误的 VI 或函数的名称，缺省值为一个空串。 sampling info ：一个包括采样信息

31、的簇。共有 Fs 和#s 两个参数。 Fs ：采样率，单位是样本数 / 秒，缺省值为 1000。 #s ：波形的样本数，缺省值为 1000。 duty cycle (%)：占空比，对方波信号是反映一个周期内高低电平所占的比例，缺省 值为 50%。 signal out ：信号输出端 phase out ：波形的相位，单位：度。 error out ：错误信息。如果 error in 指示一个错误， error out 包含同样的错误 信息。否则，它描述该 VI 引起的错误状态。使用该 VI 制作的函数发生器如下，由框图 可以看出，其中没有附加任何其他部件。 图 4-4VI 制作的函数发生器 数

32、据采集主要是把通道 A、通道 B、设备，扫描率、扫描数、极性， 触发源、模式、 斜坡、电平，信号分别生成一个簇然后输入到子程序 OSCdaq这 个子程序是里，里面有一 个自生成的波形发生器，通过外面的变量来对波形发生器进行控制。 图 4-5 数据采集的总的程序图 子 VI 的建立 子 VI（ SubVI）就像普通编程语言中的子程序，类似于被其他的 VI 调用的 VI。可以 将每一个已经定义了图标和联接器的 VI 当成另一个 VI 的子程序。在流程图中打开 Functions?Select a VI . ，然后可以选择要调用的子 VI 。编程一个子 VI 过程中最重 要的步骤就是定义它的图标以及

33、联接器。 每个 VI 在前面板和流程图窗口右上部分都出现了一个默认的图标。其中启动图标编 辑器的方法是利用鼠标右键单击面板窗口的右上角的默认图标，在弹出的菜单中选择 Edit Icon 按钮。 下图表示了图标编辑器的窗口。 用户可以用窗口左边一列的所有工具来设计像素编辑 区中的图标形状。编辑区右半部分的一个方框中有一个实际大小的图标 图 4-6 图标编辑器窗口 联接器是 VI 数据的输入输出接口。 假如利用面板控制对象或者显示对象从子 VI 中 输出或者输入数据， 那么这些对象都需要在联接器面板中有一个连线端子。 您可以通过选 择 VI 的端子数并为每个端子指定对应的前面板对象以定义联接器。定

34、义联接器的方法 是，用鼠标右键单击面板窗口中的图标窗口，在快捷菜单中选择 Show Connector 。联接 器图标会取代面板窗口右上角的图标。 LabVIEW 自动选择的端子连接模式是控制对象的端 子位于联接器窗口的左边， 显示对象的端子位于联接器窗口右边。 选择的端子数取决于前 面板中控制对象和显示对象的个数。 联接器中的各个矩形表示各个端子所在的区域， 可以 用它们从 VI 中输入或者输出数据。 如果必要， 也可以选择另外一种端子连接模式。 方法 是在图标上单击鼠标右键单出快捷菜单，选择 Show Connector ，再次弹出快捷菜单，选 择 Patterns 。 本子程序主要用到程

35、序结构有 While 循环、分支结构、数簇、数组等。 While 循环模 块位置为 Functions-Execution Control 子模板。单击鼠标左键后，指针变为手形。把 鼠标指针移到框图上， 可以看到，鼠标指针缩小的 While 循环样子。 循环右下角是条件端 子，用于在每次循环结束后判断循环是否继续执行。 具体的循环继续条件有两种： Stop if True 和 Continue if True ，具体采用哪种方式可在条件端子上弹出的快捷菜单指定，也 可以使用操作工具在端子上单击鼠标， 以切换两种不同的条件。 条件不同， 端子的图标也 不同，默认的条件是 Stop if True

36、 。左下角标有字母 i 的矩形框图是重复端子 (Iteration Terminal) ，可以在每次循环中提供当前循环次数的计数值， i 的初始值为 0。两个端子之 外的其他空白区域都可以放置程序代码。分支结构( Case Structure )位于 Functions-Programming-Structures 子模版上。分支结构左边框上有一个输入端子， 该端子中心有一个问号，称为选择器端子 (Selector Terminal) ；上边框上有分支选择器 标签( Case Selector Label )。 分支结构有一个或多个子框图， 每一个子框图都是一个执行分支， 每一个执行分支都 有

37、自己的分支选择器标签。 当执行分支时只有与接入选择器端子相匹配的标签对应的框图 被执行。 端子的值可以是布尔型、字符串型、 整型或者是枚举类型。此选择器端子的值的 类型是无符号长整型。 分支结构子框图是堆叠在一起的， 单击标签左边和右边的增量、 减 量按钮将使当前显示框图在堆叠起来的多个框图中进行一次前、 后切换。单击分支选择器 标签右边端的向下黑色箭头， 将弹出所有已定义的标签列表， 可以利用这个列表在多个子 框图之间实现快速跳转。 与 C 语言的分支结构不同的是， C语言的 switch 语句的 Default 分支是可选的，在没有 Default 分支时，如果没有任何匹配，则任何 Cas

38、e后面的代码都 不会执行。而对于 LabVIEW的 Case 结构，要么在选择器标签中列出所有可能的情况，要 么必须给出一种默认情况。 图 4-7 数据采集中的 OSCdaq子程序 4.3.2 自动扫描控制 自动扫描控制主要是利用软件编程来对采集到的数据进行对扫描率和扫描数的控制 程序如下图 4-8: 图 4-8 动扫描控制 扫描数乘以 dt 乘以基频然后输入到分支结构的输入端子， 若选择端子是 True 将判断 输入端子大于 6 ，又扫描率大于等于 8 则扫描率加 1。若第一个分子结构选择结构输入 端子小于 3，又扫描率小于 0，则扫描率减去 1。 4.3.3 波形显示 图形显示对于虚拟仪器

39、面板设计是一个重要的内容。 LabVIEW为此提供了丰富的功 能。我们不从图形的实现方法上去讨论问题 , 那是计算机图形学的课题。但我们需要从用 户的可能的需求角度探求一下， 如果你需要做虚拟仪器方面的开发， 那么可能遇到些什么 图形问题。 LabVIEW在这方面所做的工作是非常值得借鉴的。 在 LabVIEW的图形显示功能中 Graph 和 Chart 是两个基本的概念。一般说来 Chart 是将数据源（例如采集得到的数据）在某一坐标系中，实时、逐点地显示出来，它可以反 映被测物理量的变化趋势， 例如显示一个实时变化的波形或曲线， 传统的模拟示波器、 波 形记录仪就是这样。 而 Graph

40、则是对已采集数据进行事后处理的结果。 它先将被采集数据 存放在一个数组之中， 然后根据需要组织成所需的图形显示出来。 它的缺点是没有实时显 示，但是它的表现形式要丰富得多。 例如采集了一个波形后， 经处理可以显示出其频谱图。 现在，数字示波器也可以具备类似 Graph的显示功能。 LabVIEW的 Graph 子模板中有许多 可供选用的控件，其中常用的见下表： * 由表中可以看出， Chart 方式尽管能实时、直接地显示结果，但其表现形式有限， 而 Graph 方式表现形式要远为丰富，但这是以牺牲实时为代价的。 各种图形都提供了相应的控件， 以 Graph 为例介绍。图所示为它的控件。 所有

41、这些控件都包含在图形快速菜单的 Visible Items 选项下。 曲线图例可用来设置曲线的各种属性，包括线型（实线、虚线、点划线等） 、线粗细、 颜色以及数据点的形状等。 图形模板可用来对曲线进行操作，包括移动、对感兴趣的区域放大和缩小等。 光标图例可用来设置光标、 移动光标，帮助你用光标直接从曲线上读取感兴趣的数据。 刻度图例用来设置坐标刻度的数据格式、类型（普通坐标或对数坐标） ，坐标轴名称 以及刻度栅格的颜色等。 图 4-9 波形显示主要是通过软件对测量波形进行显示下图 3-7 为波形显示的主程序 图 4-10 为波形显示的主程序 下图 4-11 为波形显示子程序生成时间轴序列 图

42、4-11 生成时间轴序列 A、 B显示模块的调节按钮元素通过 Bundle 中把它们打包生成一个簇然后通过 Unbundle By Name 把输入簇中的元素按标签解包， A、B 通道电压数据分别用分支结构来 对其进行显示 A、显示 B、显示 A&B等。 4.3.4 测量波形的各种参数 测量波形的各种参数主要测量波形的幅值、周期、频率等。主程序如下： 图 4-12 测量波形的各参数程序 当测量信号输入到分支结构输入端子时，电压数据通过 Index Array 数组，当选择 通道按钮按下时则有它来控制索引电压数据数组，然后输入到osc 测量子 VI 中 测量表如下图 4-13 ： 图 4-13

43、测量表 图 4-14 测量表程序 4.3.5 手动/ 自动程序 事件结构位于 Functions-All Functions-Strunctures 子模板上。事件结构包含 有几个基本组成部分： 上方边框中间是事件选择标签， 用于标识当前显示的子框图所处理 事件的事件源； 事件数据节点为子框图提供所处理事件的相关数据； 超时端子隶属整个事 件结构，用于为超时事件提供超时时间参数。 事件数据节点有若干事件数据端子组成， 分 为手动、自动、 Time out . 超时端子接入的，以毫秒为单位的整数值指定了超时时间，在 等待其他类型事件发生的时间超过时间后，将自动触发 Time out 事件。为超时端子接入 -1 值表示不产生 Time out 事件。事件结构的组织方式与 Case结构相似，都是把多个子 框图堆叠在一起。 根据所发生事件的不同， 每次只有一个子框图得到执行， 并且该子框图 执行完后，事件