高电压技术论文.doc

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1、基于DAQmx的模拟电压生成与采集系统设计在Labview中，快速ExpressVI和底层DAQmxVI都可以实现数据采集。快速VI简单、方便、易用，在实现功能相对单一的数据采集任务时经常选用；然而，底层VI却可以灵活地实现功能比较复杂的数据采集任务。另外，底层VI的执行效率高于快速VI。因此，在实际应用中，选择使用底层VI。基于这一思想，本设计选用底层VI，借助于NIUSB6009数据采集卡以及数据采集卡配置软件MAX（Measurement&AutomationExplorer），在Labview中生成并采集电压模拟信号。一、总体方案设计本系统前面板的虚拟界面如图1所示。图1系统

2、前面板1、前面板功能说明与使用方法（1）系统实现的功能系统运行状态下，选择好通道，配置相应参数后，按下绿色“启动”按钮，生成的电压波形和采集到的电压波形分别在各自的波形图表中显示出来，生成电压频率由数值显示控件显示，指示灯由红变绿，表示数据生成与采集程序正在运行。按下红色“停止”按钮，波形图表所显示的数据定格，指示灯由绿变红，表示数据生成与采集程序停止运行。再次按下“启动”（或“停止”）按钮，数据生成与采集程序继续（或停止）运行。按下蓝色“退出系统”按钮，整个程序停止运行，“启动”和“停止”不再具有启停功能。（2）界面的使用方法第一步，运行程序。第二步，配置参数。首先，选择生成电压的

3、输出通道以及采集电压的输入通道。由于采用了NIUSB6009数据采集卡，在MAX中创建了相应任务，这里选用USB-6009/ao0和USB-6009/ai0通道。然后，配置输出电压最大和最小伏值、输出速率与每周期点数。NIUSB6009模拟电压的输出伏值是0-5V，最大最小伏值设置时要在这个范围中进行；输出速率配置的是ms数，数值越大，输出波形变化越缓慢；每周期点数越多，生成的波形越平滑，越接近正弦波。最后配置通道采样数。USB6009支持的采样数为1-1024，超限系统会以对话框的形式报错，并指出原因。第三步，操作按钮。按下“启动”按钮，如若配置参数正确，波形图表显示波形，数值显示

4、控件显示显示输出频率。按下“停止”按钮，同时停止数据的生成与采集。再次按下“启动”按钮，继续生成和采集数据。按下“退出系统”按钮，整个程序终止运行。补充说明，如若在运行状态下修改程序，需要再次“启动”后，方能实现新配置参数下数据的生成与采集；而“启动”按钮在“停止”按钮按下，即“停止”状态下才生效。所以，在启动状态下调整参数配置，需要先转换到停止状态，配置好后，重新转换到启动状态。另外，也可以在运行程序之前，首先完成参数的配置。2、程序框图的总体架构本系统程序框图如图2所示。图2系统程序框图（1）结构关系系统的主体模块是模拟电压生成模块和模拟电压采集模块（这两个模块将在后面详细说明）

5、，主体模块程序由条件结构触发，触发条件是“启动”按钮按下。为了保证条件结构的循环扫描，在条件结构之外使用while循环结构。该循环的跳出条件是，“停止”按钮按下。同时，“退出系统”按钮按下也可以终止本循环。因为“退出系统”的属性节点（值改变）与“停止”按钮的状态做“或”运算后的结果赋给该循环终止条件。由于布尔输入控件使用了属性节点，其机械动作只兼容前三种，按下后无法自动跳回。这就要求系统在运行上述循环程序之前，对这些布尔输入控件恢复默认值。另外，系统运行状态指示灯在主体程序运行之前，也应保持关闭的显示状态。所以在这里引入顺序结构，在主体程序执行之前，使用这些控件的调用节点，将其全部恢

6、复默认值。为了在“退出系统”按钮按下之前，“启动”、“停止”按钮能够无限次实现启停操作，在顺序结构之外，再次使用while循环，以“退出系统”按钮作为终止条件。（2）主体模块主体模块由三部分组成，分别是系统运行状态指示、模拟电压生成和模拟电压采集。后两个部分在后文具体说明，这里仅对“系统运行状态指示”部分进行说明。“系统运行状态指示”在虚拟界面上显示为一个指示灯的两种颜色变化：绿色表示“启动”，红色表示“停止”。如图3所示。（a）启动状态（b）停止状态图3运行状态指示控件在前面板中的两种颜色变化该部分的程序框图由条件循环中的布尔显示控件与顺序结构第一帧中的调用节点构成。如图4所示，当

7、“运行”按钮按下时，条件结构“真”状态下的程序（主体程序）开始运行，“系统运行状态”指示灯VI被赋真值，使界面中的指示灯控件显现绿色；当“停止”按钮按下时，包含上述条件结构的while循环停止运行，本次顺序执行结束，然而，在最外层while循环的连续执行下，顺序结构再次运行，第一帧中的“系统运行状态”的恢复默认值调用节点将指示灯关闭。（a）条件结构中赋真值的布尔显示控件（b）顺序结构第一帧中布尔显示控件的调用节点图4运行状态指示程序框图中的具体实现方法二、