【《基于Labview的信号发生器的设计》11000字（论文）】

基于Labview的信号发生器的设计摘要Labview是美国国家仪器公司开发的一种图形编程语言，操作方便，仪器种类多样，并且拥有数据检索和处理的库功能，方便用户的使用。部署在LabVIEW开发平台上，该平台使用虚拟仪器技术基于数据采集卡的硬件完成信号发生器的设计。系统调用动态链接库与数据采集卡通信，实现数据输出，并根据算法对数据进行处理。它根据不同的参数，创建特定的正弦波、方波、三角波和锯齿波，还可以改变信号的频率和广度，提供了稳定的功能，使反应更加灵活。本文主要以Labview为背景对信号发生器进行设计，就本文而言信号发生器软件的框架已经搭建完成，对于信号发生器信号采集以及多种故障信号仿真功能这些主要功能的设计已经完成。同时，为了使得本设计更加完善，在Labview的基础上设计了上位机系统，其中包括上位机前面板与系统程序的设计。最后，为了验证本信号发生器是否能够按照设计的程序进行运行，对基于Labview设计的信号发生器进行调试，调试过程中进行记录，并对调试结果进行分析。关键词：Labview；信号发生器，台架试验AbstractLabviewisagraphicalprogramminglanguagedevelopedbyNationalInstruments.Itiseasytooperate,andhasalibraryfunctionfordataretrievalandprocessing,whichisconvenientforuserstouse.DeployedonLabVIEWdevelopmentplatform,theplatformusesvirtualinstrumenttechnologytocompletethedesignofsignalgeneratorbasedonthehardwareofdataacquisitioncard.Thesystemcallsthedynamiclinklibrarytocommunicatewiththedataacquisitioncard,realizesthedataoutput,andprocessesthedataaccordingtothealgorithm.Itcreatesspecificsinewaves,squarewaves,trianglewavesandsawtoothwavesaccordingtodifferentparameters.Itcanalsochangethefrequencyandbreadthofthesignal,providingastablefunctionandmakingtheresponsemoreflexible.ThisarticlemainlyusesLabviewasthebackgroundtodesignthesignalgenerator.Asfarasthisarticleisconcerned,theframeworkofthesignalgeneratorsoftwarehasbeenbuilt,andthedesignofthemainfunctionsofthesignalgeneratorsignalacquisitionandvariousfaultsignalsimulationfunctionshasbeencompleted.Atthesametime,inordertomakethedesignmoreperfect,theuppercomputersystemisdesignedonthebasisofLabview,includingthedesignoftheuppercomputerfrontpanelandthesystemprogram.Finally,inordertoverifywhetherthesignalgeneratorcanrunaccordingtothedesignedprogram,debugthesignalgeneratordesignedbasedonLabview,recordduringthedebuggingprocess,andanalyzethedebuggingresults.KeyWords:Labview,signalgenerator,benchtest目录TOC\o"1-3"\h\u8357摘要 第一章绪论1.1研究背景信号发生器,也称为信号源，依据客户设置的波形,频率等参数，可以通过仪器的核心部分生成,然后通过放大和衰减等信号调节步骤,最后可以向外部输出信号，信号发生器被广泛用于检测电子实验和设备。传统信号发生器不仅昂贵而且功能单一，因此其使用受到限制。20世纪80年代末美国研制成功了虚拟仪器。虚拟仪器是一种计算机仪器系统基于通用计算机为硬件平台和测量功能由测试软件实现的。当前虚拟仪器的构成主要有７种类型：数据采集系统、ＧＰＩＢ系统、ＶＸＩ系统、ＰＸＩ系统、串行接口系统、现场总线系统、ＬＸＩ系统。智能仪器将测试技术和计算机技术相联合，通过软件来达到信号的收集、分析处理、结果显示等功能和传统仪器对比，其特点：１）硬件成本很大程度下降；２）用户可以自己设定要求；３）开放、灵活；４）方便制成测试系统。所以，它是目前信号发生器的一个发展方向。信号发生器是一种广泛使用的设备电气试验和仪器测试。它可以产生多种信号波形，并按需调节其输出信号幅值、相位等参数。传统信号发生器价格非常贵，而且功能受限制，只有拥有虚拟仪器技术的实验室才可以达到这个目标。虚拟仪器（VI）结合了测试技术与计算机技术，由软件实现信号采集、分析处理、结果显示等功能。Labview是美国国家仪器公司制造出来的可以开发虚拟仪器的平台。和普通的实验室仪器相比较，更具有灵活性，他的图形编程语言功能很高效，促进了编程速度的提高。Labview运行是在数据流的原理之上，方便理解。本文阐述了一个基于Labview的虚拟函数信号发生器。这个仪器很好上手运用，功能齐全，同时可以通过硬件方面来实现虚拟信号的实际向外的输出。1.2国内外研究现状自信号发生器诞生以来，它一直以堆叠和组合模拟电路组件的传统方式存在。自20世纪70年代以来，出现了新的数字信号处理理论和方法，以及大型的数字信号处理理论和方法。随着超大规模集成电路制造技术的不断改进，1971年3月首次提出了一种全新的频率合成技术，该技术根据相位和全数字技术的概念直接合成了所需的波形。DDS技术的产生和发展为新型信号发生器的设计提供了全新的设计方法和思想。自从DDS理论提出并实际应用以来，DDS技术以其高波形输出精度，快速合成，几乎无限的输出频率以及新型的信号发生器等优点而得到迅速发展和广泛应用。这个技术在信号发生器系统的设计中起到关键的作用。自从提出直接数字频率合成器（DDS）的概念以来，许多外国科研机构，公司和大学已经开始开发DDS芯片，而主要的半导体公司也已经开发了自己的DDS芯片。技术要求受到限制，唯一的选择是进口国外芯片或依靠分散的数字逻辑芯片来研究DDS芯片。近年来，现场可编程门阵列（FPGA）技术的飞速发展和广泛应用大大改善了其片上资源，工作频率和电路集成度，为实现DDS电路提供了极好的技术手段。FPGA芯片在设计数字逻辑电路时提供了极大的灵活性和可移植性，从而使开发人员能够根据其设计要求完全完成DDS芯片的设计。Labview是一种基于图形，模块化和基于数据流的编程工具。在不同学科中进行编程时，具有诸如便利性，速度，效率以及易于调试和集成的优点。尽管我国的信号发生器技术起步较早，但已取得了一定的成功。例如，从1969年到1980年，宁波中濑电子的XFD-8次声信号发生器和XYD-1相移信号发生器。随着经济和科学的发展，这两个发生器也取得了很不错的成绩。但是，随着国外先进的信号发生器产品的到来，对国内市场产生了很大的影响，国内信号发生器技术的发展被推迟了。近年来，国外信号发生器产品价格的持续上涨和对国家自主知识产权的重视，使信号发生器技术再次成为大学和企业研究机构研究的热点，取得了良好的成绩。例如，北京Pu园景典科技有限公司2006年，推出了第一台家用功能/任意波形发生器DG3000系列，具有数字信号输出功能。最大采样率为300MSa/s，频率分辨率为luHz，最大输出频率为120MHz。除了正弦波，方波，锯齿波，脉冲波和白噪声波等基本功能外，它还具有幅度调制（AM）和频率调制（FM，调相（FM））等丰富的调制功能。和脉冲序列等最新的DG4000系列使用DDS合成技术，最大输出频率为160MHz，采样率为SOOMSa/s。从目前的发展状况来看，国外在信号发生器的设计，研发和制造方面具有相对先进和成熟的技术，许多国外公司已经在国际市场上推出了许多成熟的产品。在海外市场，海外信号发生器仍然是中国购买的主流产品。在准确性，稳定性，实时性能或系统输出频率范围方面，市场上大多数国产信号发生器产品与同类国外产品仍有较大差距。因此，加快对信号发生器相关技术的研究，掌握信号发生器系统设计的核心技术，对于实现我国精密测控设备的国产化具有重要意义。为了更方便地执行ECU测试，需要一个完整而全面的信号仿真设备。使用虚拟仪器Labview模拟正常和故障信号的故障。避免使用多个故障设备模拟故障，适应性强，携带方便，可靠性高。模拟系统的功能有很多，在模拟基本失火，催化转换器和氧气信号发生器故障的同时，还有一些其他模拟环境，例如与排放无关的其他发动机故障。特别是，发动机具有明显的故障特征，但是故障指示灯熄灭并且没有故障代码输出。还可以模拟控制器之间的通信故障。这对于发动机ECU开发和成品离线测试，OBD功能开发，测试和诊断设备开发乃至大学教育非常重要。1.3研究意义本主题基于由NationalInstruments（NI）开发的Labview软件，它是信号发生器的上层系统平台。可以通过设计软件前面板界面并对程序框图进行编程来虚拟化实际的信号发生器。通过计算机屏幕上的操作面板和波形信号的输出控制功能，可以使用鼠标来操作操作面板上的按钮，开关和键，以控制信号发生器的FPGA下部计算机系统。因此，与传统的信号发生器设计方法相比，通过采用结合了Labview虚拟测量仪器技术和EDA技术的设计方法，可以减少硬件电路的体积和所使用的电子元件的类型，从而降低了硬件和软件系统调试难度。这大大缩短了系统开发周期，并在新设备的开发和设计中始终保持着指导和参考的重要性。第二章系统原理及开发流程介绍2.1FPGA系统开发过程FPGA系统开发过程的核心是使用EDA技术来完成电路设计的完全自动化。如图2-1所示，大多数使用EDA技术的FPGA系统设计工作都是在EDA开发和设计平台上完成的。设计过程包括编辑，仿真，合成，拟合（或放置和布线）以及编程过程等。图2-1FPGA开发流程图项目输入是一个过程，在一个特定格式的EDA工具介绍和输入系统或电路，软件开发所需的。在设计FPGA数字逻辑电路中，作为数字逻辑电路系统最直接的设计方法之一，使用原理图设计输入和硬件描述语言（HDL）设计输入的方法是目前最为常见的两种设计输入方法。原理图输入法已广泛用于可编程芯片的早期开发中。原理图设计输入从系统组件库中调用所需的设备，以“构建块”的形式连接这些设备，最后获得完整的系统原理图。原理图设计输入法的缺点是设计效率低，系统维护困难，系统重用和重构困难。硬件描述语言（HDL）设计输入允许从上到下设计数字逻辑系统层，从而允许您设计大型，非常复杂的数字逻辑电路。2.2LabVIEW程序开发过程虚拟仪器技术具有高度的灵活性，因为它结合了计算机，仪器硬件，固件和计算机软件来设计新仪器。在将虚拟机技术用于新设备的研究和开发时，可以根据需要添加或删除设备功能，以满足不同的需求和不同的环境。Labview（实验室虚拟仪器工程）是一种图形化编程语言，是虚拟仪器技术中常用的开发工具，并广泛用于工业设计，学术研究和大学实验室。它用于数据采集系统和测量仪器中。该控制系统旨在用作标准软件。Labview包括可促进软件标准（例如TCP/IP和ActiveX）应用的库函数，其图形界面使编程和使用过程生动有趣。当使用图形化编程语言进行程序设计时，程序员基本上不编写程序代码，其主要任务是设计程序流程图。前面板和程序框图构成了一个完整的Labview程序且它的功能十分强大还可以灵活多变。整个Labview程序的开发涉及这两个主要部分。程序流程如图2-2所示。图2-2LabVIEW程序开发流程2.2.1前面板设计前面板是整个程序的人机交互界面。前面板与实际设备操作面板具有相同的功能。对象有两种主要类型，用户输入和显示输出，它们显示其他控件和指示符。在设计前面板界面时，可以通过调用数字输入和数字显示控件来添加数据输入窗口和输出显示窗口。数据输入窗口允许将数据输入Labview程序框图，输出显示窗口显示程序计算的结果。2.2.2程序框图设计程序框图为VI提供了图形化的源程序。这与用另一种编程语言编写程序的源代码部分相同。创建框图程序之后，就可以实际运行该程序了。用户想要对VI程序进行编程，必须通过Labview软件平台的框图，最终实现控制输入和输出前面板值，并对数据调整和选择参数等。第三章系统整体设计3.1最小系统设计3.1.1FPGA芯片电路介绍本设计中的FPGA芯片采用的是Altera公司的EP2C8Q208C8N芯片，这款芯片在CycloneII系列芯片中具有较高的性价比，一个与前一代产品相比成本较低，逻辑资源较多，这将减少“裸”板的尺寸，并通过使用新的结构实现更大程度的集成和性能。EP2C8Q208C8N是一种密封形式，208-pinPQFP，包含8256个最低限度LE模块，可根据用户逻辑加以调整，总共165888的RAM数据比特数，拥有18个嵌入式的18×18的乘法器和2个片内PLLs，可以实现FPGA片内的时钟合成、移相，也可以输入高速差分信号。内置的M4K存储，包含36片，总容量162K，和内置的M4K存储包含一个测试的4K位）（4096位）和两个真正的RAM输入。在EP2C8Q208C8N芯片，可以配置到138个ISO灯泡，能够满足大多数数字电路设计需要的软件。图3-1FPGA芯片封装图3.1.2电源电路电源电路为整个电路系统的工作提供了稳定可靠地电力来源，是确保整个电路系统正常工作最重要的部分。动力部分的原理图见图3-2。本条所设计的供电电路外部输入为5伏，输出电压为3.3伏，电压稳定器LM1085-3.3伏后，主要用于所有IOFPGA输入，包括LED显示电路，芯片释放电路，存储电路，随后，电压3.3V传给电压稳定器AMS1117-1.2，输出电压1.2V，通过提供内部的核工作和部分的相位环供电。D1通过使用高速肖特基二极管提供反馈保护。在主板左上角供电的；同时，为了提高系统供电的稳定性，输入端和输出端的电源被设计为一个电源滤清器容量。图3-2电源模块电路图图3-3是FPGA芯片的电源和接地处理，FPGA中的PLL锁相环和内核供电为1.2V，LM1085-3.3V稳压芯片后输出3.3V电压为I/O口供电。图3-3FPGA芯片供电和接地电路图3.2DDS系统设计3.2.1数据采集控制模块设计数据采集控制模块基本上是数据采集的起始和停止控制，串行脉冲传输端口，数据采集控制模块，如图3-4所示，其中clk和reset是时钟输入键和单元复位模块，系统中最小的振动与岩心输出相关，并保证输入频率为50兆赫，最小系统复位键连接到reset输出，在数据采集和串行连接控制模块中的数据清除操作的实现。守护进程En输入协调员的bps与UART通信模块输出端，当bps进入高电平输入信号，波速模块进入状态时，可以配置相应的系数。图3-4数据采集控制模块3.2.2UART串口通讯模块设计UART串口通讯模块将由Labview上位机系统传送过来的串行数据转换为输出的并行数据流，并对从接收的数据流进行奇偶校验，UART串口通讯模块如图4-5所示。本设计的串口通讯模块满足以下指标：（1）完成串行数据传输和接收，与Labview系统建立联系。（2）数据帧格式定义为：1位起始，8位和1位停止位。UART的帧格式包括线路的自由状态）idle，有效的高水平初始位置（startbit），有效的低水平，5-8位数据）控制位置（paritybit）和停止位）（stopbit）。同步的字符是从开始和停止位。内部配置UART有一个寄存器，您可以配置来执行5-8位数字的非强制性，是否有校验位和检查类型。图3-5UART串口通讯模块在设计UART通信模块时，uart数据输入端口，UART串行接收器模块接收串行数据，发送顺序数据，然后将序列数据从LabVIEW系统转换为8位平行数据，将8位平行数据转换为DDS控制模块。3.2.3DDS模块设计（1）频率控制字和波形数据生成模块设计本系统所设计的DDS模块首先通过如图3-6所示频率控制字生成与波形数据输出模块，实现Labview上位机系统传送的波形数据和频率控制字的生成，并将波形数据和生成的频率控制数据传送到模块式相位存储器。图3-6频率控制字和波形数据生成模块（2）DDS相位累加器模块设计该系统输入clk50兆兹频率，分辨率为0.01赫兹.根据图3-7所示的DDS结构图，此相存储器由reg±31:0]count和32位加法器级联组成。当系统时钟clk发送时钟脉冲信号到DDS模块，DDS模块将从寄存器中提取32位[31:0]的存储相位数据从一个国家和32位控制字在总计数。将相应的加法作用和结果转让给32位寄存器reg[31:0]；对于在累加器作用一小时后产生的新的相位数据，相位寄存器将与输入相位累加器的反馈；因此，在下一个小时的累加装置的影响，这些数据将继续与频率控制数据相加。正弦询问表存储的相位分离器的数量，根据相位累加器的最大长度，所以在恒定的时钟系统，在改变累加器的相变增量的同时，在取样周期内采集的相应点数也将发生变化，这将允许输出不同频率的波形信号。每次接受时钟脉冲信号，相位累加的加法器储存控制字的频率，从累加器相位得出的每一个结果都被用作ROM表中的可寻址，以便在ROM表中找到并阅读相关数据。而读出数据是信号幅度。在充满相位累加器时会产生溢出频率。本模块设计为中段相加结果的地址为接收和传输的ROM存储波形数据通过16位数据检索（如输入数据）获得的16位波形数据模块，以波形数据形式生成16位数据，作为二进制格式的最后10位二进制数据，并传送到D/A转换模块，以供处理D/A变换，同时通过本模块产生一个时钟频率为D/A转换电路提供时钟脉冲信号。图3-7DDS相位累加器模块（3）波形数据ROM存储表ROM数据存储形式实际上是每个触觉循环中每个相的正弦振幅的二进制表示，当相位存储器的输出值达到10位存储器形式ROM的寻址时，而最终结果是此相正弦振幅的二进制表示。如图3-8所示，ROM存储设备的格式是完整的，使双边读写能力。ROM表搜索搜索相应的波形数据并将波形数据发送到DDS数据模块中。通过16位的输出端口。此操作是通过一个10位的输入地址进行的。wraddress字符串，搜索存储在一个数据波状的ROM数据，并将Labview上位机系统输出的16位波形数据通过16位的data[15..0]写入到ROM表中，以等待相位累加器输出高10位的查表地址rom_addr[9..0]以及相应的查表操作。图3-8波形ROM存储表第四章LabVIEW上位机系统设计4.1LabVIEW上位机系统前面板设计如图4-1所示，Labview的前端面板由波型图像的主要输出控制接口组成，手动波图像输出控制接口和串行通信接口。前面板是用标准的输入输出接口设计的。I/O和前侧面板的功能库，结合VISA图书馆到Labview，这是为您的设备编程而设计的。用户可以执行初始设置和输出选项。图4-1LabVIEW上位机系统界面4.1.1波形输出控制界面设计波输出控制接口由两部分组成：主波形输出控制接口和手动输出控制接口。实现正弦波、三角波、方波和公式波形的调节与控制功能。(1)基本波形输出控制界面当设计一个主要的波输出控制接口，在前面板Labview下拉文本列表，四元数输入控制和行输入控制，分别为波输入功能，振幅，占空比，位移频率和公式输入。其中输出的正弦波、三角波、方波和公式波形的波形信息能够通过上方的波形显示窗显示，基本波形输出控制界面如图4-2所示。图4-2基本波形输出控制界面（2）手绘波形输出控制界面设计当设计的波型图像手动控制接口，手动绘制输入框的形状通过调用XYGraph实现，当用户在下拉列表中选择“手动绘制波形”的形状，该系统将输入手动绘制模式，格式和公式的主要功能被屏蔽，在图像输入框中，手动显示要提取的形状，点击“确定”按钮后，将进行手绘的形状，同时，手绘成功地展示了光，单击“清除”按钮来绘制新的形状，手绘波形控制界面如图4-3所示。图4-3手绘波形控制界面4.1.2串口通讯界面设计如图4-4所示，串行端口接口由两部分组成：选择通信端口和端口开关，分别为：选择通信端口和端口。图4-4串口通讯界面4.2LabVIEW上位机系统程序框图设计4.2.1输出波形程序框图设计本系统的程序框图设计中采用了模块化的设计方法，在程序最外层使用条件结构，正弦波、三角波、方波、任意公式波形和手绘波形子VI分别放置在一个条件结构的5个条件分支中，在下拉列表中的控制元素的形式选择“连接到五个分支的条件结构，控制正弦，三角形，平方的选择，四个输入控制点的输出频率、振幅、空间比值和位移控制。（1）正弦波程序框图设计 如图4-5所示，本结构中的正弦波数据是从For循环结构中获取的。在循环结构中，公式的节点结构增加了公式的结构，然后在节点结构中的公式“引入正弦波；在完成For循环时，产生原始正弦波型数据，产生原始波形数据时，必须与输入频率、振幅、频率和频率有关。之后将运算完成的波形数据送入波形表中；如图4-6所示，通过调用Labview的VISA函数库的“写入函数”，将波形表中的数据通过UART串口缓存中，最后通过串口将数据传送到FPGA下位机系统。图4-5正弦波数据生成程序框图图4-6波形表数据串口写操作（2）三角波程序框图设计本在目前的设计中，三角测量数据产生的方式与正弦波的输出相似，并且产生于图4-7所示的For循环结构中，在循环结构中的公式节点结构增加了“”然后在公式节点结构中引入公式if(i<n/2)y=2*i；elsey=2*(n-i)-1；则通过执行For循环，生成原始的三角波波形数据，原始波形数据生成后要与输入的频率、幅值、偏移数据进行相关的运算，之后将运算完成的波形数据送入波形表中；最后，如图4-6所示，通过调用Labview的VISA函数库的“写入函数”，将波形表中的数据通过UART串口缓存中，最后通过串口将数据传送到FPGA下位机系统。图4-7三角波数据生成程序框图（3）方波程序框图设计如图4-8所示，该项目产生的二次波数据类似于正弦波输出，也形成了For循环结构，在循环结构中的公式节点结构增加了“”然后在公式节点结构中引入公式if(t<n*d/100)y=1023；elsey=0；则通过执行For循环，生成原始的方波波形数据，原始波形数据生成后要与输入的频率、幅值、占空比和偏置数据进行相关的运算，之后将运算完成的波形数据送入波形表中；最后，如图4-6所示，通过调用Labview的VISA函数库的“写入函数”，将波形表中的数据通过UART串口缓存中，最后通过串口将数据传送到FPGA下位机系统。图4-8方波数据生成程序框图（4）公式波形程序框图设计如图4-9所示，在MAPO中，FormulaWaveformVVI是通过安装频率来实现的。第六次FormulaWaveform子空间取样和取样的振幅和偏差分别为10、1和0，然后通过使用公式将模块化公式引入控制元件，然后，通过将函数转换为“函数生成波形元件”，提取出并输出原始波形数据，将生成原始的公式波形数据，原始波形数据生成后要与输入的频率、幅值和偏置进行相关的运算，之后将运算完成的波形数据送入波形表中；最后，如图4-6所示，通过调用Labview的VISA函数库的“写入函数”，将波形表中的数据通过UART串口缓存中，最后通过串口将数据传送到FPGA下位机系统。图4-9公式波数据生成程序框图（5）手绘波形程序框图设计手工绘制波形可以创建任何形式的手工绘制，即使用事件的结构来获取数据，在这一轮while设计中所使用的事件结构，共有五个事件，即鼠标点击，鼠标移动，释放鼠标，改变“清除”和“停止”的值。当点击按钮或鼠标点击，可以开始上面描述的五个事件。1）“鼠标按下”事件程序框图如图4-10所示，当鼠标点击事件流程图时，用户选择输出形状为“通过选择形状”的手动图像。当一个用户拖动鼠标到XY区和点击鼠标按钮，当鼠标点击“While事件结构将启动一个事件，将光标位置转换为图坐标，到次级方案六，该方案确定光标是否在绘图领域，是否将光标的位置在以前的面板上的图中的X和Y坐标，最后，将X和Y坐标的XY程序。图4-10鼠标按下事件程序框图2）“鼠标移动”事件程序框图如图4-11所示，当鼠标移动时，鼠标点击“在事件结构中的事件。用函数将鼠标位置实时转换为图XY坐标。显示坐标到XY，由两个元素-X和Y组。当再次使用插入数组功能，不断添加新的鼠标位置到数组，创建一个数组，退出后的白炽周期，并打开开关寄存器的白炽周期，允许数组保存鼠标指针选择的路径。图4-11鼠标移动事件程序框图3）“鼠标释放”事件程序框图当绘制线完成时，鼠标将开始在事件结构中的事件在While。请选择一个鼠标指针，使光标不再单击。同时保留之前绘制的图线坐标。“鼠标释放”事件程序框如图4-12所示。图4-12鼠标释放事件程序框图4）“停止”值改变程序框图当鼠标释放控制元件时，按下OK按钮，将改变控制元件的“While”的值，改变“停止”在事件结构中的值，将显示，While循环将停止，坐标组的最终输出将以波型运算结束。“停止”值改变程序框图如图4-13所示。图4-13公式波数据生成程序框图5）“清除”值改变事件程序框图当单击“清除控件”按钮时，单击“清除”按钮，当更改控件的值时，将在事件结构中开始更改值，图形的曲线更新为空数组默认值，即XYGraph子VI程序上的图形被清除，用户可以重新绘制新的波形。“停止”值改变程序框图如图4-14所示。图4-14“清除”事件程序框图4.2.2串口通讯程序框图设计本文所设计的上一层Labview系统使用一个串口RS-232与较低的FPGA机床连接。当程序框图中的串口开关处于“开”，并选择正确的串口进行波形数据输出时，系统首先对VISA资源名称指定的串口按特定设置初始化，为了实现在VISA功能库中配置六所引起的顺序转移的配置，配置要素包括数据传输速度，a.数据位数和奇数控制；本设计的上下连接系统11552200bps，数据传输包括一个起始位，八位数据，一个停止位，没有偶数控制。一旦数据传输完成，串行输入将关闭通过关闭VISA功能，如图4-15所示，按顺序排列的通信线路图。图4-15串口通讯程序框图第五章系统的调试与结果分析5.1系统调试本文旨在利用常规笔记本电脑和数字示波器来测试整个系统的业绩，包括共用笔记本电脑，作为一个平台，开发软件QuartusII11.0和操作设备的上位系统Labview，数字示波器，用于观察和分析信号发生器输出形式。如图5-1所示，在完成FPGA子系统电路焊接后，由QuartusII11.0开发的DDS文件，被编译和下载的USB-Blaster，下载的文件被加载到EP2C8Q20C8N微型电路，DDS软件已成功加载，硬件配置的调试符合设计要求。硬件配置调试完成后，开始合作Labview调试。图5-1FPGA文件下载在安装测试系统的硬件方案后，运行Labview上位机程序。如图5-2所示通过点击“波形选择”控件按钮，并在弹出的波形输出下拉菜单中选择“正弦波”，然后在“频率”输入框中输入8.8MHz的频率值，“幅值”输入框输入中3.2V的幅值，完成LabVIEW上位机系统波形输出调试。然后观察数字示波器中的FPGA下位机系统的输出波形信号。通过数字示波器观察到的正弦波输出波形信号如图5-3所示。图5-2正弦波输入调试图5-3正弦波输出结果如图5-4所示，单击“波形选择”按钮，在下拉菜单中选择三角形波，然后输入6.5兆赫的频率在输入字段中的“频率”，“幅值”输入框输入中3.2V的幅值，则完成Labview上位机系统波形输出调试。然后观察数字示波器中的FPGA下位机系统的输出波形信号。通过数字示波器观察到的正弦波输出波形信号如图5-5所示。图5-5三角波输入调试图5-6三角波输出结果如图5-6所示，当单击“选择格式”按钮，选择“从下拉菜单中选择输出波长为正方形波，然后输入频率为7.5兆赫的输入字段。”请输入3.2V输入字段的振幅值，或总数的50%，然后在数字示波器中看到了一个输出的波形的FPGA子定位系统。图5-7显示通过数字示波器观测到的情况。图5-6方波输入调试图5-7方波输出结果如图5-8所示，使用“选择”按钮来选择“从下拉菜单中选择输出波长为正方形波，然后输入频率为”5.2兆赫，”输入幅度值3.2输入字段，然后在数字示波器中看到一个由FPGA分布式系统输出波形辐射。图5-9显示通过数字示波器观测到的情况。图5-8公式波输入调试图5-9公式波输出结果如图5-10所示，通过“波形选择”控件按钮，在弹出的波形输出下拉菜单中选择手绘波形，然后在“频率”输入框中输入3MHz的频率值，“幅值”输入框输入中3.5V的幅值，在手绘波形输入窗中绘制波形公式，绘制完成后点击“确定”按钮，完成手绘波形操作，然后观察数字示波器中的FPGA下位机系统的输出波形信号。通过数字示波器观察到的正弦波输出波形信号如图5-11所示。图5-10手绘波形输入调试图5-11手绘波形输出结果5.2结果分析观察在示波器中显示的波，系统产生稳定的形状，最小的形状畸变，其结果与传统信号发生器的结论是一致的。经过对正弦信号、三角测量信号、平方信号输出形状的检查，本篇文章以正弦波为例，输入10个波形数据集，检验系统的精度，如表5-1所示，输入频率、输出频率和误差分析。表5-1系统误差分析表输入频率（Hz）测量频率（Hz）误差值50500500500051205120051200512182512000512030-30524288052428196110485760104856591011258291212583208-19614680064146803803161677721616777796580通过上表的误差值分析得出，系统的输出误差小于1%，但随着输入频率的变大，系统的误差也越来越大，这些误差是由直接数字频率合成（DDS）功能模块、DAC转换电路等产生，无法避免。经过以上操作得出的结果分析本系统性能指标满足设计要求。第五章结论本文将重点对信号发生器的设计里面进行描述，并叙述基于Labview设计的信号发生器的整体框架。本文分为5个章节，主要分为绪论、系统原理及开发流程介绍、系统整体设计、Labview上位机系统设计及系统的调试与结果分析。本文对基于Labview信号发生器进行设计，研究了该设计的可行性，主要内容如下：(1)Labview作为信号发生器的上层系统平台，可以有效减少硬件电路体积和电子元件使用的类型，从根本上降低了软硬件系统的调试难度，有效解决了信号发生器开发周期，对其设计具有重大意义