基于LabVIEW 8．2的多用虛擬電壓表設計

2 前面板的設計
前面板模擬真實(shí)電壓表的前面板，用于設置輸入數值和觀(guān)察輸出量。由于虛擬面板直接面向用戶(hù)，是虛擬電壓表控制軟件的核心。設計這部分時(shí)，主要考慮界面美觀(guān)、操作簡(jiǎn)潔，用戶(hù)能通過(guò)面板上的各種按鈕、開(kāi)關(guān)等控件來(lái)控制虛擬電壓表進(jìn)行測量工作。根據傳統電壓表面板控件的功能，利用LabVIEW中的控制模板，分別在設計面板上放入模擬實(shí)際電壓表控件的數據輸入控件、顯示器、數據輸出控件、開(kāi)關(guān)、選擇器，顯示器用于顯示輸入的信號波形；數據輸入控件主要用于輸入被測信號的信號頻率、采樣頻率、采樣數、振幅和相位；數據輸出控件則用于輸出被測信號經(jīng)過(guò)處理后得到的峰值、平均值和有效值及標準頻率的有效顯示。打開(kāi)LabVIEW前面板的編輯窗口，點(diǎn)擊鼠標右鍵，顯示控制模板，選擇圖形一波形圖，作為電壓表的顯示器。在顯示器模板上點(diǎn)擊鼠標右鍵，對其進(jìn)行屬性設置，例如根據示波器的頻率與幅度值的變化，利用工具模板中的文字工具，對示波器橫(時(shí)間)、縱(幅度)坐標的刻度進(jìn)行重新設置。用Graph控件設計的示波器是完全同步的，且波形穩定。
選擇控件→數值→數值輸入控件／數值顯示控件，作為電壓表參數設置中輸入和測試結果的數據顯示。
選擇控件→下拉列表與枚舉→菜單下拉列表，放置對輸入波形選擇開(kāi)關(guān)，在下拉列表中單擊鼠標右鍵，選擇“編輯項”對其進(jìn)行編輯。
“電源開(kāi)關(guān)”控件選擇經(jīng)典→經(jīng)典布爾→方形按鈕，當按下開(kāi)關(guān)時(shí)，虛擬電壓表開(kāi)始運行，同時(shí)電源開(kāi)關(guān)的指示燈亮。同樣，當彈起開(kāi)關(guān)時(shí)，虛擬電壓表停止運行。前面板如圖1所示。

3 流程圖的設計
每一個(gè)前面板都對應一個(gè)流程圖程序。前面板的設計完成后，可對流程圖程序進(jìn)行設計。打開(kāi)LabVIEW設計環(huán)境中的窗口→顯示程序框圖，進(jìn)入流程圖編輯窗口，與前面板各控件對應的端口圖標自動(dòng)出現在流程圖編輯窗口中。利用LabVIEW中的功能模塊，根據虛擬示波器前面板各控件的作用和聯(lián)系，虛擬示波器運作后數據流的控制，分別在流程圖設計面板中放置各個(gè)功能模塊，合理擺放后，在用連線(xiàn)工具依次連接，以實(shí)現虛擬示波器的功能。數據流的編輯主要是對端口圖標的連接。用連線(xiàn)工具進(jìn)行連線(xiàn)時(shí)，如果端口閃爍，說(shuō)明相連的數據類(lèi)型匹配，否則不能連接。
3．1 虛擬信號發(fā)生器的實(shí)現
由于虛擬電壓表主要用于演示，所以為了方便，可直接利用LabVIEW軟件產(chǎn)生仿真信號。在該設計中，設置了正弦波、方波和三角波以及由公式確定的任意波形。在程序設計框圖中，使用一個(gè)Case(選擇)語(yǔ)句對四種波形進(jìn)行選擇。Case語(yǔ)句中，每一個(gè)數字(0，1，2，3，4)都代表一種波形，與前面板控件中5種狀態(tài)相對應。至于Case語(yǔ)句的制作，只需將4個(gè)圖標中的一個(gè)，例如正弦波發(fā)生程序，用Case框起來(lái)，然后在上面的空白處寫(xiě)上相應的數字，例如1；然后點(diǎn)擊箭頭，可以設置第二個(gè)圖標，如果要添加一個(gè)Case的話(huà)，可以點(diǎn)擊鼠標右鍵，直接添加，編輯相應的基本信號發(fā)生器VI中相應的節點(diǎn)即可。在添加公式波時(shí)，要把基本信號發(fā)生器VI換成公式波形VI，0代表默認狀態(tài)，表示無(wú)任何波形輸入。本文給出了Case結構的一個(gè)分支，公式波形的流程圖如圖2所示。該子Ⅵ可使用指定時(shí)間函數的公式字符串生成一個(gè)函數波形，它要求公式的自變量必須是t，它所支持的運算符和常用的函數詳見(jiàn)參考文獻。

另外，在模擬狀態(tài)下，信號頻率以赫茲或者每秒周期數為單位。但是在數字系統中，通常使用數字頻率，它是信號頻率與采樣頻率的比值，被稱(chēng)為標準頻率。所以，在框圖程序中，應當在信號頻率與采樣頻率之間加載一個(gè)除法器。