基于LabWindows／CVI虛擬示波器的設(shè)計(jì)與實(shí)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(lái)取代傳統(tǒng)儀器的新的測(cè)控方法正在取代傳統(tǒng)的測(cè)控系統(tǒng)，即利用數(shù)據(jù)采集卡、信號(hào)調(diào)理卡或其他計(jì)算機(jī)外圍硬件進(jìn)行信號(hào)的采集與檢測(cè)，然后由計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的處理、計(jì)算和分析以及測(cè)試結(jié)果的顯示。
Labwindows／CⅥ是基于標(biāo)準(zhǔn)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(kāi)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(duì)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?；赑CI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(cè)試系統(tǒng)是通過(guò)外圍硬件電路獲得離散數(shù)據(jù)并對(duì)該信號(hào)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(cè)試結(jié)果。本設(shè)計(jì)利用數(shù)據(jù)采集卡獲得模擬信號(hào)，其軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示：

1)信號(hào)采集模塊
由于本設(shè)計(jì)采用非NI數(shù)據(jù)采集卡，不能直接運(yùn)用LabWindows／CVI的函數(shù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是板卡設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)程序一般是以動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的形式提供的，所以對(duì)于LabWindows／CVI而言，可以直接利用驅(qū)動(dòng)程序中的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)來(lái)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)文件的采樣。我們把采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)一維數(shù)組中以便進(jìn)行分析運(yùn)算。