課程設計---雙通道數據采集回放系統(tǒng)

1、<p><b>　　專業(yè)課程設計</b></p><p><b>　　指導書</b></p><p>　　設計名稱:雙通道數據采集回放系統(tǒng) </p><p>　　姓 名: </p><p>　　學 號: </p>

2、<p>　　班 級: </p><p>　　指導老師: </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一 設計目的意義及原理3</p><p>　　二 設計任務分析3</p><p>　　三

3、設計思路和程序結構分析5</p><p>　　四 程序難點分析及使用過程7</p><p><b>　　五 程序調試7</b></p><p><b>　　六 設計總結10</b></p><p>　　一、設計目的意義及原理</p><p><b>　　設計

4、目的及意義</b></p><p>　　信息獲取、信息處理、信息傳輸和控制是信息技術及系統(tǒng)的重要組成部分。虛擬儀器則是儀器技術與計算機技術深層次結合的產物，本設計是在虛擬儀器的標準化、系列化、模塊化的硬件和軟件平臺上，利用數字信號處理技術、傳感器技術、虛擬儀器技術等專業(yè)基礎理論及專業(yè)基礎知識，建立一個具有信號采集、信號處理與分析數據采集回放系統(tǒng)，旨在訓練和培養(yǎng)學生綜合運用專業(yè)知識的基本技能及工程實踐能

5、力，理論聯(lián)系實際，鞏固和進一步理解基礎理論知識，初步形成和掌握信息系統(tǒng)的設計、應用和開發(fā)能力。</p><p><b>　　設計原理</b></p><p>　　在雙通道數據采集回放系統(tǒng)設計中，首先是實現基本波形模擬發(fā)生、數據采集記錄、其次是對記錄數據進行回放、分析處理。以下就每一個部分進行原理介紹。</p><p><b>　　二、

6、設計任務分析</b></p><p>　?。ㄒ唬└鶕到y(tǒng)要求設計兩個前面板</p><p><b>　　1）雙通道采集系統(tǒng)</b></p><p>　　采集記錄前面板，可分為六個部分：</p><p>　　雙通道波形的發(fā)生?？梢赃x擇通道的波形，設置波形的頻率和幅度。</p><p>　

7、　窗口設置?？梢栽O置X軸和Y軸的刻度。</p><p>　　采集按鈕。按下采集按鈕采集數據、顯示</p><p>　　記錄按鈕。按下記錄按鈕，對當前采集數據進行保存。</p><p>　　回放按鈕。按下回放按鈕，將彈出新界面。對當前保存數據進行分析處理顯示。</p><p>　　停止按鈕。停止按鈕控制儀器結束運行。</p>&l

8、t;p>　　后面板函數需能實現基本波形的發(fā)生，包括方波、正弦波、鋸齒波。用循環(huán)控制波形發(fā)生的頻率。同時要建立一個實用的數據采集系統(tǒng)，必須了解一些關于模擬信號采集過程和模擬輸入系統(tǒng)設計的基本知識。</p><p>　　根據信號特征和測試目的，模擬信號可分為3類：</p><p>　　對于隨時間緩慢變化的信號，例如容器的液位、對象的溫度等，通常叫做直流信號。對直流信號一般只需要比較慢的采

9、樣頻率。</p><p>　　對于隨時間變化較快得信號，如果需要了解它的波形，則把它作為一個時域信號來處理。這時候就需要比較高的采樣頻率。</p><p>　　對于隨時間變化較快的信號，如果需要了解它的的頻率成分，則把它作為一個頻域信號處理。根據來徹斯特理論，要得到準確的頻率信息，采樣率必須大于信號最大頻率成分的兩倍。采樣率的一半叫來徹斯特頻率。這實際上意味著對于最大頻率的信號成</

10、p><p>　　分每一個周期只采樣兩個數據點，對于描述信號的波形是遠遠不夠的。工程實際中一般使用信號最高頻率成分4－10倍的采樣率。</p><p><b>　　2）雙通道回放系統(tǒng)</b></p><p>　　數據回放處理前面板，可分為三個部分：</p><p>　　保存原始數據回放，可以設置拖動曲線進行縮放。</p&

11、gt;<p>　　濾波數據窗口，可以設置濾波函數。</p><p>　　頻譜分析數據窗口，可以設置選擇加窗類型。</p><p>　　時間域分析：最直觀也是第一步的分析。從中既可做出一些原始判斷，又可確定進一步分析的方向和目標。</p><p>　　頻譜分析：將時域信號變換成頻域信號再分析稱為頻譜分析。由于時域信號分為連續(xù)信號和離散信號，連續(xù)信號又可分

12、為絕對可積、平方可積和均方可積；離散信號又可分為絕對可和、平方可和和均方可和，故對應的頻譜可分為多種。</p><p><b>　　時域加窗：</b></p><p>　　海窗，包括漢寧窗（hannning）和漢明窗(hamming)：用于減少泄露，缺點在于頻域主瓣比矩形窗主瓣寬，確定峰值頻率時誤差較大。加海窗會降低峰值高度。</p><p>

13、<b>　?。ǘ┚幹乒δ芸驁D</b></p><p>　　根據系統(tǒng)要求編寫軟件實現系統(tǒng)功能。必要時要設計程序流程圖。</p><p><b>　?。ㄈ┭菔境绦?lt;/b></p><p><b>　　演示程序時。</b></p><p>　　三、設計思路和程序結構分析</

14、p><p><b>　　7. 設計流程圖</b></p><p>　　四、程序難點分析及使用過程</p><p>　　整個雙通道數據采集回放系統(tǒng)設計中，主要的難點有以下幾個：</p><p>　　通過界面的各個旋鈕或選擇框能產生對應幅度和頻率的正弦波、方波、鋸齒波，并在同一個示波器上顯示0～2個通道的波形。同時能隨時修改時間

15、基準和電壓基準讓波形能完整地在示波器上顯示。</p><p>　　整個程序的數據類型要保持統(tǒng)一。包括波形產生、界面微調、波形讀寫等等。</p><p>　　前面板的參數設置也對程序是否能更有效運行起到莫大的作用。尤其是對按鈕的設置，往往很大程度上決定了程序能否正確執(zhí)行。</p><p><b>　　使用過程：</b></p>&l

16、t;p>　　打開主程序，點擊“數據采集”，可以在上方的窗口上看到產生的波形，在左側可以調整兩個通道的波形、幅值及頻率，從而產生不同的兩個波形。</p><p>　　轉動左下角的兩個旋鈕，可以改變示波窗口的時間基準和電壓基準，從而使波形能完整清晰地呈現在窗口中。</p><p>　　調整出滿意的波形后，點擊“數據記錄”，即可記下此時的波形，直到再次點擊，釋放該按鈕，記錄結束。</

17、p><p>　　點擊“數據回放”彈出雙通道信號回放面板，上方窗口顯示回放的波形，左下側窗口顯示濾波后的數據，右下側窗口則顯示頻譜分析后的數據。</p><p>　　在窗口下方有“濾波函數”和“加窗類型”兩個選擇欄，在按下“重置”時即時顯示各窗口數據，并處于實時響應狀態(tài)；也可再次按下，選擇好“濾波函數”和“加窗類型”再按下“重置”響應選擇欄當前函數和類型。</p><p>

18、;　　點擊信號回放面板上的“返回”返回主程序面板。</p><p>　　點擊主程序面板上的“系統(tǒng)退出”退出改程序。</p><p><b>　　五、程序調試</b></p><p><b>　　作品展示：</b></p><p>　?。?）雙通道數據采集系統(tǒng)</p><p>

19、　　通道一：方波，通道二：三角波</p><p><b>　　后面板：</b></p><p>　　（2）雙通道數據回放前面板：</p><p>　　雙通道數據回放后面板：</p><p>　　1．在遇到不知道所選模塊是否正確或者不知道要選什么模塊時，一般先打開模塊的幫助菜單，仔細查看該模塊的作用，輸入和輸出的量是否與所

20、需實現的要求匹配。然后把相關的其他模塊也一一了解，尋求是否有更適合的模塊。</p><p>　　2．在接線顯示錯誤時，先右鍵點擊查看錯誤原因，以此去重新接線或調整模塊。接線時沿著一條線路接完，再接分支或下一條線路，既可及時發(fā)現錯誤，也可避免無端錯誤。</p><p>　　3．在遇到局部功能無法獨立完成時，我從LABVIEW中的例子入手，看了許多波形采集處理和濾波的例子。主要是signal

21、generation and processing.vi和two channel oscilloscope.vi這兩個例子，整體看了幾遍有所理解后，對原先的程序進行修改和調整。這樣不僅能把原本不會的功能實現，更能調高由于學習時間過短、對模塊功能的不熟悉而使得程序的可靠性。</p><p><b>　　六、設計總結</b></p><p>　　通過本次課程設計，使我對L