基于labview的虚拟数字示波器系统软件设计

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1、２００４年第１８卷增刊测试技术学报Ｖ０１．１８Ｓｕｐｐ．２００４ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＥＳＴＡＮＤＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮＯＩＸ）ＧＹ基于Ｌａｂｖｉｅｗ的虚拟数字示波器系统软件设计纽瑞萍廖戎孙永刚（中国人民解放军６３９６３部队５２分队，北京１０００７２）摘要虚拟仪器的实质是充分利用最新的计算机软硬件技术来实现和扩展传统仪器的功能，可以由用户自己定义仪器的功能。虚拟数字示波器即是凭借ＰＣ机的强大功能，进行数据采集、显示、存储和分析处理．完成对模拟信号的数字化处理，充分体现“软件即仪器”的思想。／本文采用Ｌａｂｖｉｅｗ软件对虚拟数字示波器的系统软件加以设

2、计，主要是以Ｌａｂｖｉｅｗ为开发平台进行系统的程序设计，并配合现有的数据采集系统，二者通过ＰＣ机的ＥＰＰ口相连，进行数据的传输，既可进行实时的数据分析处理，叉可以进行远程的数据分析处理√关键词Ｌａｂｉｖｅｗ，虚拟数字示波器，软件设计简述现代电子技术和计算机技术的迅猛发展和普及应用使得电子测量仪器与自动化测试这个技术领域发生了根本性的变化。特别是今年来图形化编程环境Ｌａｂｖｉｅｗ的出现．使得“虚拟仪器”的思想更为深入人心。所谓虚拟仪器（简称Ｖ１），其概念晟初是由美国Ｎｉ公司于１９８６年提出的，实质是充分利用最新的计算机软硬件技术来实现和扩展传统仪器的功能，其最大优势在于可

3、由用户自己定义仪器功能。虚拟仪器最重要、最核心的技术是虚拟仪器开发环境。而目前国际上尤以ＮＩ公司的Ｌａｂｖｉｅｗ应用最为广泛．也最为普遍。借用ＰＣ机的强大功能，虚拟数字示波器进行数据采集、显示、存储和分析处理，即完成对模拟信号的数字处理，其中数据采集参数的设置、波形数据存储显示和分析处理都由软件实现，可以通过修改软件来对仪器进行升级，从而充分体现“软件即仪器”的思想。与传统的数字示波器相比，虚拟数字示波器在智能化程度、处理能力、性价比、可操作性等方面都具有明显的优势。１虚拟仪器开发环境－－ＬａｂｖｉｅｗＬａｂｖｉｅｗ主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域

4、，并适用于Ｗｉｎｄｏｗｓ３．１／９５／９８、ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ、Ｍａｃｉｎｔｏｓｈ、ＵＮＩＸ等多种不同的操作系统平台。Ｌａｂｙｉｅｗ是一个功能强大的集成开发环境，完整地集成了与ＧＰＩＢ、ＶＸＩ、ＲＳ－２３２、ＲＳ一４８５和内插式数据采集卡等硬件的通讯。使用Ｌａｂｖｉｅｗ开发环境，用户可以创建３２位的编译程序，从而使常规的数据采集、测试等任务得以高速执行。Ｌａｂｖｉｅｗ是真正的编译器，用户可以创建独立的可执行程序，能够脱离开发环境而单独运行。用Ｌａｂｖｉｅｗ设计的虚拟仪器可脱离Ｌａｂｖｉｅｗ开发环境，用户最终看见的是何实际硬件仪器相似的操作面板，而并非繁琐的程序代码。Ｌａ

5、ｂｖｉｅｗ软件具有以下特点：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；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，同时提供独具特色的执行工具，使程序动画式运行，利于设计者观察到程序运行的细节，使程序的调试和开发更为便捷；４）３２位的编译器编译生成３２位的编译程序，保证用户数据采集、测试和测量方案的高速执行；＊ｑｔ稿日期：２００４－０４．１２丝型苎垫查堂塑！！竖兰！旦５）囊括了ＰＣＩ、ＧＰＩＢ、ＰＸＩ、ＶＸＩ等各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：６）提供大量与

6、外部代码或软件进行链接的机制；７）具有强大的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ功能，支持常用的网络协议，方便网络、远程测控仪器的开发。２虚拟数字示波器的软件设计概括地讲，虚拟数字示波器主要有软件控制完成信号的采集、处理和显示。系统软件总体上包括数据采集、波形显示、参数测量、频谱分析以及波形的存储和回放等五大部分。对本系统而言：数据采集这块是由现有的外部采集系统来完成，在软件设计里就不再加以说明。．下面介绍一种虚拟数字示波器的软件设计方法．以ｋａｂｖｉｅｗ为开发平台进行程序设计，配合现有的数据采集系统，可以取得比较理想的效果。该系统是用来测量、显示电信号波形，并存储波形数据以作进一步的数

7、据分析处理以及打印输出。数据采集系统采集并对电信号进行信号调理即予处理、Ａ／Ｄ转换和存储，在采集时需要调用相应的驱动程序（实质就是调用动态链接库中的函数，这些函数管理着系统的操作以及计算机资源的组合，比如ＣＰＵ中断、ＤＭＡ传送、存储器等），然后对经过采集的数据进行计算、分析处理，最后通过前面板向用户以图形的方式显示出来。在软件设计时。采用模块化结构，每个功能分别用一个子程序来实现，这样有便于系统软件功能的扩展和维护。２．１前面板设计虚拟示波器前面板是完成与仪器进行通信、输入，输出、测试控制、结果显示等操作的用户界面。在前面板显示用于控制示