基于LabWindows/CVI虛擬示波器的設(shè)計(jì)

　　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(jì)算機(jī)外圍硬件進(jìn)行信號的采集與檢測，然后由計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)對信號的處理、計(jì)算和分析以及測試結(jié)果的顯示。

　　LabWindows／CⅥ是基于標(biāo)準(zhǔn)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(jì)

　　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(jī)的性能不斷提高，人們對微機(jī)系統(tǒng)的I／O帶寬不斷提出新的要求，原有的標(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(jì)如圖1所示：

　　完成數(shù)據(jù)采集卡的硬件設(shè)計(jì)后，需要進(jìn)行板卡的驅(qū)動(dòng)程序編寫。其中的WDM(Window Driver Model)是Microsof訟司力推的驅(qū)動(dòng)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(gè)跨平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)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(tái)上運(yùn)行了。

　　2 虛擬示波器軟件設(shè)計(jì)

　　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(jìn)行時(shí)域的顯示和分析。從而獲得近似真實(shí)儀器的測試結(jié)果。本設(shè)計(jì)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：