虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告虛擬調(diào)制解調(diào)器設(shè)計(jì)

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1、西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 目 錄 1 前言. .1 2 虛擬儀器. .2 2.1 虛擬儀概述.2 2.1.1 虛擬儀器基本概念.2 2.1.2 虛擬儀器的構(gòu)成及分類.3 2.1.3 虛擬儀器的發(fā)展.3 2.2 LabVIEW 開(kāi)發(fā)平臺(tái). .4 2.2.1 LabVIEW 開(kāi)發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)介.4 2.2.2 LabVIEW 編程.6 3 調(diào)制解調(diào)器.8 3.1 調(diào)制解調(diào)器的概念及分類.8 3.2 調(diào)制解調(diào)器的作用.9 3.3 調(diào)制解調(diào)器的工作原理.9 4 巴特沃斯低通濾波器.10 5 虛擬調(diào)制解調(diào)器.12 5.1 調(diào)制解調(diào)原理及算法.12 5.2 程序設(shè)計(jì).13 6 總結(jié)與體會(huì).18

2、7 謝辭.19 8 參考文獻(xiàn).20 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 0 頁(yè) 1 前言 進(jìn)入 90 年代以來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,測(cè)試技術(shù)在這一巨大的推動(dòng) 下,從傳統(tǒng)的儀器模式脫穎而出,出現(xiàn)了新的測(cè)試儀器-虛擬儀器。虛擬儀器 是通過(guò)應(yīng)用程序?qū)⑼ㄓ糜?jì)算機(jī)與儀器硬件結(jié)合起來(lái),用戶可以通過(guò)友好的圖形界 面(通常叫作虛擬前面板)操作這臺(tái)計(jì)算機(jī),就象在操作自己定制的一抬傳統(tǒng)儀器 一樣.虛擬儀器以透明的方式把計(jì)算機(jī)資源(如微處理器,內(nèi)存,顯示器等)和儀器 硬件(如 A/D,D/A/,數(shù)字 I/O,定時(shí)器,信號(hào)調(diào)理等)的測(cè)量,控制能力結(jié)合在一起,

3、通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理表達(dá)以及圖形化用戶口。本次主要設(shè)計(jì)基于 LabVIEW 的虛擬調(diào)制解調(diào)器。能夠?qū)崿F(xiàn)用該調(diào)幅波解調(diào)器可觀察調(diào)幅波，以及 經(jīng)過(guò)巴特斯濾波器后的解調(diào)信號(hào)波形。此系統(tǒng)具有參數(shù)調(diào)節(jié)方便、易實(shí)現(xiàn)、可 靠度高等優(yōu)點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)的意義在于在高等工程教育中采用虛擬實(shí)驗(yàn)室，可以從根本上解決 實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)嚴(yán)重短缺問(wèn)題。作為傳統(tǒng)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充，使學(xué)生初步掌 握仿真軟件技術(shù)，可使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容緊密聯(lián)系課本內(nèi)容，比較全面地概括和反映部 分所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，將課堂內(nèi)容具體化。 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 1 頁(yè) 2 虛擬儀器 2.1 虛擬儀器概述 虛擬儀器徹底打破了傳統(tǒng)儀器只能由生產(chǎn)

4、廠家定義，用戶無(wú)法改變的局面， 從而使得任何一個(gè)用戶都可以方便靈活地用鼠標(biāo)或按鍵在計(jì)算機(jī)顯示屏幕上操 作虛擬儀器軟面板的各種“旋鈕”進(jìn)行測(cè)試工作，并可以根據(jù)不同的測(cè)試要求 通過(guò)窗口切換不同的虛擬儀器，或通過(guò)修改軟件來(lái)改變、增減虛擬儀器系統(tǒng)的 功能與規(guī)模。虛擬儀器具有的這種“可開(kāi)發(fā)性”和“可擴(kuò)展性”等優(yōu)越特點(diǎn)使 虛擬儀器具有強(qiáng)大的生命力和競(jìng)爭(zhēng)力。 2.1.1 虛擬儀器基本概念 虛擬儀器的概念最早由美國(guó) NI 公司于 1895 年提出，其英文原稱為 Vrul Instrument，簡(jiǎn)稱 vi。所謂虛擬儀器，就是在以計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上，其 功能由用戶設(shè)計(jì)和定義，具有虛擬面板，其測(cè)試功能由測(cè)試軟

5、件實(shí)現(xiàn)的一種計(jì) 算機(jī)測(cè)試系統(tǒng).虛擬儀器的實(shí)質(zhì)是利用計(jì)算機(jī)顯示器的顯示功能來(lái)模擬傳統(tǒng)儀器 的控制面板，以多種形式表達(dá)輸出檢測(cè)結(jié)果:利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的軟件功能來(lái)實(shí)現(xiàn) 信號(hào)數(shù)據(jù)的運(yùn)算、分析和處理:利用 I/0 接口設(shè)備完成信號(hào)的采集、測(cè)量與調(diào)理， 從而建立集各種測(cè)試功能為一體的計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。使用者通過(guò)鼠標(biāo)和鍵盤操 作虛擬面板，就如同使用一臺(tái)專用測(cè)盆儀器一樣。 虛擬儀器的“虛擬”兩字主要包含以下兩方面的義。 (1)虛擬儀器的面板是虛擬的 虛擬儀器面板上的各種“圖標(biāo)”與傳統(tǒng)的儀器面板上的各種“器件”所完 成的功能是相同的;由各種開(kāi)關(guān)、按鈕、顯示器等圖標(biāo)實(shí)現(xiàn)儀器電源的 “通”、 “斷”;被測(cè)信號(hào)的“輸入通

6、道”、“放大倍數(shù)”等參數(shù)設(shè)置 ,及測(cè)量結(jié)果的“數(shù) 值顯示”、“波形顯示等”。 傳統(tǒng)儀器面板上的器件都是實(shí)物,而且是由手動(dòng)和觸摸進(jìn)行操作的;虛擬儀器 前面板是外形與實(shí)物相像的圖標(biāo),每個(gè)圖標(biāo)的通、斷、放大等動(dòng)作通過(guò)用戶操作 計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)或鍵盤來(lái)完成。因此,設(shè)計(jì)虛擬儀器前面板就是在前面板設(shè)計(jì)窗口中 擺放所需圖標(biāo),然后對(duì)圖標(biāo)的屬性進(jìn)行設(shè)置。 (2)虛擬儀器測(cè)量功能是通過(guò)對(duì)圖形化軟件流程土的編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的 虛擬儀器是在以 PC 為核心組成的平臺(tái)支持下 ,通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)儀器功 能的。因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)不同測(cè)試功能軟件模塊的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)多種測(cè)試功能，所以, 在硬件平臺(tái)確定后,就有“軟件就是儀器”的說(shuō)法。這也具體體現(xiàn)

7、了測(cè)試技術(shù)與 計(jì)算機(jī)深層次的結(jié)合。 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 2 頁(yè) 2.1.2 虛擬儀器的構(gòu)成及分類 虛擬儀器由通用儀器硬件平臺(tái)(簡(jiǎn)稱硬件平臺(tái))和應(yīng)用軟件兩大部分構(gòu)成。 (1)虛擬儀器的硬件平臺(tái) 虛擬儀器的硬件平臺(tái)由兩部分組成:(a) 計(jì)算機(jī)：一般為一臺(tái) PC機(jī)或者工作站， 其為硬件平臺(tái)的核心。(b)I/0 接口設(shè)備：I/0 接口設(shè)備主要完成被測(cè)輸入信號(hào)的采 集、放大、A/D轉(zhuǎn)換。不同的總線有其相應(yīng)的I/0接口硬件設(shè)備，如利用PC機(jī)總 線的數(shù)據(jù)采集板卡、GPIB總線、VXI總線儀器模塊、PXI總線儀器模塊、串行總 線儀器等。虛擬儀器的構(gòu)成方式主要有5種類型：(a)PC-D

8、AQ系統(tǒng)：PC-DAQ系 統(tǒng)是以數(shù)據(jù)采集卡、信號(hào)調(diào)理電路及計(jì)算機(jī)為儀器硬件平臺(tái)組成的插卡式虛擬 儀器系統(tǒng)。這種系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)的PCI或工SA 總線，數(shù)據(jù)采集卡直接插入計(jì)算機(jī) 底板上的相應(yīng)總線插槽.(b)GPIB系統(tǒng)：GPB系統(tǒng)是以PB標(biāo)準(zhǔn)總線儀器與計(jì)算機(jī)為 儀器平臺(tái)組成的虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)。(c)VXI系統(tǒng)：VX6是以VXI標(biāo)準(zhǔn)總線儀器模 塊與計(jì)算機(jī)為儀器平臺(tái)組成的虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)。(d)PXI系統(tǒng)：PX工系統(tǒng)是以 PXI標(biāo)準(zhǔn)總線儀器模塊與計(jì)算機(jī)為儀器平臺(tái)組成的虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)。(e)串口系 統(tǒng)：串口系統(tǒng)是以Serial標(biāo)準(zhǔn)總線儀器與計(jì)算機(jī)為儀器平臺(tái)組成的虛擬儀器測(cè)試 系統(tǒng)。 (2)虛擬儀器的軟

9、件 目前虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)工具有如下兩類: (a)文本式開(kāi)發(fā)平臺(tái)：VisualC+,VisualBasic,LabWindows/CVI等； (b)圖形化開(kāi)發(fā)平臺(tái)：如LabVIEW,HPVE等。 2.1.3 虛擬儀器的發(fā)展 虛擬儀器發(fā)展至今，大體可以分為四代：模擬儀器、分立元件式儀器、數(shù) 字化儀器、智能儀器和虛擬儀器。第一代-模擬儀器。這類儀器看起來(lái)在某些 實(shí)驗(yàn)室仍然恩能夠看到，是以電磁感應(yīng)基本定律為基礎(chǔ)的指針式儀器，如指針 式萬(wàn)用表、指針式電壓表、指針式電流表等。這類指針式儀器借助指針來(lái)顯示 最終結(jié)果。第二代-分立元件式儀器。當(dāng) 20 世紀(jì) 50 年代出現(xiàn)電子管，20 世紀(jì) 60 年代出現(xiàn)晶體

10、管時(shí)，便產(chǎn)生了以電子管或晶體管電子電路為基礎(chǔ)的第二代測(cè) 試儀器-分立元件式儀器。第三代-數(shù)字化儀器。20 世紀(jì) 70 年代，隨著集成 電路的出現(xiàn)，誕生了以集成電路芯片為基礎(chǔ)的第三代儀器這類儀器目前相當(dāng)普 及，如數(shù)字電壓表，數(shù)字頻率計(jì)等。這類儀器將模擬信號(hào)的測(cè)量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信 號(hào)的測(cè)量，并以數(shù)字方式輸出最終結(jié)果，適用于快速響應(yīng)和較高準(zhǔn)確度的測(cè)量。 第四代-智能儀器。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和微處理器的普及，以微處理器為 核心的第四代儀器-智能儀器也迅速普及。這類儀器內(nèi)置微處理器，既能進(jìn)行 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 3 頁(yè) 自動(dòng)測(cè)試，又具有一定的數(shù)據(jù)處理功能，可取代部分腦力勞動(dòng)，習(xí)慣

11、上稱之智 能儀器。其缺 點(diǎn)是它的功能模塊全部都以硬件的形式存在，無(wú)論對(duì)開(kāi)發(fā)還是針對(duì)應(yīng)用，都缺 乏靈活性。 隨著計(jì)算機(jī)、通信、微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，以及網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)和信息 化要求的不斷提高，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到虛擬儀器領(lǐng)域中是虛擬儀器發(fā)展的大趨勢(shì)。 在國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器的概念目前還沒(méi)有一個(gè)比較明確的提法，也沒(méi)有一個(gè)被 測(cè)量界廣泛接受的定義。其一般特征是將虛擬儀器、外部設(shè)備、被測(cè)試點(diǎn)以及 數(shù)據(jù)庫(kù)等資源納入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)資源共享，共同完成測(cè)試任務(wù)。使用網(wǎng)絡(luò)化虛擬 儀器，可在任何地點(diǎn)、任何時(shí)刻獲取到測(cè)量數(shù)據(jù)信息的愿望成為現(xiàn)實(shí)。網(wǎng)絡(luò)化 虛擬儀器也適合在異地或遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)采集、故障監(jiān)測(cè)、報(bào)警等。 2.2 Lab

12、VIEW 開(kāi)發(fā)平臺(tái) 2.2.1 LabVIEW 開(kāi)發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)介 LabVIEW 是一個(gè)完全的、開(kāi)放式的虛擬儀器開(kāi)發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用軟件，利用它組 建儀器測(cè)試系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以大大簡(jiǎn)化程序的設(shè)計(jì)。LabVIEW 與 Visual C+、Visual Basic、LabWindows/CVI 等編程語(yǔ)言不同，后者采用的是基 于文本語(yǔ)言的程序代碼（Code），而 LabVIEW 則是使用圖形化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 G（Graphic），用框圖代替了傳統(tǒng)的程序代碼。LabVIEW 所運(yùn)用的設(shè)備圖標(biāo)與 科學(xué)家、工程師們習(xí)慣的大部分圖標(biāo)基本一致，這使得編程過(guò)程和思維過(guò)程非 常的相似。 LabVIEW 包含有專門用于設(shè)計(jì)

13、數(shù)據(jù)采集程序和儀器控制程序的函數(shù)庫(kù)和開(kāi) 發(fā)工具庫(kù)。LabVIEW 的程序設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上就是設(shè)計(jì)一個(gè)個(gè)的 虛擬儀器，即 VIs。在計(jì)算機(jī)顯示屏幕上利用函數(shù)庫(kù)和開(kāi)發(fā)工具庫(kù)產(chǎn)生一個(gè)前面版 （Front Panel）；在后臺(tái)則是利用圖形化的編程語(yǔ)言編制用于控制前面板的框圖 程序。程序的前面板具有與傳統(tǒng)儀器相類似的界面，可接受用戶的鼠標(biāo)和鍵盤 指令。一般來(lái)說(shuō)，每一個(gè) VI 都可以被其他 VI 調(diào)用，其功能類似于文本語(yǔ)言的 子程序嵌套；而這種嵌套的層次，從理論上講，是不受任何限制的。 LabVIEW 是帶有可擴(kuò)展函數(shù)庫(kù)和子程序庫(kù)的通用程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)。它提供了 用于 GPIB 設(shè)備控制、VXI 總線控制、串行口設(shè)

14、備控制、以及數(shù)據(jù)分析、顯示和 存儲(chǔ)的應(yīng)用程序模塊。LabVIEW 可方便的調(diào)用 Windows 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)和用戶自定 義的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的函數(shù)；LabVIEW 還提供了 CIN (C Interface Node) 節(jié)點(diǎn)使得 用戶可以使用由 C 或 C+語(yǔ)言，如 ANSI C, 編譯的程序模塊，使得 LabVIEW 成 為一個(gè)開(kāi)放的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。LabVIEW 還直接支持動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）、結(jié)構(gòu)化 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 4 頁(yè) 查詢語(yǔ)言（SQL）、TCP 和 UDP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等。此外， LabVIEW 還提供了專門用 于程 序開(kāi)發(fā)的工具箱，使得用戶能夠很方便的設(shè)置斷點(diǎn)，動(dòng)

15、態(tài)的執(zhí)行程序來(lái)非常直 觀形象的觀察數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程，以及進(jìn)行方便的調(diào)試。 LabVIEW 的運(yùn)行機(jī)制就宏觀上講已經(jīng)不再是傳統(tǒng)上的馮諾伊曼計(jì)算機(jī)體 系結(jié)構(gòu)的執(zhí)行方式了。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言（如 C）中的順序執(zhí)行結(jié)構(gòu)在 LabVIEW 中被并行機(jī)制所代替；從本質(zhì)上講，它是一種帶有圖形控制流結(jié)構(gòu)的 數(shù)據(jù)流模式（Data Flow Mode），這種方式確保了程序中的函數(shù)節(jié)點(diǎn) （Function Node）只有在獲得它的全部數(shù)據(jù)后才能夠被執(zhí)行。也就是說(shuō)，在這 種數(shù)據(jù)流程序的概念中，程序的執(zhí)行是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的，它不受操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī) 等因素的影響。 既然 LabVIEW 程序是數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)的，數(shù)據(jù)流程序設(shè)計(jì)規(guī)定，一個(gè)

16、目標(biāo)只有 當(dāng)它的所有輸入有效時(shí)才能夠被執(zhí)行；而目標(biāo)的輸出只有當(dāng)它的功能完全時(shí)才 是有效的。這樣，LabVIEW 中被連接的函數(shù)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流控制著程序的執(zhí) 行次序，而不像文本程序受到行順序執(zhí)行的約束。從而，我們可以通過(guò)相互連 接函數(shù)節(jié)點(diǎn)快速簡(jiǎn)潔的開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，甚至還可以有多個(gè)數(shù)據(jù)通道同步運(yùn)行， 即所謂的多線程（Multithreading）。 LabVIEW 的核心是 VI。VI 有一個(gè)人機(jī)對(duì)話的用戶界面前面板 （Front Panel）和相當(dāng)于源代碼功能的框圖程序（Diagram）。前面板接受來(lái)自 框圖程序的指令。在 VI 的前面板中，控件（Controls）模擬了儀器的輸入裝置 并把數(shù)據(jù)

17、提供給 VI 的框圖程序；而指示器（Indicators）則是模擬了儀器的輸出 裝置并顯示由框圖程序獲得或產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。當(dāng)把一個(gè)控件或指示器放置到前面 板上時(shí)，LabVIEW 便在框圖程序中相應(yīng)的產(chǎn)生了一個(gè)終端（Terminals），這個(gè) 從屬于控件或指示器的終端不能隨意的被刪除，只有刪除它對(duì)應(yīng)的控件或指示 器時(shí)它才會(huì)隨之一起被刪除。 用 LabVIEW 編制框圖程序時(shí)，不必受常規(guī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)法細(xì)節(jié)的限制。首先， 從函數(shù)面板（Function Palette ）中選擇需要的函數(shù)節(jié)點(diǎn)（ Function Node），將之 置于框圖上適當(dāng)?shù)奈恢茫蝗缓笥眠B線（Wires ）連接各函數(shù)節(jié)點(diǎn)在框圖程序中的

18、端口（Port ），用來(lái)在函數(shù)節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)。這些函數(shù)節(jié)點(diǎn)包括了簡(jiǎn)單的計(jì)算 函數(shù)、高級(jí)的采集和分析 VI 以及用來(lái)存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)的文件輸入輸出函數(shù)和網(wǎng) 絡(luò)函數(shù)。 用 LabVIEW 編制出的圖形化 VI 是分層次和模塊化的。我們可以將之用于 頂層（Top Level）程序，也可用作其他程序或子程序的子程序。一個(gè) VI 用在其 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 5 頁(yè) 它 VI 中，稱之為 subVI，subVI 在調(diào)用它的程序中同樣是以一個(gè)圖標(biāo)的形式出 現(xiàn)的；為了區(qū)分各個(gè) subVI，它們的圖標(biāo)是可編輯的。LabVIEW 依附并發(fā)展了 模塊化程序設(shè)計(jì)的概念。用戶可以把一個(gè)應(yīng)用任務(wù)

19、分解成為一系列的子任務(wù)， 每個(gè)子任務(wù) 還可以分解成許多更低一級(jí)的子任務(wù)，直到把一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題分解成為許多子 任務(wù)的組合。首先設(shè)計(jì) subVI 完成每個(gè)子任務(wù)，然后將之逐步組合成為能夠解 決最終問(wèn)題的 VI。 圖形化的程序設(shè)計(jì)編程簡(jiǎn)單、直觀、開(kāi)發(fā)效率高。隨著虛擬儀器技術(shù)的不斷 發(fā)展，圖形化的編程語(yǔ)言必將成為測(cè)試和控制領(lǐng)域內(nèi)最有前途的發(fā)展方向。 2.2.2 LabVIEW 編程 LabVIEW 編程主要包括前面板設(shè)計(jì)和構(gòu)建框圖程序。 （1）前面板的設(shè)計(jì) 前面板是程序設(shè)計(jì)與用戶交流的窗口,一個(gè)良好的前面板可以給用戶帶來(lái)一 種友好的感覺(jué),甚至是一種鎂的享受.前面板主要由控件構(gòu)成,控件又分為控制件 和顯

20、示件。 設(shè)計(jì)前面板所用的全部控件都在控件模板(controls palette)模板形式的 默認(rèn)設(shè)置為： 模板外觀 palette view-Express(快速模板形式) 模板格式 Format-Standard(標(biāo)準(zhǔn)格式) 導(dǎo)航按鈕 Navigation Buttons-Label selected icons 前面板的設(shè)計(jì)主要有以下幾個(gè)方面：1、控件的設(shè)置:很多時(shí)候,Labview 對(duì) 控件的默認(rèn)設(shè)置往往并不能滿足我們的需要,這時(shí)候單擊鼠標(biāo)右鍵,彈出快捷鍵, 選中 properties,可進(jìn)行外觀設(shè)置、數(shù)據(jù)范圍設(shè)置、刻度設(shè)置、數(shù)據(jù)格式與精度 設(shè)置等。2、布爾量的設(shè)置:包括外觀設(shè)置與動(dòng)作方

21、式設(shè)置。3、快捷鍵的設(shè)置與 編輯鍵盤焦點(diǎn)順序:包括快捷鍵設(shè)置和編輯鍵盤焦點(diǎn)順序。4、其他設(shè)置:缺省值 設(shè)置、可見(jiàn)性設(shè)置、顏色設(shè)置、顏色梯度條等?？丶牟贾?包括替換與刪除控 件、改變控件大小與控件比例化、控件排列、組合和鎖定控件。定制控件：創(chuàng) 建自定義控件、創(chuàng)建自定義控件圖標(biāo)、類定義。 （2）構(gòu)建程序框圖 程序框圖是以圖形表示的 Labview 程序源代碼,是實(shí)現(xiàn)程序功能的核心部分。 程序框圖里的對(duì)象有：節(jié)點(diǎn)、端口、連線。 Labview 程序框圖里有以下幾類節(jié)點(diǎn)： 函數(shù)節(jié)點(diǎn):函數(shù)節(jié)點(diǎn)是完成 Labview 程序功能的最基本的成員.Labview 有兩類函數(shù)節(jié)點(diǎn),一類叫 Function, 西

22、華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 6 頁(yè) 他是完成的功能相對(duì)簡(jiǎn)單,輸入輸出端口相對(duì)較少。另一類叫 SUBVI,這實(shí)際就是 供其他程序調(diào)用的子程序.這兩類節(jié)點(diǎn)統(tǒng)稱為函數(shù)節(jié)點(diǎn).函數(shù)節(jié)點(diǎn)抖擻可以從函 數(shù)模板調(diào)出。結(jié)構(gòu):結(jié)構(gòu)是一種程序流程控制節(jié)點(diǎn),他們放置在程序框圖中,外 形一般是一個(gè)可以縮放的邊框,當(dāng)它與其他節(jié)點(diǎn)的連線有數(shù)據(jù)通過(guò)來(lái)時(shí),邊框內(nèi) 的一段代 碼或者反復(fù)執(zhí)行,或者有條件執(zhí)行,或者按照一定的順序執(zhí)行。結(jié)構(gòu)內(nèi)的一 段代碼叫子框圖 subdiagram；結(jié)構(gòu)邊框上數(shù)據(jù)輸入輸出的端口叫做通道 channel.LABVIEW 有 7 種結(jié)構(gòu):FOR 循環(huán)、WHILE 循環(huán)、選擇結(jié)構(gòu)、展平的順

23、序結(jié) 構(gòu)、層疊結(jié)構(gòu)、公式節(jié)點(diǎn)和事件結(jié)構(gòu)。屬性節(jié)點(diǎn):property node,它的頂端有 兩對(duì)參數(shù),一對(duì)參考號(hào) reference 和復(fù)制的參考號(hào) dup reference,另一對(duì)是 error in 和 error out.只有一個(gè)屬性端口.如果需要對(duì)一個(gè)對(duì)象的多種屬性進(jìn) 行操作,可以擴(kuò)大屬性節(jié)點(diǎn)讓它顯示更多的屬性條目。代碼調(diào)用節(jié)點(diǎn)和調(diào)用庫(kù) 函數(shù)節(jié)點(diǎn)。 包含節(jié)點(diǎn)和使用參考號(hào)調(diào)用節(jié)點(diǎn)。 Labview 程序框圖有以下幾類端口： 控件端口：控件端口有圖標(biāo)和數(shù) 據(jù)類型端口兩種顯示方式,圖標(biāo)形式的控件端口用一個(gè)縮略圖顯示控件的形狀, 用邊框的顏色表示控件的數(shù)據(jù)類型,并在下方用一個(gè)小方框里的文字進(jìn)一

24、步說(shuō)明 控件的數(shù)據(jù)類型.控件端口的圖標(biāo)形式對(duì)于編程時(shí)了解端口所代表的空間很方便,但 是占據(jù)程序框圖的位子也比較大.控件端口另外一種顯示方式是數(shù)據(jù)類型形式. 數(shù)據(jù)類型形式的控件端口用整體的顏色表示控件的數(shù)據(jù)類型,并用文字進(jìn)一步說(shuō) 明控件的數(shù)據(jù)類型.控件端口兩種顯示方式的轉(zhuǎn)換可以通過(guò)在控件端口上彈出快 菜單,選中或不選中 VIEW AS ICON 來(lái)實(shí)現(xiàn)。 節(jié)點(diǎn)端口：節(jié)點(diǎn)端口節(jié)點(diǎn)連線的 位置,即數(shù)據(jù)傳遞的端點(diǎn)。函數(shù)節(jié)點(diǎn)圖標(biāo)都可以顯示為端口形式,我們?cè)谇懊鎰?chuàng) 建的 VI 程序框圖里,各個(gè)節(jié)點(diǎn)上彈出的快捷菜單中,選命令 Visible ItemsTerminals.程序框圖變?yōu)橐环N很方便連線的形式，但

25、不利于了解函數(shù)功 能.有些函數(shù)節(jié)點(diǎn)缺省的端口數(shù)不能滿足程序設(shè)計(jì)的要求,增減端口數(shù)量的方法 和縮放控件大小的方法類似.即用定位工具拖動(dòng)圖標(biāo)邊緣.也可以在已有端口上 彈出快捷菜單選 Add Input、Remove Input、Remove Output 等命令。節(jié)點(diǎn)端口 也用顏色表示數(shù)據(jù)類型。 結(jié)構(gòu)端口：結(jié)構(gòu)上數(shù)據(jù)輸入輸出的端點(diǎn)就叫結(jié)構(gòu)端 點(diǎn)。 常數(shù) ：Labview 有兩類常數(shù)。通用常數(shù)：例如自然對(duì)數(shù)的底 e,回車 符等。用戶定義常數(shù)：Labview 函數(shù)模板中有各種常用數(shù)據(jù)類型的常數(shù),用戶 可以在編寫程序時(shí)為它賦值.例如數(shù)值型常數(shù) Numeric Constant 位于數(shù)值字模 板,它的默認(rèn)

26、值是 32 位整型數(shù) 0,用戶可以給它定義任意類型的數(shù)值,程序運(yùn)行時(shí) 就保持這個(gè)值。也可以從 VI 前面板,甚至其他 VI 前面板拖動(dòng)或復(fù)制一個(gè)控件到 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 7 頁(yè) 程序框圖產(chǎn)生一個(gè)用戶定義的常數(shù)。 連線是編寫 LabVIEW 程序的一項(xiàng)主要工作，下面詳細(xì)介紹連線的知識(shí)和技 巧。 線型：LabVIEW 用連線的形狀與顏色表示不同的數(shù)據(jù)類型。例如橙色代 表沸點(diǎn)數(shù)藍(lán)色代表整型數(shù)等。細(xì)線代表單個(gè)數(shù)據(jù)，點(diǎn)線代表布爾量，粗線代 表數(shù)組等。 手工連線：連線工具是經(jīng)過(guò)一個(gè)端口時(shí)，端口將閃爍，提示操 作者單擊鼠標(biāo)， 將連線連接到這里，并彈出一個(gè)提示條用黃色的文本框顯示出

27、端口的名稱。 在端口之間移動(dòng)連線工具時(shí)不必按下鼠標(biāo)。連線可以直角彎折一次。需要更多 彎折時(shí)，在彎折處單擊鼠標(biāo)即可。 需要移動(dòng)或者刪除連線時(shí)，選中該連線可 用鼠標(biāo)直接拖動(dòng)，按 Delete 鍵就 可以刪除。 自動(dòng)布線：自動(dòng)布線功能幫 助我們更合理的布置連線?？梢杂貌藛蚊?ToolsOptions 打開(kāi) Block Diagram 設(shè)置對(duì)話框，選中或不選 Enable automactic wire routing 來(lái)切換自 動(dòng)布線功能的 打開(kāi)與關(guān)閉。也可以在連線開(kāi)始時(shí)按 A 鍵進(jìn)行切換。對(duì)于手工連 線也可以在線上彈出快捷菜單用 Clean Up Wire 命令重新布置。 自動(dòng)連線： LabVI

28、EW 可以自動(dòng)為方今程序框圖的對(duì)象連線。當(dāng)移動(dòng)一個(gè)對(duì)象接近其他對(duì)象時(shí)， 會(huì)出現(xiàn)一段臨時(shí)連線，當(dāng)它防進(jìn)程序框圖后，兩個(gè)對(duì)象就連接起來(lái)。LabVIEW 找 到它認(rèn)為數(shù)據(jù)類型最匹配的端口進(jìn)行連線。 總之，連線型圖標(biāo)表示程序執(zhí)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)流及其流動(dòng)方向，類似于普 通程序中的變量。在 LabVIEW 開(kāi)發(fā)平臺(tái)創(chuàng)建虛擬儀器就是在前面板開(kāi)發(fā)窗口與 流程圖編輯窗口進(jìn)行虛擬前面板及其想對(duì)應(yīng)的流程圖程序設(shè)計(jì)。編輯好的流程 圖程序是用圖形化表示的。圖形化的變成思想與用源代碼的傳統(tǒng)程序編程思想 是一致的。為了完成對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)的采集，需要編寫對(duì) I/O 借口硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng) 程序。為了對(duì)采集的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，分析處理，

29、需要編寫運(yùn)算，分析處理 程序等。 使用 LabVIEW 開(kāi)發(fā)平臺(tái)編輯程序的特別之處就是將傳統(tǒng)程序所需 要的常量，數(shù)組，數(shù)據(jù)流控制命令等語(yǔ)句代碼都用圖標(biāo)表示，不熟悉用源代碼 進(jìn)行語(yǔ)言編程的工程師，科學(xué)家一樣可以隨心所欲地編制流程圖程序。我們可 以把用 LabVIEW 圖形編寫的流程圖程序理解為就是源代碼編寫的傳統(tǒng)程序，他 們的區(qū)別只是表達(dá)方式不同而已。 3 調(diào)制解調(diào)器 3.1 調(diào)制解調(diào)器的概念及分類 調(diào)制解調(diào)器（即 Modem），是計(jì)算機(jī)與電話線之間進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換的裝置， 由調(diào)制器和解調(diào)器兩部分組成，調(diào)制器是把計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)（如文件等）調(diào) 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 8 頁(yè) 制

30、成可在電話線上傳輸?shù)穆曇粜盘?hào)的裝置，在接收端，解調(diào)器再把聲音信號(hào)轉(zhuǎn) 換成計(jì)算機(jī)能接收的數(shù)字信號(hào)。通過(guò)調(diào)制解調(diào)器和電話線就可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之 間的數(shù)據(jù)通信。 目前調(diào)制解調(diào)器主要有兩種：內(nèi)置式和外置式。(1)內(nèi)置式調(diào)制解調(diào)器其實(shí) 就是一塊計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展卡，插入計(jì)算機(jī)內(nèi)的一個(gè)擴(kuò)展槽即可使用，它無(wú)需占用 計(jì)算機(jī)的串行端口。它的連線相當(dāng)簡(jiǎn)單，把電話線接頭插入卡上的“Line”插口， 卡 上另一個(gè)接口“Phone”則與電話機(jī)相連，平時(shí)不用調(diào)制解調(diào)器時(shí)，電話機(jī)使用 一點(diǎn)也不受影響。(2)外置式調(diào)制解調(diào)器則是一個(gè)放在計(jì)算機(jī)外部的盒式裝置， 它需占用電腦的一個(gè)串行端口，還需要連接單獨(dú)的電源才能工作，外置式調(diào)制 解調(diào)

31、器面板上有幾盞狀態(tài)指示燈，可方便您監(jiān)視 Modem 的通訊狀態(tài)，并且外置 式調(diào)制解調(diào)器安裝和拆卸容易，設(shè)置和維修也很方便，還便于攜帶。外置式調(diào) 制解調(diào)器的連接也很方便，phone 和 line 的接法同內(nèi)置式調(diào)制解調(diào)器。但是外置 式調(diào)制解調(diào)器還得用一根串行電纜把計(jì)算機(jī)的一個(gè)串行口和調(diào)制解調(diào)器串行口 連起來(lái)。3.2 調(diào)制解調(diào)器的作用 調(diào)制解調(diào)器是調(diào)制器解調(diào)制器的簡(jiǎn)稱。它安裝在電腦和電話系統(tǒng)之間， 使電腦可以通過(guò)電話線與另一臺(tái)電腦進(jìn)行信息交換。 電話系統(tǒng)的主要功能是傳輸聲音信號(hào)。由于電話線路分布很廣，為電腦之 間的連接提供了條件，也為人們連入互聯(lián)網(wǎng)（Internet ）提供了方便。電話線路 是傳輸

32、聲音信號(hào)的，而電腦發(fā)送的是數(shù)字信號(hào)，要使數(shù)字信號(hào)能夠通過(guò)電話線 路傳輸，必須使用一種叫作調(diào)制解調(diào)器的設(shè)備。調(diào)制是將數(shù)字信號(hào)與音頻載波 組合，產(chǎn)生適合于電話線上傳輸?shù)囊纛l信號(hào)（模擬信號(hào)），解調(diào)是從音頻信號(hào) 中恢復(fù)出數(shù)字信號(hào)。 調(diào)制解調(diào)器從電腦接收到數(shù)字信號(hào)后，將它們轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)，然后通過(guò) 電話系統(tǒng)傳輸出去；在接收端，另一個(gè)調(diào)制解調(diào)器將這些聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號(hào)，即進(jìn)行解調(diào)，再發(fā)送給電腦。這樣，通過(guò)電話線就把兩臺(tái)電腦連接起來(lái) 了。它是為數(shù)據(jù)通信的數(shù)字信號(hào)在具有有限帶寬的模擬信道上進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸 而設(shè)計(jì)的，一般由基帶處理、調(diào)制解調(diào)、信號(hào)放大和濾波、均衡等幾部分組成。 3.3 調(diào)制解調(diào)器的工作原理

33、 調(diào)制解調(diào)器由發(fā)送、接收、控制、接口、操縱面板及電源等部分組成。數(shù) 據(jù)終端設(shè)備以二進(jìn)制串行信號(hào)形式提供發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)接口轉(zhuǎn)換為內(nèi)部邏輯電 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 9 頁(yè) 平送入發(fā)送部分，經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制成線路要求的信號(hào)向線路發(fā)送。接收部分接 收來(lái)自線路的信號(hào)，經(jīng)濾波、反調(diào)制、電平轉(zhuǎn)換后還原成數(shù)字信號(hào)送入數(shù)字終 端設(shè)備。電話線可以使通信的雙方在相距幾千公里的地方相互通話，是由于在 每隔一定距離都設(shè)有中繼放大設(shè)備，保證話音清晰。在這些設(shè)備上若再配置 Modem，則能通電話的地方就可傳輸數(shù)據(jù)。一般電話線路的話音帶寬在 3003400Hz 范圍，用它傳送數(shù)字信號(hào)，其信號(hào)頻率也必須在

34、該范圍。常用的 調(diào)制方法有三種:頻移鍵控(FSK)、相移鍵控(PSK) 、相位幅度調(diào)制(PAM)。 Modem 通常有三種工作方式:掛機(jī)方式、通話方式、聯(lián)機(jī)方式。電話線未接 通 是掛機(jī)方式;雙方通過(guò)電話進(jìn)行通話是通話方式;Modem 已聯(lián)通，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸是 聯(lián)機(jī)方式。 數(shù)模轉(zhuǎn)換的調(diào)制方法也有三種:（1）頻移鍵控(FS K)。用特殊的 音頻范圍來(lái)區(qū)別發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)。如調(diào)頻 ModemBell-103 型發(fā)送和接收數(shù) 據(jù)的二進(jìn)制邏輯被指定的專用頻率是:發(fā)送，信號(hào)邏輯 0、頻率 1070Hz，信號(hào)邏 輯 1、頻率 1270Hz;接收，信號(hào)邏輯 0、頻率 20 25Hz，信號(hào)邏輯 1、頻率 222

35、5Hz。(2)相移鍵控(PSK)，高速的 Modem 常用四相制，八相制，而四相制是 用四個(gè)不同的相位表示 00、01、10、11 四個(gè)二進(jìn)制數(shù)，如調(diào)相 ModemBell-212A 型。該技術(shù)可以使 3 00bps 的 Modem 傳送 600bps 的信息，因此在不提高線路調(diào) 制速率僅提高信號(hào)傳輸速率時(shí)很有意義，但控制復(fù)雜，成本較高，八相制更復(fù) 雜。(3)相位幅度調(diào)制(PAM)，為盡量提高傳輸速率，不提高調(diào)制速率，采用相 位調(diào)制和幅度調(diào)制結(jié)合的方法。它可用 16 個(gè)不同的相位和幅度電平，使 1200bps 的 Modem 傳送 19200bps 的數(shù)據(jù)信號(hào)。該種 Modem 一般用于高速同

36、步通 信中。 調(diào)制解調(diào)器通電后，通常先進(jìn)入掛機(jī)方式，通過(guò)電話撥號(hào)撥通線路后進(jìn)入 通話方式，最后通過(guò) Modem 的握手 過(guò)程進(jìn)入聯(lián)機(jī)方式。正常使用時(shí)，由使用 者通過(guò)控制電話機(jī)或 Modem 前面板的按鍵、內(nèi)部開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)三種方式間的轉(zhuǎn)換。 4 巴特沃斯低通濾波器 （1）幅頻特性的一般表達(dá)式 巴特沃斯低通濾波器是一種用所謂最平通帶特性去逼近理想低通特性的濾 波器。其幅頻特性為|H()|=1/1+(/c)2n式中 ， n=1,2,3為濾波器的階次。 （2）一階巴特沃斯低通濾波器 傳遞函數(shù)為：H(s)=Kb0/(b1s+b0)=K/(s+1) 式中。 =b1/b0 ,s=+j. 若令 西華大學(xué)電氣信息學(xué)

37、院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 10 頁(yè) =0，得到頻率特性如下：H(j)= H()=k/(j+1)。幅頻特征： A()= |H(j)|= k/1+(/c)2，式中 =1/ 為轉(zhuǎn)折頻率，與式相比它就是 n=1 時(shí)的式相頻特性為： (j)= ()=-arctg=-arctg(/c)。 （3）butterwoeth filter.vi 圖標(biāo)的調(diào)用 butterwoeth filter.vi 圖標(biāo)的調(diào)用路徑,執(zhí)行 functionsanalyzesignal processingfilterbutterwoeth filter.vi 操作。 butterwoeth filter.vi 圖標(biāo)的參數(shù)設(shè)置如圖

38、 4.1 所示： 圖 4.1 butterwoeth filter.vi 圖標(biāo)及其窗口 巴特沃斯低通濾波器的輸入端口參數(shù)如下： X 欲處理數(shù)據(jù):Sanpling feq；fs：采樣頻率，通常就是輸入數(shù)據(jù) X 的采樣頻率， 默認(rèn)為 1.0，此值必須大于 0。 High cutoff freq：fh：濾波器的低截止頻率，對(duì)低通和高通濾波器，這個(gè)參 數(shù)被忽略。 Low cutodd freq：fl：濾波器的低截止頻率，此頻率必須滿足采樣定律，fl 的 取值范圍為： 0f1fs/2,其中，fs 為采樣頻率。默認(rèn)值為 0.125。 order：濾波器的階次，其值必須是大于 0 的整數(shù)。 Filter t

39、ype：濾波器的類型，0 表示 lowpass（低通），1 表示 highpass（高 通），2 表示 bandpass（帶通），3 表示 bandstop（帶阻）。 巴特沃斯低通濾波器的輸出端口如下： filtered X：濾波后的數(shù)據(jù)。 Error：錯(cuò)誤代碼值，返回值模塊執(zhí)行中的錯(cuò)誤代碼。 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 11 頁(yè) 5 虛擬調(diào)制解調(diào)器 5.1 調(diào)制解調(diào)原理及算法 （a）調(diào)幅波的數(shù)字表達(dá)式及其特性 u(t)=Em*z(t)sin0t 式中，Em常量 w高頻載波角頻率。z(t)低頻緩變信號(hào)，其上限角 頻 率為 上式就是調(diào)幅波的一般數(shù)字表達(dá)式，它反映了低頻緩變信號(hào)

40、z(t)對(duì)一高頻 振蕩信號(hào) sin0t 的控制。通常一般將控制高頻信號(hào)的緩變信號(hào)稱為調(diào)制信號(hào)， 載送緩變信號(hào)的高頻 0 振蕩信號(hào) sin0t 稱為載波。利用信號(hào) z(t)來(lái)控制或 改 變高頻振蕩的幅值稱為調(diào)制過(guò)程，其原理框圖如下： 圖 5.1.1 調(diào)制原理框圖 (b) 調(diào)幅波的解調(diào) 調(diào)幅波 u(t)的幅值反映調(diào)制信號(hào)數(shù)值的變化，在調(diào)制器之后加解調(diào)器，可將 被測(cè)的調(diào)制信號(hào) z(t)與調(diào)幅波 u(t)分離，并最后提取出來(lái)。解調(diào)器由乘法器和低 通濾波器組成，其原理框圖如圖所示： 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 12 頁(yè) 圖 5.1.2 解調(diào)原理框圖 解調(diào)器中的乘法器有兩個(gè)輸入信號(hào)，一個(gè)

41、是待解調(diào)的調(diào)幅波 u(t)。 u(t)=Ez(t)*sin0t 式中，E比例常數(shù)。 乘法器的另一個(gè)輸入信號(hào) u(t)稱為參考信號(hào)，它應(yīng)是與載波頻率 0 相同頻 率的高頻信號(hào)，考慮到實(shí)際情況中，載波信號(hào) sin0t 會(huì)有一個(gè)相位差 ，則 u(t)為：u(t)= Ur*sin(0t+ ）于是，乘法器的輸出 y(t)為： y(t)=u(t)*sin(0t+ )= Ez(t）*sin0t*U*sin(0t+)令 A=EUr,并根據(jù)三角 函 數(shù)關(guān)系，上式可寫為： y(t)= A z(t) sin0t*sin(0t+) =0.5A z(t)cos-cos(20t+) =0.5A z(t)cos-0.5A

42、z(t)cos(20t+ ) 當(dāng)乘法器后接的低通濾波器的截止頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于頻率 20，并大于信號(hào) z(t) 的最高頻率 時(shí)，上式中的頻率分量 cos(20t+ )項(xiàng)將被低通濾波器大大衰減， 而只有差頻信號(hào)項(xiàng) 0.5A z(t)cos 輸出，于是解調(diào)器的輸出為 f(t) 為： f(t)= 0.5A z(t)cos=kz(t) 式中，k=0.5A cos 為比例常量，可由實(shí)際標(biāo)定得到。 5.2 程序設(shè)計(jì) 程序總體設(shè)計(jì)分為前面板設(shè)計(jì)和程序框圖的設(shè)計(jì)，其程序流程圖如下圖所 示： 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 13 頁(yè) 圖 5.2.1 程序流程圖 1、前面板設(shè)計(jì)具體步驟如下： （a）九個(gè)輸

43、入型數(shù)字控件 供使用者輸入采樣頻率、采樣點(diǎn)數(shù)、高頻信號(hào)頻率、低頻信號(hào)頻率、高頻 信號(hào)幅值、低頻信號(hào)幅值、高頻信號(hào)初始相位、低頻信號(hào)初始相位、低通濾波 器的低截止頻率。 操作 ControlsNumericnumeric control 連續(xù)九次，得到九個(gè)輸入型控件。 （b）添加四個(gè)輸出顯示型控件。 四個(gè)輸出顯示圖形控件用來(lái)顯示載波，調(diào)制信號(hào)，調(diào)制波和解調(diào)波形。執(zhí) 行 ControlsGraphWaveform Graph 操作，調(diào)入圖形控件 Graph。其橫軸為時(shí) 間軸，在 0.1Hz-4.0Hz 范圍內(nèi)，縱軸為電壓軸，生成信號(hào)幅值的范圍應(yīng)充滿整個(gè) 顯示畫面。其控件圖形如下圖所示： 圖 5.2

44、.2 輸出顯示控件 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 14 頁(yè) （c）一個(gè)開(kāi)關(guān)控件執(zhí)行 ControlsBooleanLabeled Ruond Button 操作，調(diào)入 開(kāi)關(guān)按鈕控件，標(biāo)記為“OFF”。 前面板總體設(shè)計(jì)如下： 圖 5.2.3 前面板設(shè)計(jì) 2、程序框圖設(shè)計(jì) (1)添加兩個(gè)正弦波發(fā)生器圖標(biāo)，執(zhí)行 functionsanalyzesignal processingsignal generationsine wave.vi 操作，其圖標(biāo)與端口圖如下圖所示： 圖 5.2.4 sine wave.vi 圖標(biāo)與端口圖 函數(shù)圖標(biāo)左側(cè)一列為輸入端口，即該函數(shù)調(diào)用錢的參數(shù)設(shè)置端口。

45、Samples： 生成波形的總點(diǎn)數(shù) N Amplitude：生成波形的幅值。 F： 生成信號(hào)的數(shù)字頻率。 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 15 頁(yè) Phase in：生成波形的初始相位。 Reset phase ：默認(rèn)生成值為 true。當(dāng)為 ture 時(shí)，函數(shù)以 Phase in 的值作為初始相 位，如果該值為 false，則函數(shù)以上一次調(diào)用后的 Phase out 輸出值為此次波形的 初始相位，顯然，此時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)波形是連續(xù)光滑的。 函數(shù)圖標(biāo)的右側(cè)一列為輸出端口，其各自的含義如下： Sine wave：數(shù)組名，該數(shù)組內(nèi)存放所生成的波形數(shù)據(jù)。 Phase out ：當(dāng) Rese

46、t phase 為 ture 時(shí)，該參數(shù)無(wú)效。當(dāng) Reset phase 為 false 時(shí)， 該參數(shù)作為下一次生成正弦波的初始相位。 Error： 錯(cuò)誤代碼。若有錯(cuò)誤，則輸出錯(cuò)誤代碼。根據(jù)錯(cuò)誤代碼，查找 LabVIEW 幫助文件，可以找到與錯(cuò)誤代碼對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤含義。 (2)執(zhí)行： functionsanalyzesignal processingfilterbutterwoeth filter.vi 操作，調(diào)入巴 特沃斯濾波器圖標(biāo)。 (3)執(zhí)行 FunctionsNumeric5 次，可以分別放置 2 個(gè)除法器，1 個(gè)倒數(shù)器，2 個(gè) 乘法器。所需的數(shù)字頻率 f 有除法器的輸出提供，該除法器完成

47、信號(hào)頻率與采樣 頻率之比的運(yùn)算，同時(shí)將采樣頻率取倒數(shù)轉(zhuǎn)換為采樣間隔，給出正弦波形的采 樣間隔，便于顯示。 (3)執(zhí)行 FunctionsClusterBundle,調(diào)入 Bundle 捆綁圖標(biāo)。 (4)執(zhí)行 FunctionsBoolenaNot 操作，調(diào)入 Not 圖標(biāo)。 (5)在流程圖中執(zhí)行 FunctionsStructuresWhile Loop 操作，調(diào)入 While 循環(huán)結(jié) 構(gòu)。while 結(jié)構(gòu)是條件信號(hào)結(jié)構(gòu)，為一種無(wú)限循環(huán)結(jié)構(gòu)，執(zhí)行 while 結(jié)構(gòu)時(shí)，先 執(zhí)行框內(nèi)程序，然后判斷條件端子的輸入是否為真，如果為真，則進(jìn)入下一次 循環(huán)，否則，跳出 while 結(jié)構(gòu)，執(zhí)行下面的流程，其

48、圖標(biāo)如下圖所示： 圖 5.2.5 while 循環(huán)結(jié)構(gòu) 其中 為循環(huán)次數(shù)， 為判斷條件端子。本設(shè)計(jì)只執(zhí)行一次循環(huán)。 總程序框圖設(shè)計(jì)如下： 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 16 頁(yè) 圖 5.2.5 程序框圖設(shè)計(jì) 3、運(yùn)行檢驗(yàn) 設(shè)置低頻調(diào)制信號(hào)的頻率為 1Hz,幅值為 1V,初始相位 0,設(shè)置載波高頻信號(hào)的 頻率為 10Hz,幅值為 1V,初始相位為 0,設(shè)置巴特沃斯濾波器的低截止頻率為 2Hz, 設(shè)置對(duì)調(diào)制和載波信號(hào)的采樣頻率均為 50Hz,采樣點(diǎn)數(shù)均為 200 點(diǎn)。其運(yùn)行結(jié)果 圖 5.2.3 所示： 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 17 頁(yè) 5.2.6 運(yùn)行結(jié)果圖

49、西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 18 頁(yè) 6 總結(jié)與體會(huì) 事實(shí)證明將虛擬儀器技術(shù)引入到教學(xué)實(shí)驗(yàn)中是行之有效的解決方案。應(yīng)用虛 擬儀器技術(shù)，使我們能夠在計(jì)算機(jī)上按照自己的需求來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與儀器，方便 靈活而且開(kāi)發(fā)周期短。它可以提高實(shí)驗(yàn)效率、降低實(shí)驗(yàn)成本、增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的 積極性，取得較好的教學(xué)效果，其具有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)所無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。本文設(shè)計(jì) 的調(diào)制解調(diào)器正是通過(guò) LabVIEW 環(huán)境下的各種虛擬器件以及虛擬信號(hào)發(fā)生器的 顯示波形實(shí)現(xiàn)了模電實(shí)驗(yàn)的仿真。 另外，LabVIEW 本身是一個(gè)功能完整的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，由于其采用了基于流 程圖的圖形化編程方式，不需要任何代碼，是真正的工程師語(yǔ)言?；?/p>

50、 LabVIEW 下的虛擬儀器設(shè)計(jì)將是未來(lái)虛擬儀器設(shè)計(jì)方法的主流。 本次課程設(shè)計(jì)的題目是虛擬調(diào)制解調(diào)器。通過(guò)這門課程，我能對(duì)虛擬儀器 有了比較深刻的認(rèn)識(shí)，加深了對(duì)這門課的理解。我能較好的對(duì)書上所學(xué)的理論 知識(shí)，通過(guò)自己查資料，能更好的為自己所用。我個(gè)人認(rèn)為學(xué)習(xí)一門課程，不 在于你是否能取得高分，而在于你是否能將它靈活應(yīng)用，真正學(xué)好一門課程在 于這個(gè)知識(shí)點(diǎn)能否成為你以后設(shè)計(jì)的一部分，能否被你信手捏來(lái)。實(shí)踐能更好 的檢驗(yàn)理論的正確與否，實(shí)踐能更好的幫助我們探求自身的不足，實(shí)踐能更好 的鞏固我們的知識(shí)。這次寫論文使我明白了很多東西，做任何事情都需要我們 有一顆細(xì)膩的心，外加認(rèn)真的態(tài)度，不管做什么，都

51、需要我們有堅(jiān)忍不拔的毅 力。 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 19 頁(yè) 7 謝辭 本次設(shè)計(jì)是在陳高燕老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的。在課程設(shè)計(jì)期 間，通過(guò)定時(shí)的見(jiàn)面答疑，陳老師對(duì)我們進(jìn)行了悉心的指導(dǎo)，對(duì)我設(shè)計(jì)中存在 的問(wèn)題和不足進(jìn)行了批評(píng)和指正，陳老師為我提供了一些專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)， 正因?yàn)橛辛岁惱蠋煹膸椭洼o導(dǎo)，這次設(shè)計(jì)最終才能順利的完成，在此向陳老 師表示深深的感謝和崇高的敬意！ 同時(shí)，在課程設(shè)計(jì)寫作過(guò)程中，我還參考了有關(guān)的書籍和論文，在這里一并 向有關(guān)的作者表示謝意。 西華大學(xué)電氣信息學(xué)院虛擬儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 20 頁(yè) 8 參考文獻(xiàn) 1王海寶.LabVIEW 虛擬儀器

52、程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用,西南交通大學(xué)出版社,2005. 2楊樂(lè)平,李海濤,楊磊.LabVIEW 程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用,電子工業(yè)出版社,2005. 3侯國(guó)屏，王坤，葉齊鑫.LabVIEW 編程與虛擬儀器設(shè)計(jì)，清華大學(xué)出版社,2005. 4張凱,周陬,郭棟LabVIEW 虛擬儀器工程設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，國(guó)防工業(yè)出版社，2004 5雷振山LabVIEW 實(shí)用技術(shù)教程，中國(guó)鐵道出版社，2005 6王紅萍，魏玉賓基于虛擬儀器的數(shù)字示波器設(shè)計(jì)，撫順石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，（12） 63-65 7彭云輝，劉冬Vxi 總線與虛擬儀器技術(shù)，電子工業(yè)出版社，2003，（1）6-8 8林月芳，吉海彥智能儀器及其發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)防工業(yè)出版社，2003，（1）37-39