基于LabVIEW的虚拟数字电路实验系统的设计说明
基于LabVIEW的数字电路实验平台设计
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基于 Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 的数字 电路实验平 台设计
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基于LabVIEW与Proteus的测控仿真实验系统设计
基于LabVIEW与Proteus的测控仿真实验系统设计周春明【摘要】A method of design of measurement and control simulation experiment system based on LabVIEW and Proteus was proposed with the remote temperature controlling system as an example. AT89C51 in Proteus was used as the slave computer to achieve the functions of temperature acquisition, A/D conversion and data transmis-sion to the host computer. LabVIEW was employed to construct the master system to achieve the PID control of the received temperature. It transmitted the PID adjustmentdata to SCM in order to adjust its PWM wave’ s duty rati-o. So the working state of“OVEN” could be controlled and the purpose of the remote temperature controlling could be achieved. The master system communicated with the slave computer by a pair of virtual serial ports constructed by Virtual Serial Port Driver 6 . 9 . Simulation results demonstrated the validity of the methods of design of measure-ment and control system. It has a practicability in the field of experiment teaching and project development.%以单片机远程温度控制系统为例，给出了一种基于LabVIEW与Proteus的测控仿真实验系统的设计方法，利用Proteus中的AT89 C51单片机仿真下位机运行，实现温度的采集、 A/D转换器的控制及向上位机传输数据等功能。
基于LabVIEW的网络虚拟实验室设计
基于LabVIEW的网络虚拟实验室设计作者：张明,姜峥嵘来源：《现代电子技术》2010年第16期摘要:实验在普通高等教育中占有非常重要的地位。
为了使实验的设计分析过程得以在计算机上轻松、准确、快捷地完成,提出了以虚拟测试系统的数学模型为基础,采用LabVIEW应用程序开发环境对本地仪器进行控制,并通过GPIB接口将可程控仪器连接到计算机上。
在Web 服务器端和LabVIEW应用程序之间,采用双客户端/服务器结构实现它们之间的通信,实现了通过Intemet进行实验仪器操作的模拟和测量。
关键词:虚拟实验室; 网络化实验室; LabVIEW; GPIB中图分类号文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)16-0178-03Design of Network Virtual Laboratory Based on LabVIEWZHANG Ming1, JIANG Zheng-rong2(1. Daqing Petroleum University, Daqing 163318, China; 2. Institute of Storage and Transportation Sales Company, Daqing 163001, China)Abstract: Experiment plays a very important part in ragular higher education. Based on the mathematical model of the virtual test system, LabVIEW application development environment is adopted to control the local instrument to make the design and analysis process of experiment easy, accurate and quick on computer, and connect the numerically-controlled instrument to the computer via GPIB interface. The dual client/server architecture is employed to implement the communication between Web server and LabVIEW application program. The simulation and detection of the experimental instrument operation are achieved via Internet.Keywords: virtual lab; networked laboratory; LabVIEW; GPIB0 引言随着招生规模的不断扩大,国内普通高等院校实验设备往往比较陈旧,不能及时更新,从而无法跟上教育的飞速发展。
基于LabVIEW的电子电路虚拟实验平台设计与实现
实现实验设计过程。
图1实验平台基本框架用支路电流法可以验证基尔霍夫电流定律,基尔霍夫电流定律的对于任一集总电路中的任一节点,在任一时刻该节点的所有支路电流的代数和为零。
所以可以根据基尔霍夫电流定律的基本内容来设计支路电流法实验。
利用在前面板上放置8个数值型输入控件电压,且数值均可以调整。
然后在前面板放置用来显示5条支路上的电流。
通过修饰控件建立电路图,如图2所示。
图2支路电流法前面板在程序框图界面可以对放置的输入控件进行数值运算。
应用基尔霍夫电流定律,列出方程组如下:I1+I2-I3=0I4+I5-I3=0R1*I1-R2*I2=Us1-Us2R5*I5-R4*I4=-Us3R2*I2+R3*I3+R4*I4=Us2使用MathCript节点生成线性方程组的系数和已知向量[3],。
利用选项卡控件可以添加实验目的和实验步骤,通过程序的调试和几次实验验证,实验结果可靠准确,支路电流法实验设计完毕将设计的5个实验添加到一个容器中,LabVIEW里面的函数就可以调用VI(虚拟仪器)。
生成的菜单如图3所示。
图3虚拟实验平台主界面结语随着虚拟仪器技术的发展,传统仪器设备寿命周期短以及不利于资源共享的缺点愈来愈凸显。
结合我校实际,本文设计了我校电子电路虚拟实验平台,经过不断的调试已成功用于实际实验中,且实验效果较好。
后续我们将继续完善该虚拟实验平台并在适当范围内进行推以期获得更好的教学改革效果。
【参考文献】吴俊.基于LabVIEW的虚拟实验室研究[D].南昌:南昌大学,2012.李静.LabVIEW2013完全自学手册[M].北京:化学工业出版社,2015.司慧玲.基于LabVIEW的虚拟电工与电子实验的设计[D].南京:南京理工大,2012.[责任编辑:朱丽娜吉首大学2016年实验教学改革研究项目(2016SYJG004)。
廖柏林(1981—),男,湖南衡阳人,博士,副教授篇。
基于LabVIEW的数字电路设计和仿真
数 字 电路设 计 ， 达到 良好 的仿真 和设 计 效果 。
１ ．用 ｂ 佃 进 行 数 字 电 路 设 计 的 、 原 理 和 方 法
Ｌｂ ＩＷ 开 发环 境 分为 前 面板 和 程 序 流程 图。 ａ ＶＥ 由前 面板 实 现数字 电路 的各种 控 制 和 显 示 ， 由程序 流程 图实现 数字 电路 的各种 函数功 能 。
维普资讯
第 ５卷 第 ４ 期 ２０ ０６年 １ ２月
常
州
信
息
职 业
技
术
学
院 学
报
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而labview除提供了丰富而完备的函数库以实现各种芯片仪器功能之外其g语言灵活的编程特性使用户可以根据自己的需要修改定义芯片仪器模块功能对于经常使用的模块可以通过g语言特有的图1数值控件模块创建子vi子程序的方式使其封装固化一方面体现模块化编程的思路提高块高了芯片仪器乃至项目工程的可移植性
ｔｏ ｌ ： ｃｉ Ｊ ｌ ｔｏ ｉｓ Ｌ ｂ Ｅ ； ｅ ｉｎ ａ ｄ ｓ ｕ ａｉｎ ｒ ｗｏ 由 ｄ ｔ ｅ ｒ ｎｃ ； ａ ＶＩ Ｗ ｄ ｇ ｉ ｌ ｏ ｙ ａｅｃ ｓ ｎ ｍ ｔ
随着数 字 电路 技 术和 计 算 机 技 术 的 飞速 发 展 ， Ｅ Ａ（ｌ ｔ ｎｃｄｓ ｎａｔｍａｉ ） 术逐 渐 取 代传 Ｄ ｅ ｃｒ ｉ ｅｉ ｕｏ ｔｎ 技 ｅ ｏ ｇ ｏ 统 的电 子 设 计 方 法 而 成 为 数 字 电 路 设 计 的 主 流 。 Ｅ ＤＡ利用 软件 的编程设 计 ， 到对 硬件 系统 的功 能 达 仿真、 测试 和 设计 实 现 ， 使产 品 的开 发 周 期缩 短 ， 成 本 降低 。现 在 比较 主 流 的 Ｅ ＤＡ开 发 平 台有 加 拿 大
基于virtools的虚拟数字电路实验系统设计
图ｌ 系 统 用 户群 分类
（ ）学生用户 一 以学生身份登录系统后 （ 学生』 户名和 密码 已由管理 员 １ ｊ
用 户 或 教师 用 户 创 建 ） ，选 择 相 应 实验 课 程 。学 生用 户 群 能 够 完成 学 习 的整 个 活 动 过 程 ，具 体 包 括 个别 学 习和 群 体 学 习 两 种 学 习活 动 。
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责任编 辑：张倩
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图２前台学习系统
李琴 （９ ２ ） ，女，四川遂宁人 ，四川职业 技术学院 电子电气系教师 。研究方向 ： １８ － 应用 电子。
基于ｖ ｔ ｌ ｉｏ ｓ ｒ ｏ 的虚拟数字电路实验系统设计
李 琴
（ 四川职业技术学 院
四川 遂 宁
６９０ ） ２ ０ ０
【 摘要】 实验在开展 高等教育和实现远距 离教 育 中起着非常重要 的作 用。然而， 当前的实验 大体上都 是在传统实验 室中运作 的，经 费支 出大、周期过 长、维护 困难、存在安全隐患等是其突出的缺点。随着 计算机技 术的发展 ，以其 为技 术基础 的虚拟 实验 系统原理得 到应 用和开发，本文就应 用 了应用设计软件 及Ｖｒ ｏ完 成 了虚 拟 数 字 电路 实 验 系统 的 设 计 。 ｉｏｓ ｔｉ
（ ）后 台管理系统 二
在 后 台 管 理 系 统 中 ， 涉 及 到 管 理 员 和 教 师 两 种 类 型 的 管理权 限 。管 理员建 立教师 和课程 科 目，教师建 立实验 列 表 ， 由学 生 依 据 用 户 名 和 密 码 登 录 系 统 学 习 ，形 成 学 生 信 息 文件 ，再 由教师统一管理 ，生成有效数据 ，最终形成数据列
labview电子电路模拟仿真设计
Electronic Technology •电子技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 105【关键词】LabVIEW 电子电路 模拟仿真LabVIEW 是将虚拟器（VI ）作为应用设计的硬件资源，其具有数据分析的功能。
LabVIEW 作为图像化编程语言开发环境，其中具有电子电路模拟机仿真设计中需要的工具，能够实现开发人员的设计直到测试的所有步骤，使仿真系统能够便捷的对所有数据进行采集、分析及访问，并且还能够直观的展现出电子电路的实际运行，对电子电路的运行进行模拟仿真，以此有效提高学生对电子电路的理解，并且加深学生对电子电路的使用。
1 LabVIEW电子电路模拟仿真设计的原理虚拟仪器包括三个部分，分别为框图程序、程序前面板及图标/连接器。
程序连接器的主要目的就是对输入的数值进行设置，并且对输出的量进行观察，其适用于模拟真实仪表中的前面板。
在程序前面板中，输入量为控制，输入量为显示。
控制及显示会通过不同的图表形式在前面板中初选，比如图表、开关、旋钮及图形等，以此使前面板能够更加简单且直观。
图1为温度计的程序前面板。
程序前面板都对应相应的框图程序，其主要是通过LabVIEW 图形编程语言进行编写的，能够将其理解为传统的程序源代码。
框图程序主要包括四部分组成，分别为连线、图框、节点和端口。
连线主要表示程序在执行过程中的数据流，对框图中的数据的流动方向进行了定义；图框的主要目的是为了对结构化程序进行控制；节点的主要目的是为了实现功能及函数的调用；端口的主要目的是为了控制程序前面板，并且对传递的数据进行显示。
图2为温度计的框图程序。
图标/连接器的主要目的就是为了调用子LabVIEW 电子电路模拟仿真设计文/袁嘉嵘虚拟仪器，图表表示的是在其他程序框中，虚拟仪器节点的调用形式表现，连接器表示的是节点的I/O 接口，就和函数参数一样。
基于NI ELVIS平台的电力电子电路设计实验教学的研究
基于NI ELVIS平台的电力电子电路设计实验教学的研究作者：刘晋牛印锁来源：《中国电力教育》2012年第21期摘要：针对电力电子实验教学的特点，应用NI ELVIS平台研究了电力电子电路实验设计的教学，对该平台的特点和应用进行了介绍，并用实例展示了NI ELVIS平台在电力电子电路设计实验教学中的应用。
关键词：电力电子；实验；NI ELVIS作者简介：刘晋（1974-），男，河北涿州人，华北电力大学电气与电子工程学院，讲师；牛印锁（1973-），男，河北定州人，华北电力大学电气与电子工程学院，高级工程师。
（北京102206）基金项目：本文系华北电力大学2010年教改项目的研究成果。
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）21-0084-02电力电子技术广泛应用于电力系统的发电、输电、配电和用电等领域；同时，在太阳能光伏发电和风力发电等可再生能源发电领域，电动汽车技术、电气节能和电力传动等领域也有广泛的应用。
电力电子技术的广泛应用对电力电子技术教学和研究都提出了新的要求和内容。
目前，“电力电子技术”已经成为各个高校电气工程专业重要的专业基础课。
由于电力电子技术的实践性强，其实验环节的教学方法和手段对于电力电子教学效果具有重要影响。
本文针对电力电子实验教学的特点，应用NI ELVIS平台进行了电力电子电路实验设计的教学研究，对于该平台的特点和应用进行了介绍，并用实例展示了NI ELVIS平台在电路设计实验教学中的应用。
希望能够帮助从事电力电子实验教学的教师开拓教学思路、丰富教学手段、提高教学效果，为该课程的实验教学提供有益的参考和借鉴。
NI ELVIS（教学实验虚拟仪器套件）是一个基于LabVIEW的系统设计与原型创建的工具套件，用于高等院校的工程与科学实验室。
使用NI ELVIS，学生们可以在学习以下一些领域中的工程理论知识的同时将它们付诸于实践：电子电路、信号处理、通信、控制系统、机械测量与机械电子等。
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基于LabVIEW的虚拟数字电路实验系统的设计摘要当今社会在校学生人数急剧增加，传统的实验仪器已不能满足实验需要，学生的实际实验训练得不到满足，尤其是理工科学生，没有实验训练，抽象的理论知识很难理解。
随着低成本高性能的计算机资源普及运用，数字化仪器平台逐渐取代传统电子仪器已成为一种趋势。
如果把虚拟仪器运用到实验教学和科研中，不但可以节约大量仪器设备的需要，也提高了实验教学和科研的效率和质量。
数字电路作为电子信息类各专业的主要技术基础课程之一，其实践实验环节尤为重要。
用虚拟仪器技术构建数字电路实验系统，将广泛的应用到实验教学中。
关键词：虚拟仪器技术，数字电路，实验系统，LabVIEWABSTRACTIn today's society, the number of students increased exponentially, The traditional experimental apparatus has been unable to meet the need of experiment, Students do not meet the actual experiment training, Especially for students of science and Engineering, No experimental training, Abstract theory is hard to understand.With low cost and high performance computer resources use, Digital instrument platform gradually replaced the traditional electronic instrument has become a trend. If the virtual instrument used in the experiment teaching and scientific research, Not only can save a large amount of equipment needs, but also improve the experimental teaching and the scientific research quality and efficiency. Digital circuit for electronic information majors mainly technical basic course of, The experimental practice link is particularly important. Using the virtual instrument technology to construct digital circuit experiment system, will be widely applied in the experimental teaching. Keywords: virtual instru ment technology , digital circuit , experiment System , LabVIEW目录第一章绪论 (4)一、课题提出的背景和意义 (4)二、毕业设计的任务 (4)第二章虚拟仪器概述 (5)第三章 LabVIEW在数字电路实验中的应用 (10)第四章数电路实验系统的设计 (14)一、组合逻辑电路实验 (14)1、全加器 (14)2、全减器 (15)3、译码器 (16)4、数据选择器 (18)二、时序逻辑电路实验 (19)1、RS触发器 (19)2、JK触发器 (21)3、计数器 (22)三、综合设计实验 (23)1、信号发生器 (23)2、七段数码管 (25)3、时钟及秒表计时器 (27)总结 (29)致 (30)参考文献 (31)第一章绪论一、课题提出的背景和意义实验教学是培养学生创新思维和实践能力的重要环节。
随着科技的飞速发展，课程教学容不断更新，传统的实验教学方式日益暴露出一些缺陷和不足。
如今高校实验室教学设备数量有限，特别是一些贵重的仪器，要做到学生与设备一对一配套是不现实的。
在传统的实验室教学模式中，一般会将学生分为若干小组，以组为单位作实验，使部分同学难以全部参与和投入，没能充分了解和掌握实验全过程。
再加上传统仪器功能固定且单一，仪器使用多年后，精度和灵敏度会有所下降，在实验过程中常常会因为仪器的原因而使实验数据产生很多误差然后浪费大量的时间进行检查。
而且传统实验模式中，学生靠手工记录和分析数据，这样这些数据不便于保存、查询和整理。
数字电路实验是理工科专业教学的一个重要容，是培养学生电子技术应用和工程设计能力不可缺少的教学环节，所以实验室水平要不断改进和提高，以适应学科的发展。
虚拟仪器技术为解决这一问题提供了可能，如果基于虚拟仪器技术在实验教学中得到应用，将可以改善实验条件和效果，使教学更生动形象，这是在现代实验教学中的一种先进技术手段。
二、毕业设计的任务本次毕业设计的任务就是在LabVIEW虚拟仪器的设计环境下完成数字电路实验系统。
在前面板即图形用户界面上表现开关、旋钮、图形或者其他控制和显示对象，在后面板调用事件结构、While循环、条件结构等LabVIEW典型函数模块完成事件的响应和实现等功能。
然后根据各个数字电路实验原理用LabVIEW分别进行模块编程，完成整个实验系统，用户只需在数字电路实验总面板上点击相应的功能模块，即可实现数字电路实验项目，然后进行相对应的操作。
这样使学生容易理解各个电路的功能以进行实践训练和自主学习，有利于学生的能力培养。
第二章虚拟仪器概述从仪器的发展史可以看出，仪器领域已经经历了两次技术革命。
第一次是由数字电子技术的发展引起的，使仪器进入数字化仪器时代；第二次仪器革命是由于微处理器的广泛应用引起的，使仪器进入智能仪器时代。
而现在正在进行着第三次仪器革命即虚拟仪器时代，这和通用计算机硬软件技术的进步密不可分的。
一、虚拟仪器的简介美国国家仪器公司NI（National Instruments）提出了虚拟测量仪器（Virtual Instrument，简称VI）的概念，引发了传统仪器领域的一场重大变革，使得计算机和网络技术得以长驱直入仪器领域，和仪器技术结合起来，从而开创了“软件即是仪器”的先河。
虚拟仪器(VI)是基于计算机系统的数字化测量测试仪器，用计算机屏幕形象、方便地模拟各种仪器的调控面板，以各种需要的形式表达输出检测结果；用计算机软件实现大部分信号的分析和处理，完成各种调控和测试功能。
“软件即是仪器”，在虚拟仪器系统中，软件发挥着核心作用，在其中，硬件仅是为了解决信号的输入输出，而核心功能以软件来完成，基于虚拟仪器，用户可以根据自己的需要定义仪器的功能，通过软件修改的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模。
因此利用现有计算机资源，配以独特设计的仪器硬件和专用软件，可以实现普通仪器的全部功能以及一些在普通仪器上无法实现的特殊功能[1]。
VI是计算机技术、现代测量技术共同发展的结晶，代表着当今仪器发展的最新趋势。
自美国国家仪器公司在1986年提出虚拟仪器的概念之后，虚拟仪器技术便一直成为发达国家自动测控领域的研究热点和应用前沿。
20多年来，无论是初学乍用的新手还是经验丰富的程序开发人员，虚拟仪器在各种不同的工程应用和行业的测量及控制的用户中广受欢迎。
二、虚拟仪器的发展现状国外：自20世纪80年代以来，NI公司研制和推出了多种总线系统的虚拟仪器，其代表产品是LabVIEW图形编程系统。
随后HP公司也推出了HPVEE编程系统。
后来世界上又陆续百家公司如Tektronix公司、Racal公司也相继推出了各自的产品。
1988年，全球只有5家制造商推出的30余种产品；1994年，已有90余家近1000多种产品问世。
但最早和最具影响力的还是NI 公司的图形化开发平台LabVIEW。
虚拟仪器在国外已发展成为一种新的产业。
美国是虚拟仪器的诞生地，目前也是全球最大的虚拟仪器制造国[2]。
国：20世纪90年代中期开始引进、研究和开发工作，国家自然科学基金委员会将虚拟仪器研究作为现代机械工程科学前沿学科之一，列入为“十五”期间优先资助领域。
目前有些研究已取得可喜成绩，如863项目“虚拟仪器关键技术的研究及其产业化”，所研制的“一体化虚拟仪器”就是一种不同于欧美虚拟仪器的技术。
这项成果表明我国在虚拟仪器方面走出一条自主创新的路子。
据“国际自动化仪表”杂志1999年预测：到21世纪前十年，全世界将有50%的仪器仪表为虚拟仪器，其生产厂家将超过千家，产品将达到数千种。
市场占有率将达到电测仪器仪表的50%以上。
三、虚拟仪器的结构和分类虚拟仪器可以概括为：采集硬件+显示面板+算法软件硬件软件虚拟仪器本质上是一个开放型的结构，由通用计算机、数字信号处理器或其他CPU来提供信号处理、存储和显示功能，由数据采集板卡、CPB或VXI总线接口板进行信号的获取与控制，实现仪器的功能。
根据它采用总线方式的不同[3]，可分为以下几种类型：1、PC总线——插卡型虚拟仪器这种方式借助于插入计算机的数据采集卡与专用的软件如LabVIEW相结合，它可以通过各种控件自已组建各种仪器。
Labview/cvi是基于文本编程的程序员提供高效的编程工具，通过三种编程语言Visual C++,Visual Basic,Labviews/cvi构成测试系统，它充分利用计算机的总线、机箱、电源及软件的便利。
但是受PC机机箱和总线限制，且有电源功率不足，机箱部的噪声电平较高，插槽数目也不多，插槽尺寸比较小，机箱无屏蔽等缺点。
另外，ISA总线的虚拟仪器已经淘汰，PCI总线的虚拟仪器价格比较昂贵。
2、并行口式虚拟仪器最新发展的一系列可连接到计算机并行口的测试装置，它们把仪器硬件集成在一个采集盒。
仪器软件装在计算机上，通常可以完成各种测量测试仪器的功能，可以组成数字存储示波器、频谱分析仪、逻缉分析仪、任意波形发生器、频率计、数字万用表、功率计、程控稳压电源、数据记录仪、数据采集器。
美国LINK公司的DSO-2XXX系列虚拟仪器,它们的最大好处是可以与笔记本计算机相连，方便野外作业，又可与台式PC机相连，实现台式和便携式两用，非常方便。
由于其价格低廉、用途广泛，特别适合于研发部门和各种教学实验室应用。
3、GBIB总线方式的虚拟仪器GPIB技术是IEEE488标准的虚拟仪器早期的发展阶段。
它的出现使电子测量独立的单台手工操作向大规模自动测试系统发展，典型的GPIB系统由一台PC机、一块GPIB接口卡和若干台GPIB形式的仪器通过GPIB电缆连接而成。