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1、实验3 简单双通道示波器设计实验4 简单双通道示波器设计 目的：综合实用Labview知识，在本设计中使用了层叠式顺序结构、分支结构、循环结构等编程逻辑结构以及常见的数据结构，如簇、捆绑成簇等数据处理结构；同时还用到了波形生成控件VI、逻辑控件VI、数值控件VI等多个控件。此外还创建了多个子VI，可以使学生更好地掌握Labview编程的方法和技术。 设计要求：能够实现比较简单的双通道示波器功能，主要功能包括：输出波形显示；选择触发器极性并能设置触发电位；能进行水平分度和垂直分度的调节。前面板样式： 图1 简单双通道示波器的前面板 实验内容：设计简单双通道示波器，并对主要功能进行测试、调节和使用
2、。 1. 运行所设计的简单双通道示波器VI。 2. 调节该简单双通道示波器的一些选择开关和旋钮，可以测试该示波器的主要功能。选择触发源开关，可以实现通道B或外部触发；选择触发沿开关，可以实现正触发或负触发；通过旋钮调节设定触发电平。 3. 选择通道开关，可以显示不同信号。 4. 选择定位调节开关，可以调节水平和垂直分度。 5. 可以显示该简单双通道示波器的信息和终止该示波器的运行。 简单双通道示波器VI的程序框图： 该VI主要包括：触发功能块、通道选择功能块、水平分度调节功能块、垂直分度调节功能块、程序控制功能块和波形显示功能块。 图2 简单双通道示波器的程序框图 一、简单双通道示波器VI控件
3、的设计过程 启动Labview，弹出启动界面，选择文件下拉菜单中的新建项目，在弹出的项目浏览器中的我的电脑菜单上击右键选择新建VI，弹出VI界面，保存为S_oscilloscope.vi 图3 创建VI并保存后的界面 1、 前面板的创建和设计 主要为创建波形图显示控件、设计图徽、创建触发器面板，创建通道选择面板、创建定位面板、创建程序控制面板等。 示波器波形图控件的创建 在前面板上，选择控件中的波形图， 图4波形图控件的选择 设置波形图属性，在波形图上击右键弹出属性对话框，设定相应的属性： 外观设置如图5 图5 外观选项卡设置 格式与精度设置如图6 图6 格式与精度设置 波形曲线设置如图7 在
4、名称中可以添加你的曲线名称。 图7 曲线设置 标尺设置 图8标尺设置 其它属性的设置，所有属性可根据需要设置。 其它控件的设计 触发器面板创建：包括触发源开关、触发极性开关和触发电平调节旋钮。 触发源开关设置： 图9 触发源开关设置 触发极性开关设置 图10 触发极性设置 触发电平设置 图11 外观设置 图12 数据范围设置 图13 标尺设置 设置好的触发面板 图14设置好的触发面板 定位面板的设置 水平分度设置 图15水平分度设置 垂直分度的设置类似，只需改一下文本标签是数值范围如前面板所示。 图16 设置好后的定位面板 通道面板设置 图17 设计好的通道选择开关面板 属性设置 图18 外观
5、 图19 数据范围设置 图20 标尺设置 图21 文本标签设置 程序控制面板设计 More Info控件设置 图22 More Info控件属性设置 Stop控件属性设置 图23 Stop控件属性设置 二、程序框图设计 一、触发源功能块选择 触发源功能块的作用主要是利用触发源开关的选择和通道选择开关完成对示波器显示波形的触发源的选择，如图24 所示。 图24 触发源功能块设置 触发源开关和通道选择开关通过逻辑与操作后作为分支选择结构的选择项，若选择结果为真，此时触发通道B，将逻辑选择数值“0”作为触发源Source，触发极性和触发电平属性引用节点的设置数值，打开后两者的功能若选择结果为假，即采
6、用外部触发，此时将逻辑选择值2作为逻辑数值输入触发器面板3个控件的属性节点后，使得触发极性和触发电位取消作用。 二、通道输入信号的生成和选择 此处创建通道输入信号生成和选择子VI，完成不同通道输入信号的生成以及通道选择功能。创建过程和创建一般的Labview VI控件的方法一样，将所创建的VI命名为“channel A and or B.vi”。该VI的前面板如图25所示。 图25 channel A and or B.vi的前面板和连线板 在前面板上，已经添加了电平数值输入控件，极性和触发源选择开关、数据点数、频率、通道选择和噪声输入数组。输出控件则为两路波形输出和。通道输入信号生成和选择的
7、程序框图如图26。 图26 通道输入信号生成和选择VI 图26 分别为通过两路通道同时产生波形、通道B和通道A生成波形的程序框图。在这几个程序框图中，都需要通过波形生成函数生成所需的信号，各自通过均匀白噪声函数加入不同幅度的白噪声后生成所需的信号。通过不同的信号选择块后输入到触发器子控件VI后产生所需的波形输出。触发器子VI将在后面介绍。所用到的正弦和方波信号生成函数的位置如图27所示。 图27 信号生成函数位置 三、触发器子VI的创建 触发器子VI能够根据触发源的不同，对输入的信号进行选择后输出。将创建的子VI保存为“trigger.vi”。创建后的触发器子VI的前面板如图28所示。 在前面
8、板添加触发电平数值输入控件，极性和触发源选择开关，输入信号“waveform 1 in”和“waveform 2 in”以及输出波形和。程序框图如图29所示，图中主要功能是通过触发源选择开关对分支选择结构进行选择。若触发源是通B触发，即内触发是，那么输入的信号经过Slope.vi产生信号的序号index，通过“数组子集”函数返回从index开始的长度为1000个点的一段信号，并将这段信号作为输出信号通过触发器子VI输出。如果触发源是外部触发，那么此时直接将输入触发器子VI的两路信号作为输出信号输出。 图28 触发器子VI前面板 图29 触发器子VI的程序框图 四、触发电平Slope.vi的创建
9、 触发电平Slope.vi的主要功能是根据输入的信号，与触发电平的数值进行比较后输出产生触发的数组的序号index。触发电平Slope.vi的前面板如图30所示。在该前面板上有输入矩阵array、输入触发电平Level 以及触发极性direction(pos和neg). 图30 触发电平Slope.vi的前面板 图31 触发电平Slope.vi的程序框图 首先，在程序中根据输入信号矩阵，产生索引数组和数组大小的数组，然后在while循环中，通过“判断范围并强制转换”函数，对输入信号矩阵进行范围判断并进行类型转换，判断的X标准为触发电平Level；由此判断作为分支结构的选择条件，通过一些选择性的
10、逻辑判断条件的判断后，对输入的信号进行对应信号矩阵和索引矩阵的判断后的输出索引数值。“判断范围并强制转换”函数位置见图32。 图32判断范围并强制转换函数位置 五、通道选择功能的设计 通道选择功能可以实现在示波器波形图上显示不同通道的波形，可以实现两路信号同时显示以及两个通道单独显示。实现的程序框图如图33所示。 图33 通道选择功能的程序框图 通道选择开关作为分支结构的选择条件，通过通道选择子VI “Channel A and or B.vi”，根据输入触发源电平、触发极性以及采样点数实现两路信号的重新配置，并输出所需要的通道信号。通道选择子VI的输出信号根据产生的信号“创建数组”，进一步和
11、分度数值“捆绑”成簇，输入到波形图进行输出信号的显示。 六、水平分度调节处理功能块 水平分度调节功能块处理后所产生的数据信息作为波形图控件的水平分度范围的设置数值。在具体实现这个功能块的时候，首先将选择的水平分度旋钮的选择数值作为分支结构的条件，；再根据不同的选择条件，在功能块中捆绑不同的数据构成簇，将该簇作为波形图控件属性节点的水平分度范围属性的设定值。 图 34 水平分度条件处理块的程序框图 七、垂直分度调节处理功能块 图35 为垂直分度调节功能块的程序框图。其设计过程与水平分度功能块设计类似。 图35 垂直分度调节功能块程序框图 八、简单双通道示波器的信息显示功能块设计 图36为创建的信
12、息显示处理部分，在这部分功能块中，通过前面板的信息显示选择开关的输出值作为分支结构的选择条件。此外，为对信息进行显示，在控件中将该VI所在的路径为Getinfo.vi的输入，通过密码检查后显示更多信息功能“more info.vi”控件VI.信息显示控件more info.vi的界面及程序框图比较简单，如图37所示。 图36 信息显示处理部分的程序框图 图37“more info.vi”控件VI 九、程序输入输出程序块 图38为简单是通道示波器处理程序输入输出部分的程序框图，此处吧两部分放一起进行介绍。这两个部分采用平铺式顺序结构，在这两个程序块中，都建立了触发源、触发极性和触发电平的属性节点，对这些触发控件进行统一设置。在程序初始化的输出快中，用触发源作为输出调节后面的程序；而在程序终止部分，则通过程序停止控件作为终止设置。 实验报告： 图38 输入输出初始化模块
