毕业设计--基于LabVIEW的虚拟电子信息类实验教学系统的设计与研究

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1、 - 1 - 基于 LabVIEW 的虚拟电子信息类实验教学系统的设计 与研究 摘要 传统仪器下的高校实验教学，己严重滞后于信息时代和工程实际的需要。滞 后的实验设备无法满足现代测试技术所需要的速度快、实时性好、具有良好人机 界面的要求:难以实现功能扩展和资源共享。 虚拟仪器是在计算机为核心的硬件平台上， 通过软件将计算机硬件资源与仪 器硬件有地融为一体，利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析、 处理，形成既有传统仪器的基本功能，又有特殊功能的新型仪器。运用虚拟仪器 代替传统仪器，不但能满足电子信息类实验教学的需要，大大提高设备利用率实 现资源共享， 降低实验室建设成本， 用户还可以

2、根据自己需要定义仪器的新功能。 虚拟仪器设计及实现的核心是软件的开发。本文采用模块化的设计思想，描 述了基于 LabVIEW 开发平台设计虚拟示波器的过程，给出了虚拟信号频谱分析 仪、虚拟滤波器、虚拟信号发生器、虑拟积分器和微分器等实验教学用虚拟仪器 的一前面板图和程序流程图。这些虚拟仪器组成的系统，可用一于电路基础、电 子技术基础、信号与系统、自动控制理论等电子信息类课程的实验教学。 本文比较分析了当前流行的虚拟仪器体系结构和开发环境。叙述了虚拟仪器 设计过程的方法和体会，对虚拟仪器的开发有一定的参考价值。 关键词:LabVIEW，虚拟仪器，开发平台，实验教学系统 - 2 - 目录 基于 L

3、abVIEW 的虚拟电子信息类实验教学系统的设计与研究. - 1 - 目录. - 2 - 1 序言 - 3 - 1.1 实验教学设备存在的问题 - 3 - 1.2 虚拟仪器的基本概念、构成及其特点 - 3 - 1.3 虚拟仪器在实验教学中的运用 . - 5 - 1.3.1 虚拟仪器技术在仪器设备使用实验教学中的运用 - 5 - 1.3.2 虚拟仪器技术与 Interent 技术结合在远程教育中的运用 - 5 - 2 虚拟仪器及 LabVIEW - 6 - 2.1 虚拟仪器概述 . - 6 - 2.1.1 虚拟仪器的硬件体系 - 6 - 2.1.2 虚拟仪器的软件体系构成 . - 8 - 2.1

4、.3 虚拟仪器系统的整体设计 . - 8 - 2. 2 虚拟仪器开发平台 LabVIEW . - 9 - 2.2.1 LabVIEW 概述 . - 9 - 2.2.2 LabVIEW 的特点 - 9 - 2.2.3 LabVIEW 的模板 - 10 - 3 虚拟示波器的设计 . - 12 - 3.1 虚拟示波器的实现方案 . - 12 - 3.2 虚拟示波器的硬件体系 . - 12 - 3.2.1 硬件组成 - 12 - 3.2.2 数据采集卡 - 12 - 4 虚拟实验教学系统的设计与实现 - 14 - 4.1 虚拟函数发生器 - 14 - 4.1.1 虚拟函数发生器的功能 . - 14 - 4.1.2 前面板和流程图 . - 14 - 4.2 虚拟微分器和积分器 . - 15 - 4.2.1 仪器功能 - 15 - 4.2.2 前面板和流程图 . - 15 - 4.3 虚拟数字滤波器 - 16 - 4.3.1 虚拟数字滤波器的功能 . - 16 - 4.3.2 前面板和框图程序 - 17 - 4.4 虚拟实验教学系统的实现 - 17 - 5 结论 - 19 - 参考文献 - 2