基于LabWindows／CVI虛擬示波器的設(shè)計與實現(xiàn)

0 引 言
隨著虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展，采用“虛擬儀器”來取代傳統(tǒng)儀器的新的測控方法正在取代傳統(tǒng)的測控系統(tǒng)，即利用數(shù)據(jù)采集卡、信號調(diào)理卡或其他計算機外圍硬件進行信號的采集與檢測，然后由計算機來實現(xiàn)對信號的處理、計算和分析以及測試結(jié)果的顯示。
Labwindows／CⅥ是基于標準C語言的集成軟件開發(fā)環(huán)境，其開發(fā)虛擬儀器的步驟主要是先確定程序的基本框架，創(chuàng)建用戶界面，然后完成程序代碼的編寫，最后創(chuàng)建工程文件，將程序文件、頭文件、用戶界面文件加入工程中，編譯調(diào)試生成可執(zhí)行文件。

1 數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集卡包括多路開關(guān)、放大器、采樣／保持器、A／D轉(zhuǎn)換器、D／A轉(zhuǎn)換器等器件組成。PCI(peripheral component interconnect)總線即外部部件互連總線，是一種高性能32／64位地址數(shù)據(jù)復(fù)用高速外圍設(shè)備接口局部總線。隨著微處理機的性能不斷提高，人們對微機系統(tǒng)的I／O帶寬不斷提出新的要求，原有的標準總線，如ISA、EISA和Mc已經(jīng)逐漸不能勝任現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集技術(shù)的要求。PCI局部總線的引入，打破了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i，以其優(yōu)異的性能和適應(yīng)性，成為微機總線的主流，基于PCI總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展方向。基于PCI總線的數(shù)據(jù)采集卡的整體結(jié)構(gòu)可以設(shè)計如圖1所示：

完成數(shù)據(jù)采集卡的硬件設(shè)計后，需要進行板卡的驅(qū)動程序編寫。其中的WDM(Window Driver Model)是Microsof訟司力推的驅(qū)動模型，其提供了更多特性，包括即插即用、電源管理、WMI等，且WDM還是一個跨平臺的驅(qū)動程序模型，可以在不修改代碼的情況下重新編譯就可以在不同平臺上運行了。

2 虛擬示波器軟件設(shè)計
虛擬示波器測試系統(tǒng)是通過外圍硬件電路獲得離散數(shù)據(jù)并對該信號進行時域的顯示和分析。從而獲得近似真實儀器的測試結(jié)果。本設(shè)計利用數(shù)據(jù)采集卡獲得模擬信號，其軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示：

1)信號采集模塊
由于本設(shè)計采用非NI數(shù)據(jù)采集卡，不能直接運用LabWindows／CVI的函數(shù)庫來實現(xiàn)。但是板卡設(shè)計的驅(qū)動程序一般是以動態(tài)鏈接庫的形式提供的，所以對于LabWindows／CVI而言，可以直接利用驅(qū)動程序中的動態(tài)鏈接庫來實驗數(shù)據(jù)文件的采樣。我們把采集到的數(shù)據(jù)存儲在一個一維數(shù)組中以便進行分析運算。