基于LabWindows-CVI的信号发生器设计实例
labwindowscvi4信号的产生分析和处理
2023/11/21
4/15
• 锯齿波 SawtoothWave
▪ AnalysisLibErrType SawtoothWave (int Number_of_Elements, double Amplitude, double Frequency, double *Phase, double Sawtooth_Wave[]);
数据采集的功能
模拟输入/输出
数据采集卡
ADC DAC
digital cntr/ timer
2023/11/21
数字输入/输出
On Off
时钟输入/输出 1-
0
1/15
信号分类
信号根据其所传递的有用信息进行分类
信息
信号
数字量
开关量 脉冲串 直流
on
10-
状态
off t
速率
t
0.985
幅值
t
模拟量
时域
2023/11/21
10/15
4. 数组操作
• 1维：排序，数组和，绝对值，线性运算… …
▪ AnalysisLibErrType MaxMin1D (const double Input_Array[], int Number_of_Elements, double *Maximum_Value, int *Maximum_Index, double *Minimum_Value, int *Minimum_Index);
• 方波 SquareWave
▪ AnalysisLibErrType SquareWave (int Number_of_Elements, double Amplitude, double Frequency, double *Phase, double Duty_Cycle, double Square_Wave[])
基于LabVIEW的信号发生器的设计【文献综述】
毕业设计开题报告电子信息工程基于LabVIEW的信号发生器的设计1前言部分（阐明课题的研究背景和意义）信号发生器作为科学实验必不可少的装置，被广泛地应用到教学、科研等各个领域。
高等学校特别是理工科的教学、科研需要大量的仪器设备，例如信号源、示波器等，常用仪器都必须配置多套，但是有些仪器设备价格昂贵，如果按照传统模式新建或者改造实验室投资巨大，造成许多学校仪器设备缺乏或过时陈旧，严重影响教学科研。
如果运用虚拟仪器技术构建系统，代替常规仪器、仪表，不但可以满足实验教学的需要、节约大量的经费、降低实验室建设的成本，而且能够提高教学科研的质量与效率。
虚拟仪器的出现给现代测试技术带来了一场革命，虚拟仪器技术是测试技术和计算机技术相结合的产物，是两门学科的最新技术的结晶，融合了计算机接口技术、仪器原理和技术、测试理论、多样化、高速总线技能化、模块化和网络化，体现出低成本、多功能、应用灵活、操作方便等优点，在很多领域大有取代传统仪器的趋势，成为当代仪器发展的一个重要方向，并受到各国企业界的高度重视[1]。
虚拟仪器良好的软件编程环境给用户提供了一个能充分发挥自己想象力和才能的空间，可根据用户自己的设想及需求，通过编程来设计和组建自己的仪器系统。
虚拟仪器可以由用户自行设计和定义，这彻底打破了传统仪器只能由生产厂家设计定义、用户无法改变的模式。
在硬件平台确立之后，是由软件而不是硬件来决定仪器的功能，虚拟仪器可通过改变软件设计结构的方法来适应不同的需求，它的功能灵活、开放，容易与其他外设和网络相连，可以轻易地构成更大的系统，技术更新周期短，可随着计算机技术的发展和用户的需求进行仪器与系统的升级，在灵活组态和性能维护等多个方面都有着传统仪器无法比拟的优点，且收效大，投入少 [2]。
编程对工程技术人员来说可能会比较麻烦，LABVIEW软件用图形编程语言，简单直观、操作容易。
用户使用LABVIEW可以随意创建程序，并把它当作子程序调用，以创建更复杂的程序，且调用的层次没有限制。
基于labview多功能函数信号发生器课程设计报告
理工大学课程设计报告书题目：基于虚拟仪器的信号发生器的设计系名：信息工程系专业班级：测控1081班姓名：学号：指导教师：2011 年 6 月 24 日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目：基于虚拟仪器的信号发生器的设计初始条件：查询现有信号发生器产品，找到参考设计的仪器参数及前面控制界面，用虚拟仪器软件完成相近大部分功能，并适当说明操作和设计思想。
输入信号可用软件模拟，或用函数发生。
要求完成的主要任务：至少完成设计内容中各部分基本内容，可添加适当相关内容。
1）用户认证入口。
2）能运用设计前面板中字体、颜色、修饰功能。
3）载入指定公司图标图片到前面板(信号发生器参考原形图片)。
4）设计中运用弹出对话框操作至少2处。
5）结构设计至少用到3种以上，（for循环，while循环，公式节点，事件结构，局部变量，全局变量等）6）最少完成3种信号的输出。
7）VI层次结构包含主程序－子程序调用，子程序图标修改（非默认形式即可）8）论述说明各环节分析及设计原理。
9）完成正文8-18页的报告。
时间安排：（按10个工作日安排）1).2天进行全局规划,软件熟悉,能找出相关使用函数,设计理论依据准备.2).4天进行软件设计3).2天进行调试4).2天完成课程设计报告指导老师签字：年月日系主任签字：一、设计要求 (1)二、设计与实现 (2)三、测试结果 (8)四、个人心得与体会 (10)五、参考文献 (11)基于虚拟仪器的信号发生器的设计一：设计要求1)用户认证入口。
2)能运用设计前面板中字体、颜色、修饰功能。
3)载入指定公司图标图片到前面板(信号发生器参考原形图片)。
4)设计中运用弹出对话框操作至少2处。
5)结构设计至少用到3种以上，（for循环，while循环，公式节点，事件结构，局部变量，全局变量等）6)最少完成3种信号的输出。
7)VI层次结构包含主程序－子程序调用，子程序图标修改（非默认形式即可）二：设计与实现1）设计思路：a.先上网搜索有关函数信号发生器的清晰图片以及该函数信号发生器的详细资料。
基于Labwindows的模拟和数字信号测试系统设计
基于Labwindows的模拟和数字信号测试系统设计摘要:基于Labwindows/CVI虚拟仪器的测试系统是主要针对于检测多路不同电压值而设计的一个测试电路,该测试系统是用于电压测试,但是也可以同时检测多路电压通道。
该系统主要是用于一些测试要求较低,电压变化速率缓慢的一些电路中,主要优点就是在测试的过程中,测试人员可以同时通过上位机界面来观察其电压值的变化,并且可以通过上位机界面描绘出其被测信号的波形,以便于查看电压曲线变化。
关键词:虚拟仪器电压测试上位机界面1 测试系统的基本原理该测试系统的基本测试原理就是利用C8051f系列单片机内部集成的A/D数模转换模块来对其被测信号进行采样,将所采集的数据进行单片机内部程序处理,然后把处理完的数据存储在外部存储器中,存储完毕之后,再通过RS232通信将存储器中的数据传输到PC机上,用上位机界面把电压值显示出来。
单片机的内部数模转换A/D采样频率达到了200Ksps,能够满足测试的要求。
由于在数据存储过程中需要稳定并准确的存储起来,数据存储的过程中使用的是SPI总线,因为其传输速度快,信号稳定,而且不会影响其A/D的转换。
在A/D采样结束后需要将存储器中的的数据传输至PC机,RS232通信方式可以满足其传输速度,而且相对稳定。
上位机显示界面中需要清楚的显示电压的幅值,所以在PC机接受到数据后将其处理,并将处理完的电压数据在上位机界面中的模拟显示栏或数字显示栏中显示出来,可以清晰的观测到电路中所要检测的某节点的电压值。
在上位机界面中还设有数据保存功能、图形显示功能,可以将其保存的数据通过波形的形式来查看。
2 测试电路的硬件设计及其软件编程2.1 硬件设计2.1.1 电源模块电源模块主要作用是为MCU单片机及其各个功能芯片提供相应的电压,使其能够正常的工作。
在该测试电路需要用到两个不同的电压值,一个是单片机所需的电压是3.3V,另一个是RS232通信芯片需要的供电电压是5.0V。
基于Lab Windows／CVI技术虚拟特征信号提取仪的设计
基于Lab Windows／CVI技术虚拟特征信号提取仪的设计【摘要】基于MATLAB的强大科学计算功能，研究了其与Lab Windows/CVI 接口技术，并利用该技术对复杂混合信号进行特征信号分析提取处理。
在实验室采用信号发生器模拟外部现场信号对所设计的测试系统进行测试，证明该系统能够较得到预期的效果。
【关键词】特征信号；提取仪；虚拟仪器；Lab Windows/CVI；MATLAB特征信号的提取是许多工程中重要的识别手段。
通常情况下，特征信号淹没在含噪声的其他信号之中，单纯从原始信号来看，是很难区分出来的。
由于小波多分辨分析是与时频分析同时进行的，且有波形各异的小波可供选择，因此，在特征信号的提取方面，显示出了其独特的功能。
MATLAB是目前功能最为齐全的仿真软件，Lab Windows/CVI是以ANSI C为核心，将功能强大、使用灵活的C语言平台与数据采集和分析等测控专业工具有机结合起来，为熟悉C语言的开发人员开发检测、数据采集、过程监控等系统提供了一个理想的软件开发环境[1-3]。
bWindows/CVI和MATLAB的接口原理与方法建立LabWindows/CVI和Matlab之间的接口是为了能在LabWindows/CVI 环境下调用Matlab的功能函数，运行Matlab环境下的程序，以实现LabWindows/CVI环境下的混合编程。
实质就是要在LabWindows/CVI环境下建立一个数据交换ActiveX的服务控件。
实现LabWindows/CVI和Matlab结合的关键是其数据和命令的交换，即软接口技术。
Matlab系统和LabWindows/CVI都有提供与外部程序接口的组件，因此，技术的核心是采用正确的方法建立它们之间的联系。
在这里提出了两种方式[2-3，5]。
1）用引擎程序实现软接口LabWindows/CVI环境的引擎程序是采用ANSI C编写的，它通过在程序中调用引擎函数完成与Matlab之间的数据交换和命令传送。
基于labvIEW的虚拟仪器信号发生器的设计
摘要随着计算机软、硬件的发展，计算机与外设之间的数据通信越来越频繁，也越来越便利，虚拟仪器应运而生。
从本质上来说，虚拟仪器是仪器技术与计算机技术深层次结合的产物，它强调“软件是仪器”的概念，使用户能够根据自己的需要定义仪器功能，更好的组建自己所需要的测试系统。
它是按照信号的处理与采集，数据的分析，结果的输出及显示的结构模式来建立通用信号处理硬件平台。
本文就是在这个通用信号处理硬件平台，进行了基于LABVIEW的虚拟函数信号发生器的设计，设计基于LabWIEW软件的虚拟函数信号发生器（能够产生实验室常用的正弦波、三角波、方波、锯齿波信号及白噪声和多频波，任意公式波），并在以设计好的虚拟信号发生器的基础上对所产生的信号做自相关分析，积分，微分分析及相应的频谱分析。
关键词：虚拟仪器；Labview；虚拟函数信号发生器第1章 绪 论1.1 课题背景及意义目前，我国正处于科学技术蓬勃发展的新时期，对仪器设备的需求将更加强劲。
虚拟仪器赖以生存的计算机近几年正以迅猛的势头席卷全国，这为虚拟仪器的发展莫定了基础。
虚拟仪器作为传统仪器的替代品，市场容量巨大。
据专家预测，到本世纪初我国将有的仪器为虚拟仪器。
发达国家虽然在此领域比我国起步较早，但差距并不是很大，我们应当充分把握时机，取长补短，学习国外先进经验，将我国的虚拟仪器产业水平逐渐向先进国家靠拢。
1.2 波形发生器的发展概况波形发生器是应用在测试设备、信号接收设备等装置中的一种信号源。
早在二十年代，当电子设备刚开始出现的时候，信号发生器就出现了。
随着电子技术的巨大进步，波形发生器根据其关键技术—频率合成技术的角度，大致可以划分成三代。
第一代的波形发生器采用的是直接模拟频率合成。
其结构如图1.1所示：图1.1 直接模拟频率合成框图 1.3 本文主要论文本文主要阐述虚拟仪器技术的概念和基本设计思路，设计基于LabWIEW 软件的虚拟函数信号发生器（能够产生实验室常用的正弦波、三角波、方波、锯齿波信号及白噪声和多频波，任意公式波），并在以设计好的虚拟信号发生器的基础上对所产生的信号做自相关分析，积分，微分分析及相应的频谱分析。
基于LabVIEW的虚拟信号发生器设计
《虚拟仪器》设计说明书基于LabVIEW的虚拟信号发生器设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：罗万里指导教师：夏鑫职称讲师专业：自动化班级：自本1001班完成时间：2013年12月24日目录第1章虚拟仪器技术 (1)1.1 虚拟仪器的概念 (1)1.2 虚拟仪器的优势 (1)1.3 虚拟仪器的发展方向 (2)1.4 图形化虚拟仪器开发平台——Labview 简介 (2)1.5 本章小结 (3)第2章基于声卡的虚拟信号发生器的设计 (4)2.1 设计思路 (4)2.2 函数信号发生器程序的设计 (4)2.2.1 前面板 (4)2.2.2 全部程序框图 (5)2.2.3 波形选择和指示灯显示的程序 (5)2.2.4 频率选择的程序 (6)2.2.5 输出衰减程序 (6)2.2.6 信号产生程序 (7)2.2.7 基于声卡的子VI的使用 (7)2.3 测试情况和结果分析 (7)结论与展望 (10)参考文献 (11)致谢 (12)第1章虚拟仪器技术1.1 虚拟仪器的概念虚拟仪器(Virtual Instrument，简称VI)的概念是由美国国家仪器公司(NI)在20世纪80年代最早提出的。
虚拟仪器就是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义、具有虚拟前面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。
其核心的思想是利用计算机的强大资源使本来需要硬件实现的技术软件化，以便最大限度地降低系统成本，增强系统功能与灵活性。
虚拟仪器代表着从传统硬件为主的测试系统到以软件为中心的测试系统的根本性转变。
虚拟仪器的出现是仪器发展史上的一场革命，代表着仪器发展的最新方向和潮流，对科学技术的发展和工业生产的进步将产生不可估量的影响。
虚拟仪器利用个人计算机强大的图形环境和在线帮助功能，建立虚拟仪器面板，完成对仪器的控制，数据分析与显示，代替传统仪器，改变传统仪器的使用方式，提高仪器的功能和使用效率，大幅度降低仪器价格，使用户可以根据自己的需要定义仪器的功能。
基于LabVIEW的虚拟信号发生器及示波器的设计
信号和频谱分析后信号. 波形右侧还提供了实时采 集的特征数据 . 用户可将原信号的时频信息与加窗 后的时频信息进行比较 , 观察系统参数的变化. 图 1 显示波形为单一正弦波加均匀白噪声作用下的原信 号、 加汉宁窗后信号和其相应幅值谱图 , 图 2 为其相 应的程序框图 .
3 虚拟示波器软件系统的设计
2 虚拟信号发生器软件系统的设计
传统的信号发生器主要由模拟器件搭建而成, 具有功能单一、 不易升级和携带不便等缺点 . 而模拟 信号发生器, 具有功能多、 容易扩展和升级、 人机界 [ 10 ] 面良好等优点 . 笔者所设计的信号发生器可生成 多种信号 , 其中各个信号均可以通过在前面板上输 入控制量的大小来调整其参数值的大小 , 以达到用 户所需要的波形图 , 如图 1 所示. 屏幕最右侧为参数 设置区域 , 提供了 3 个通道的信号源. 每个信号源主 要产生的波形包括正弦、 方波、 三角波、 脉冲、 Chirp 等信号, 其参数控制包括幅值、 频率、 延迟等 , 用户也 可根据自己的需要填加 相位、 偏 移量、 占空 比等参 数. 3个通道的信号源可单独显示, 也可合 成显示, 由用户自行控制. 屏幕右下侧提供了窗函数选择、 噪
V irtual Signal Generator and O sc illoscope Design Based on LabV IEW WANG L i jun , L I U Yue , HUANG Yong liang , GE L in dong
1, 2 2 2 1
( 1. Co lleg e o f Infor m ation Eng inee ring , PLA Infor m ation Eng ineering U niversity , Zheng zhou 450002, Ch ina ; 2. N orth Ch ina Institute o fW ater Conservancy and H ydroe lectric P o w er , Zhengzhou 450011, China) Abstrac t : In orde r to m ake up for some deficienc ies in traditiona l instrum en ts , such as the sing le function, difficu lty in upg rade and inconvenience in carry ing , a signa l genera to r and v irtua l o sc illoscope a re des igned based on the character istic o f v irtua l instrum ent so ftwa re is ready instrum ent! . T he resu lt sho w s that the instrum ents not only have the basic function o f traditiona l instrum en ts , also have othe r properties , such as mo re signa l types , flex ib ility , pow erful signa l processing func tions and easy expans ion and upgrade . K ey word s : L abV I EW v irtua l instrum ent ; signal generato r ; osc illoscope ( 责任编辑 : 杜明侠 )
虚拟仪器技术实验指导书
2、设计一个虚拟比较功能检验仪，该检验仪能对输入的信号进行比较；
三、实验内容
1、设计一个铁—康铜热电偶非线性校正仪，该非线性校正仪能在(0－400)℃的温度范围内自动校正铁—康铜热电偶的非线性，所用公式如下：
2）设定3个数值型控件和开关型控件的属性，编写主程序main；
3）令y＝20.65，在(0-30)范围内输入x值，观察校验仪显示状态。将开关分别拨向“校验”和“不校验”观察校验仪显示状态；
四．实验总结
对实验中运用Labwindows/CVI编程经验进行总结，在实验报告中提交本实验所编写的程序。
实验二基于LabVIEW的基础设计与应用
其中 ， ， ，
1）仪器面板上放置2个数字值控件和2个按钮；1个数值型控件为输入数值E，由用户键入铁—康铜热电偶的热电势值E的数值，另外1个数值型控件为显示输出值，显示对应热电势E的温度T；按钮用来启动校正和停止程序；
2）设定2个数值型控件和开关型控件的属性，编写主程序main；
3）检验输入热电势的值E＝0mV、5.268mV、10.777mV、16.325mV和21.846mV，校正仪应相应显示温度：T＝0℃、100℃、200℃、300℃、400℃
2、设计一个虚拟比较功能检验仪，该检验仪能对输入的信号进行比较：用户键入输入量x、参考量y；将x和y的值进行比较。当x<y则显示True，当x>=y则显示False；校验仪具有状态控制开关。校验仪有2种工作模式：“校验”和“不校验”；
1）仪器面板上放置3个数字值控件、1个开关型控件和2个按钮；2个数值型控件为输入数值，由用户分别键入输入量x和参考量y的数值，另外1个数值型控件为显示输出值，可显示“True”或“False”；开关型控件实现两种状态：“校验”和“不校验”的转换，当开关在“不校验”状态时，输出显示“No Result”；按钮用来启动校验和停止程序；
基于Labview的信号发生器
基于Labview的信号发生器发布时间：2021-06-16T16:37:48.810Z 来源：《科学与技术》2021年2月6期作者：傅少琪宣鑫璐郦泱泱冯家龙龙春晓[导读] 虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密的融合在一起，利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能傅少琪宣鑫璐郦泱泱冯家龙龙春晓绍兴文理学院浙江绍兴 312000摘要：虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密的融合在一起，利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能，打破了传统仪器的框架，形成的一种新的仪器模式。
本设计将虚拟仪器技术用于信号发生器的设计。
该系统具有产生正弦波、方波、三角波、锯齿波及PWM波的功能，能够调节一定范围内的频率、周期、占空比等参数。
本文介绍了信号发生器的相关理论，给出了信号发生器的基本原理框图，在分析本系统功能需求的基础上，介绍了Labview、STM32的编程模式中所涉及到的技术问题。
本设计是虚拟仪器模拟真实仪器的尝试，实践证明虚拟仪器是一种优秀的解决方案，能够实现各种硬件可以完成的任务。
关键词：Labview上位机；stm32下位机；串口通讯；信号发生器本设计是虚拟仪器模拟真实仪器的尝试，实践证明虚拟仪器是一种优秀的解决方案，能够实现各种硬件可以完成的任务。
如果运用虚拟仪器技术构建系统，代替常规仪器、仪表，不但可以满足实验教学的需要、节约大量的经费、降低实验室建设成本，而且能够提高教学科研的质量与效率。
1 总体设计结构首先完成上位机与下位机实现各自基础功能的程序，上位机实现基础波形的输出，频率等参数可调，并配置好串口，利用串口助手模拟下位机，实现与下位机的通信；下位机利用串口接收上位机数据，通过DA输出。
2 系统模块设计2.1 Labview上位机首先在Labview程序框图中找到基本函数发生器，在我们需要的参数的端口点击右键创建输入控件，如图2-1所示，需要注意的是显示波形的波形图需要在前面板中得到。
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基于LabWindows/CVI的信号发生器设计实例
李彦保，李秉玺，王毅
(西北工业大学自动化学院3系，陕西西安 710072)
摘要：介绍一种基于LabWindows/CVI的正弦波信号发生器及其软件的设计过程。
关键词：软件；虚拟仪器；信号源
Designing Example of Signal Generator Based on LabWindows/CVI
LI Yan bao, LI Bing xi, WANG Yi
(Automation School, Northwest Polytechnical University, Xi’an 710072, China)
Abstract: This paper provides a realization of sin wave generator based on LabWindows/CVI. By this, we could find a common way of designing thekind of instrument.
Key words: software; virtual instrument; signal generator
1信号发生器硬件组成
仪器硬件主要由计算机及其接口、D/A转换和信号调理电路组成，原理框图如图1所示。
其中D/A转换器采用带数据锁存器的高精度芯片。
经D/A转换后的模拟信号通过滤波器进行滤波平滑、放大后即可使用。
其中滤波器的选择视输出信号频率范围及D/A转换位数而定，放大倍数根据实际需要分不同的档位。
2仪器面板设计
该过程主要包括创建控件和修改控件属性两部分。
设计的仪器面板如图2
所示。
2.1创建控件
用户界面共有八个控件：一个面板控件，一个图形控件，两个按钮控件，四个数字控件。
启动CVI，在工程窗口中选择菜单File--＞New User Interface(*.uir)，打开空白用户界面编辑窗口，在其中单击右键，依次选择Panel控件、Graph控件、四个Numeric控件、两个Command Button控件，依次放好。
2.2修改各控件的属性
将鼠标置于各控件图标上，并双击左键，在弹出的编辑窗口中设置好各控件的属性。
主要属性设置如表1所示。
完成以上设置后，即可将此用户界面文件命名保存。
3仪器程序设计
在完成用户界面设计后，CVI可自动生成许多代码以及缺省消息处理函数，只要在这些函数中添加所需的代码即可完成程序的设计。
操作如下：在以上完成的界面窗口菜单中选择Code→Generate→ALL Code，在弹出的界面中用鼠标点击Quitbutton项，使其前面出现一个小钩。
点击OK键即进入代码编辑窗口，整个程序中添加源代码如下。
在man函数前作如下声明：
以上语句定义了各个参数的类型，完成定义回调函数局部变量的功能，在该函数的case EVENTCOMMIT语句下加入如下语句：
以上语句用以产生正弦波形的离散序列值。
完成以上代码添加并保存后，在工程窗口中选择：Edit→Add File To Project...→All Files(*.*)，依次将前述界面文件、代码文件以及自动生成的头文件加入到工程文件中。
通过Run→Run Project命令即可运行工程文件。
4结束语
通过对该信号发生器所产生的信号进行测试，结果表明该信号源输出正弦信号性能优于普通传统信号源产生的信号。
通过以上设计实例，可见虚拟仪器具有硬件仪器无法比拟的优势。
我们可以举一反三，利用CVI库函数方便地设计出其他类信号发生器，也可以借助于C语言强大的开发功能开发出更多的信号源，并可将各信号源组合使用。
参考文献
［1］李宗葛.C语言程序设计［M］.武汉：华中理工大学出版社，1996.
［2］陈大光，等.基于LabWindows/CVI的水轮发电机组测试系统［J］.工业仪表与自动化装置，2003，(1).
［3］白鹏.虚拟仪器编程语言LabWindows/CVI教程［M］.北京：电子工业出版社，2001.。