基于LabWindows／CVI虛擬示波器的設計與實(shí)現

0 引 言
隨著(zhù)虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展，采用“虛擬儀器”來(lái)取代傳統儀器的新的測控方法正在取代傳統的測控系統，即利用數據采集卡、信號調理卡或其他計算機外圍硬件進(jìn)行信號的采集與檢測，然后由計算機來(lái)實(shí)現對信號的處理、計算和分析以及測試結果的顯示。
Labwindows／CⅥ是基于標準C語(yǔ)言的集成軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，其開(kāi)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(hù)界面，然后完成程序代碼的編寫(xiě)，最后創(chuàng )建工程文件，將程序文件、頭文件、用戶(hù)界面文件加入工程中，編譯調試生成可執行文件。

1 數據采集卡的設計
傳統的數據采集卡包括多路開(kāi)關(guān)、放大器、采樣／保持器、A／D轉換器、D／A轉換器等器件組成。PCI(peripheral component interconnect)總線(xiàn)即外部部件互連總線(xiàn)，是一種高性能32／64位地址數據復用高速外圍設備接口局部總線(xiàn)。隨著(zhù)微處理機的性能不斷提高，人們對微機系統的I／O帶寬不斷提出新的要求，原有的標準總線(xiàn)，如ISA、EISA和Mc已經(jīng)逐漸不能勝任現代數據采集技術(shù)的要求。PCI局部總線(xiàn)的引入，打破了數據傳輸的瓶頸，以其優(yōu)異的性能和適應性，成為微機總線(xiàn)的主流，基于PCI總線(xiàn)的數據采集系統是高速數據采集系統的發(fā)展方向?；赑CI總線(xiàn)的數據采集卡的整體結構可以設計如圖1所示：

完成數據采集卡的硬件設計后，需要進(jìn)行板卡的驅動(dòng)程序編寫(xiě)。其中的WDM(Window Driver Model)是Microsof訟司力推的驅動(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)跨平臺的驅動(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上運行了。

2 虛擬示波器軟件設計
虛擬示波器測試系統是通過(guò)外圍硬件電路獲得離散數據并對該信號進(jìn)行時(shí)域的顯示和分析。從而獲得近似真實(shí)儀器的測試結果。本設計利用數據采集卡獲得模擬信號，其軟件結構如圖2所示：

1)信號采集模塊
由于本設計采用非NI數據采集卡，不能直接運用LabWindows／CVI的函數庫來(lái)實(shí)現。但是板卡設計的驅動(dòng)程序一般是以動(dòng)態(tài)鏈接庫的形式提供的，所以對于LabWindows／CVI而言，可以直接利用驅動(dòng)程序中的動(dòng)態(tài)鏈接庫來(lái)實(shí)驗數據文件的采樣。我們把采集到的數據存儲在一個(gè)一維數組中以便進(jìn)行分析運算。