专业-课程设计双通道数据采集回放系统

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1、专业课程设计指导书设计名称:双通道数据采集回放系统姓名:学号:班级:电信4班指导老师:2013年3月7日目录一设计目的意义及原理3二设计任务分析3三设计思路和程序结构分析5四程序难点分析及使用过程7五程序调试7六设计总结10一、设计目的意义及原理（一）设计目的及意义信息获取、信息处理、信息传输和控制是信息技术及系统的重要组成部分。虚拟仪器则是仪器技术与计算机技术深层次结合的产物，本设计是在虚拟仪器的标准化、系列化、模块化的硬件和软件平台上，利用数字信号处理技术、传感器技术、虚拟仪器技术等专业基础理论及专业基础知识，建立

2、一个具有信号采集、信号处理与分析数据采集回放系统，旨在训练和培养学生综合运用专业知识的基本技能及工程实践能力，理论联系实际，巩固和进一步理解基础理论知识，初步形成和掌握信息系统的设计、应用和开发能力。（二）设计原理在双通道数据采集回放系统设计中，首先是实现基本波形模拟发生、数据采集记录、其次是对记录数据进行回放、分析处理。以下就每一个部分进行原理介绍。二、设计任务分析（一）根据系统要求设计两个前面板1）双通道采集系统采集记录前面板，可分为六个部分：▪双通道波形的发生。可以选择通道的波形，设置波形的频率和幅度。▪窗口设置

3、。可以设置X轴和Y轴的刻度。▪采集按钮。按下采集按钮采集数据、显示▪记录按钮。按下记录按钮，对当前采集数据进行保存。▪回放按钮。按下回放按钮，将弹出新界面。对当前保存数据进行分析处理显示。▪停止按钮。停止按钮控制仪器结束运行。后面板函数需能实现基本波形的发生，包括方波、正弦波、锯齿波。用循环控制波形发生的频率。同时要建立一个实用的数据采集系统，必须了解一些关于模拟信号采集过程和模拟输入系统设计的基本知识。根据信号特征和测试目的，模拟信号可分为3类：▪对于随时间缓慢变化的信号，例如容器的液位、对象的温度等，通常叫做直流信

4、号。对直流信号一般只需要比较慢的采样频率。▪对于随时间变化较快得信号，如果需要了解它的波形，则把它作为一个时域信号来处理。这时候就需要比较高的采样频率。▪对于随时间变化较快的信号，如果需要了解它的的频率成分，则把它作为一个频域信号处理。根据来彻斯特理论，要得到准确的频率信息，采样率必须大于信号最大频率成分的两倍。采样率的一半叫来彻斯特频率。这实际上意味着对于最大频率的信号成分每一个周期只采样两个数据点，对于描述信号的波形是远远不够的。工程实际中一般使用信号最高频率成分4－10倍的采样率。2）双通道回放系统数据回放处理前

5、面板，可分为三个部分：▪保存原始数据回放，可以设置拖动曲线进行缩放。▪滤波数据窗口，可以设置滤波函数。▪频谱分析数据窗口，可以设置选择加窗类型。时间域分析：最直观也是第一步的分析。从中既可做出一些原始判断，又可确定进一步分析的方向和目标。频谱分析：将时域信号变换成频域信号再分析称为频谱分析。由于时域信号分为连续信号和离散信号，连续信号又可分为绝对可积、平方可积和均方可积；离散信号又可分为绝对可和、平方可和和均方可和，故对应的频谱可分为多种。时域加窗：海窗，包括汉宁窗（hannning）和汉明窗(hamming)：用于减

6、少泄露，缺点在于频域主瓣比矩形窗主瓣宽，确定峰值频率时误差较大。加海窗会降低峰值高度。（二）编制功能框图根据系统要求编写软件实现系统功能。必要时要设计程序流程图。（三）演示程序演示程序时。三、设计思路和程序结构分析1.编写一个波形发生程序，频率和幅度由外部控制，连入三个case语句，分别与面板选择框中的关、正弦波、方波、三角波一一对应，从两个独立的模拟波形表输出。点击“采集”则在波形窗口显示默认的波形。2.建立两个调整基准的旋钮，编写每个的最值和间距，以改变输出波形在波形窗口的图像大小。3.当触发“记录”按钮时，将文件

7、以波形格式新建文件夹后保存，若已存在则覆盖。4.当触发“回放”按钮时，调用子程序读取已记录的文件。5.当触发“重置”按钮时，调用滤波函数和加窗函数当前值，输入到对应的两个数据处理窗口。不触发时保持，直到下一次触发响应。6.点击“返回”，返回主面板，点击“退出”，退出该系统。数据采集程序运行退出程序通道、波形调幅调频设置基准电压、时间数据记录数据回放打开子面板选择函数选择窗口返回主面板7.设计流程图首页历史数据查询首页采集与存储采集与存储采集与存储首页历史数据查询采集与存储历史数据查询首页历史数据查询四、程序难点分析及使

8、用过程l整个双通道数据采集回放系统设计中，主要的难点有以下几个：1．通过界面的各个旋钮或选择框能产生对应幅度和频率的正弦波、方波、锯齿波，并在同一个示波器上显示0～2个通道的波形。同时能随时修改时间基准和电压基准让波形能完整地在示波器上显示。2．整个程序的数据类型要保持统一。包括波形产生、界面微调、波形读写等等。3．前面板的参数设