虚拟仪器课程设计-多路信号发生器

1、内蒙古科技大学虚拟仪器期末大作业设计说明书 题 目：多路信号发生器 学生姓名：蒙龙华 学 号：1067112303 专 业：测控技术与仪器 班 级：测控103班 指导教师：肖俊生一设计题目: 多路信号发生器二设计目的: 1、通过实验让我们更深入了解虚拟仪器的基本原理及观念，掌握利用相关的软、硬件平台完成虚拟仪器设计的方法和步骤。2、了解虚拟仪器的具体的实际应用。3、将所学的知识通过设计信号发生器实验可产生各种波形如正弦波、方波、三角波、锯齿波等；来加深对虚拟仪器技术的深层理解。三.设计要求: (1) 可输出双路正弦波（方波、三角波、公式波形）信号，其相位差可调,可叠加噪声。 (2) 信号频率、

2、幅值、占空比、相位差可调。 (3) 简述设计过程并整理成电子版和书面文档。四设计思路：在条件结构中运用“基本函数发生器”模块作为正弦波、方波、三角波、公式波信号的发生单元，通过其可设置频率、幅值、相位差及占空比的调节，且经过条件结构即可进行双路、单路等各信号输出的选择，然后用While循环使输出信号连续的动起来，所产生的信号通过波形图来显示，可用DAQ输入模块将信号送入数据采集卡PCI6221再用DAQ输出模块将信号采集回来用波形图显示，便可验证所产生的信号。五.程序流程图 图1.程序流程图六设计实现过程:1、 调用两个“基本函数发生器”（函数信号处理波形生成基本函数发生器）用来产生两个通道的

3、波形，如正弦波、方波、三角波等。调用“基本函数发生器”（函数信号处理波形生成公式波形）用来产生公式波。调用“基本函数发生器”（函数信号处理波形生成均匀白噪声）用来产生噪声。如下图2、 在前面板创建8个数值输入控件：在前面板中，击右键，从数值输入控件中，选择旋钮输入控件，并将其拖入前面板中，之后，按住Ctrl键不放，一次拖动复制7个旋钮（如下图），并分别命名为“频率1”、“幅值1”、“偏移量1”、“相位1”，“频率2”、“幅值2”、“偏移量2”、“相位2”。然后创建两个占空比的数值输入控件分别命名为“占空比1”、“占空比2”，两个波形选择的输入控件。把10个数值输入控件分别连到对应的基本函数发生

4、器上如图。再用同样的方法做出公式波的相应控件和噪声的相应控件。3、 用一个条件循环实现波形通道的切换。在程序框图中，右键在编程结构中如图，即可拖出条件结构此条件结构通过设置条件分支来进行通道0、1、2各种波形信号的选择。0对应的通道1和公式波通道，1对应通道2和公式波通道，2对应通道1和2。通道1通道2 双通道4、波形输出问题通过基本函数发生器和公式波发生器已经产生了各类信号，但要通过在前面板中右键图形显示控件波形图如下：选出波形图，由于基本函数发生器与波形图不能直接转换，所以通过创建数组来进行转换，在编程-结构-数组中选择创建数组来得到。5、DAQmx中个函数介绍：（1）DAQ Assist

5、ant:将DAQ Assistant Express VI置于程序框图中，DAQ Assistant将自动调出。DAQ Assistant是一个可以用来配置测量任务及通道的图形接口。DAQ Assistant位于“函数”选板下的“Express-输入”子选板和“NI-DAQmx Data Acquisition”子选板中。利用DAQ Assistant,我们可以执行以下任务： *创建和编辑任务和虚拟通道；*添加虚拟通道至任务；*创建并编辑量程；*创建用户的配置；*保存用户的配置；*在用户的NI应用软件中生成代码以在用户的应用程序中使用；*观察用户的传感器的连接图。（2）创建虚拟通道函数：NI-

6、DAQmx 创建虚拟通道函数创建了一个虚拟通道并且将它添加成一个任务。它也可以用来创建多个虚拟通道并将它们都添加至一个任务。如果没有指定一个任务，那么这个函数将创建一个任务。NI-DAQmx 创建虚拟通道函数有许多的实例。这些实例对应于特定的虚拟通道所实现的测量或生成类型。NI-DAQmx 创建虚拟通道函数的输入随每个函数实例的不同而不同，但是，某些输入对大部分函数的实例，即使不是全部，也是相同的。例如一个输入需要用来指定虚拟通道将使用的物理通道（模拟输入和模拟输出）、线数（数字）或计数器。此外，模拟输入、模拟输出和计数器操作使用最小值和最大值输入来配置和优化基于信号最小和最大预估值的测量和生

7、成。而且，一个自定义的刻度可以用于许多虚拟通道类型。（3）定时函数：NI-DAQmx 定时函数配置定时以用于硬件定时的数据采集操作。这包括指定操作是否连续或有限、为有限的操作选择用于采集或生成的采样数量，以及在需要时创建一个缓冲区。 对于需要采样定时的操作（模拟输入、模拟输出和计数器），NI-DAQmx 定时函数中的采样时钟实例设置了采样时钟的源（可以是一个内部或外部的源）和它的速率。采样时钟控制了采集或生成采样的速率。每一个时钟脉冲为每一个包含在任务中的虚拟通道初始化一个采样的采集或生成。为了在数据采集应用程序中实现同步，如同触发信号必须在一个单一设备的不同功能区域或多个设备之间传递一样，定

8、时信号也必须以同样的方式传递。NI-DAQmx 也是自动地实现这个传递。所有有效的定时信号都可以作为 NI-DAQmx 定时函数的源输入。例如，在下面的 DAQmx 定时 VI 中，设备的模拟输出采样时钟信号作为同一个设备模拟输入通道的采样时钟源，而无需完成任何显式的传递。 文档NI-DAQmx 定时和同步特性包含了关于使用 NI-DAQmx 定时函数来利用 NI-DAQmx 完成同步的其他信息。 大部分计数器操作不需要采样定时，因为被测量的信号提供了定时。NI-DAQmx 定时函数的隐式实例应当用于这些应用程序。在下面的 LabVIEW程序框图中，NI-DAQmx 定时VI 的隐式实例用来将

9、一个缓冲的脉冲宽度采集配置成有限的特定个数的采样。（4）写入函数：NI-DAQmx 写入函数将采样写入指定的生成任务中。这个函数的不同实例允许选择生成类型（模拟或数字），虚拟通道数、采样数和数据类型。下面是四个不同的 NI-DAQmx 写入VI 实例的例程。每一个NI-DAQmx 写入函数实例都有一个自启动输入来确定，如果还没有显式地启动，那么这个函数是否将隐式地启动任务。正如我们刚才在本文 NI-DAQmx 启动任务部分所讨论的那样，NI-DAQmx 启动任务函数应当用来显式地启动一个使用硬件定时的生成任务。它也应当用来最大化性能，如果 NI-DAQmx写入函数将会多次执行。（5）启动任务函

10、数：NI-DAQmx 启动任务函数显式地将一个任务转换至运行状态。在运行状态，这个任务完成特定的采集或生成。如果没有使用 NI-DAQmx 启动任务函数，那么在 NI-DAQmx 读取函数执行时，一个任务可以隐式地转换至运行状态，或者自动开始。这个隐式的转换也发生在如果NI-DAQmx 启动任务函数未被使用而且NI-DAQmx 写入函数与它相应指定的自启动输入一起执行。 虽然不是经常需要，但是使用 NI-DAQmx 启动任务函数来显式地启动一个与硬件定时相关的采集或生成任务是更值得选择的。而且，如果 NI-DAQmx 读取函数或 NI-DAQmx 写入函数将会执行多次，例如在循环中， NI-D

11、AQmx 启动任务函数就应当使用。否则，任务的性能将会降低，因为它将会重复地启动和停止。（6）清除函数：NI-DAQmx 清除任务函数可以清除特定的任务。如果任务现在正在运行，那么这个函数首先中止任务然后释放掉它所有的资源。一旦一个任务被清除，那么它就不能被使用，除非重新创建它。因此，如果一个任务还会使用，那么 NI-DAQmx 结束任务函数就必须用来中止任务，而不是清除它。 对于连续的操作，NI-DAQmx 清除任务函数必须用来结束真实的采集或生成。7、调试程序：打开电源，选择通道1或2，分别给相应通道选择信号类型，调节参数直至符合要求，当选择双通道时，信号通过“DAQ”板卡自发自收，在前面

12、板的“信号采集与显示”控件中可看到采集回来的信号，（注意：在函数发生器中，信号产生的采样率选为100HZ较为合适，采样点数为1000较合适；输入通道中的采样点数为1000，采样率为1000HZ“Time out”保持默认值）。 经过调试该信号发生器能产生正弦波、方波、三角波三种信号，并且信号的频率、幅值、占空比也可调，达到设计要求。8、前面板设计在前面板中右键选择新式修饰，选择自己喜欢的方框，圆形框图进行修饰。前面板的设计如下图：程序框图如下图：7 作业总结 通过此次结课作业设计，使我更加扎实的掌握了Labview软件方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改