文档介绍：综合课程设计报告
正弦波信号的采集数据分析程序设计
学院(系): 计算机科学与工程学院
班级:
学生姓名: 学号 28
指导教师:

时间: 从 2010年 9月 13日到 2010年 9月30日

课题的选题背景
测量是人类认识自然、改造自然的一种手段,通过测量人们可以对客观世界取得定量的信息,仪器是测量中必不可少的工具。电子测量是利用电子学的理论和技术对电量和非电量进行观察和测量的装置和系统。随着电子技术的发展及其在各方面的广泛应用,对于测量和仪器提出了更高的要求,测试项目和范围与日俱增,测试精度和测试速度要求急剧提高。七十年代以来,是电子测量和仪器领域发生飞跃变化的年代,微计算机的问世和大规模集成电路的发展对这一领域产生了革命性的影响。在测试系统中,对仪器的“智能”要求越来越高,仪器中微机的任务不断加重,仪器在很多方面逐渐向微计算机靠拢。此外,随着微计算机和智能仪器的普及, 测试系统中包含的重复部件越来越多, 而冗余的部件往往不能容错。因此需要统筹地考虑仪器与计算机之间的系统结构。在这种背景下,1982年出现了一种与 PC机配合使用的模块式仪器,自动测试系统结构也从传统的机架层迭式结构发展成为模块式结构。
与传统仪器不同的是,模块式仪器本身不带仪器面板,因此必须借助于 PC机强大的图形环境和在线帮助功能,建立图形化的“虚拟的”仪器面板,完成对仪器的控制、数据分析与显示。这种与 PC 机结合构成的,包含实际仪器使用与操作信息软件的仪器,被称为“虚拟仪器”。
与传统仪器相比,虚拟仪器具有以下几个性能特点:
1. 虚拟仪器的硬、软件具有开放性、模块化、可重复使用及互换性等特点。为提高测试系统的性能,可以方便地加入一个通用仪器模块或更换一个仪器模块,而不用购买一个全新的系统,有利于测试系统的扩展。
2. 可由用户自定义仪器功能。由于仪器的功能可在用户级上产生,故它不再完全由仪器生产厂家来确定,用户可以根据自己的需要,通过增加或修改软件,为虚拟仪器加入新的测量功能,而不用购买一台新的仪器。
3. 数据处理能力强。由于借助于计算机,虚拟仪器可以实现过去比基于微处理机内核仪器复杂许多的数据处理、分析与显示能力,并可利用数据文件或数据库格式进行数据的存储与恢复。
课题的国内外研究现状
示波器是一种图形显示设备,它在描绘电信号的波形曲线的同时说明信号的许多特性:信号的时间和电压值、振荡信号的频率、是否存在信号失真、比较多个波形信号等。我们可以从其操作面板的显示屏幕上直观地观察到波形和一些重要参数。而虚拟示波器就是在传统的示波器的基础上体现了虚拟仪器可重复使用、更好的面向对象的优势。
对于虚拟示波器来说,最为重要的应该是其应用程序的开发环境。自动测试系统应用程序开发环境可以选择传统文本形式的语言环境,如 VB、VC、Delphi或 LabWindows/CVI等,也可以选择图形化的软件开发环境。被称为快速应用程序开发环境(RAD)的VC、VB、Delphi等开发平台具有可视化界面与已经以类形式封装的可视化控件, 在很大程度上编程也不需要从头开始。而另外的基于图形化的编程平台是NI公司的 LabVIEW,它具有图形化的源代码且能提供复杂的数学分析能力以及丰富的数据显示方式。一台传统的独立示波器,往往具有一个操作前面板,我们可以通过操作面板上的显示屏幕作为图形化输出。所有的功能,均需要通过仪器面板的操作来实现,这个操作面板是人与机器的交互面板,是传统意义上的人机交互界面。而虚拟示波器的最大特点就是抛弃了传统示波器的操作面板,所有操作与波形显示均须借助计算机强大的计算与显示功能来实现,用户与示波器的交互界面变成了由计算机软件实现,也即软面板。软面板的存在使得人机交互更为自然,而源代码的编写使得这一交互真正成为可行。不论是哪种类型的开发环境,都致力于产生一个整合性能较好的应用程序,使示波器完成预期的任务,实现波形的显示以及谱线的分析等基本功能。
本人所做的主要工作
1、在同一窗口画出两条曲线
2、能够对曲线放大、缩小
3、找到曲线的最大、最小点,用鼠标点击曲线上的点能够显示该点的坐标
4、选作:用DFT分析计算该正弦波的有效值(电压、电流、有功、无功、功率因数、谐波等)

课题的功能需求
虚拟示波器的设计要使外接数据采集卡的 PC机的界面上显示出对应数据的波形,并对波形进行分析和存储,以及对一些波形参数进行测量和显示,这一切都应该通过安装在 PC上的开发环境产生前面板及内部源程序,形成一个完整的软件系统。而基于示波器针对波形的基本处理操作,我们需要通过开发环境完成信号采集、波形控制、数据分析等功能,并使得虚拟仪器的优越性—