基于VB与PCI-1712数据采集卡的虚拟示波器的方案设计书.docx

精品学习资源丽水学院毕业设计（论文）（2021 届）题 目 基于 VB 与研华 PCI-1712 数据采集卡的虚拟示波器的设计指导老师院 别班 级学 号姓 名二〇 年 月 日欢迎下载精品学习资源摘要上位软件设计与数据采集是虚拟示波器的主要部分；使用研华高数采集卡可完成对信号的高速采集与传输；软件与硬件的通信功能由 VB6.0 常用控件结合采集卡底层驱动函数与功能控件来实现，并运用 DMA 触发方式以保证传输速率； 为了能清晰的显示波形，使用中值滤波算法对波形进行滤波，且程序简易；应用快速傅里叶变换算法解决对波形的频谱分析问题；目前 ,此设计已应用到兰州陆军总院骨质疏松治疗仪中的虚拟示波部分；经过反复试验，运行成效良好；关键词 ：虚拟示波器， PCI 数据采集， DMA 传输， Visual Basic，滤波，频谱分析 .DesignofVirtualoscilloscope Based on VBandPCI-1712 Data AcquisitionAbstract:SoftwareCarddesign anddata acquisition is the main part of the virtualoscilloscope.Using YanHuan high-speed data acquisition can complete the signal of high- speed acquisition and transmission.The function of Software and hardware communicationcan be achieved with VB6.0 Active X combined with acquisition card bottom drive function,the DMA trigger mode can ensure the transmission rate.Use the median filtering algorithm for waveform filtering,program is simple and waveform display clear.Use FFT for waveform frequency spectrum analysis.At the present ,this design has been applied to the virtual oscilloscopepart of.lanzhou army institute osteoporosis treatment therapy.The practice proves its operating effect is good.Keywords: Virtual oscilloscope, PCIdata acquisition, DMA transmission, Visual Basic, filtering, spectrum analyzer.0 引言欢迎下载精品学习资源在电子测量系统中，示波器是必不行少的电子测量设备；传统示波器由 硬件电路集成，软件固化在硬件中很难修改，且结构复杂，造价高，设备不 易修理；目前，随着集成电路与 RAM的高速进展，现代工业测量系统，越来越趋向于软件测试系统，并有了虚拟仪器的概念；所谓虚拟仪器，就是利用目前种类繁多，功能强大的应用软件通过 windows 操作平台，并结合板卡底层的驱动函数来实现硬件的部分功能；本文讨论设计的虚拟示波器就是利用这种思想设计完成的，这不但扩展了硬件功能，且具有开发周期短，稳固性高等特点；1 系统硬件结构如图 1为系统硬件的整体设计图；图 1 系统硬件结构图如图 1所示，系统的硬件部分主要由运算机，PCI板卡，信号调理电路组成，完成信号的采集、调理、放大、输出等功能；其中信号的采集是系统硬件的关键部分，使用研华厂家供应的PCI-1712 采集板卡来完成； PCI-1712是一款高速多功能 PCI 总线数据采集卡；它有1M 转换速度的 12 位A/D 转换欢迎下载精品学习资源器，卡上带有 FIFO 缓冲器（可储备 1K A/D 采样值和 32K D/A 转换数据）；PCI-1712 供应 16 路单端或 8 路差分的模拟量输入（也可单端差分混合使用）， 2 路12 位D/A 模拟量输出通道， 16 路数字量输出通道，以及 3 个10M Hz 时钟的 16 位多功能计数器通道；完全满意了本设计的高频率波形输出和高速数据采集的需要； PCI-1712/1712L 是一个即插即用设备，完全符合PCI规格 Rev 2.1 标准；在安装插卡时，用户不需要设置任何跳线和 DIP 拨码开关；实际上，全部与总线相关的配置，比如基地址、中断，均由即插即用功能自动完成；触发源既可以是模拟量，也可以是数字量；模拟量触发信号可以由一个特地的输入管脚产生；信号调理电路就是信号调理帮助电路，通过多路传感器检测各种被测信号的物理量 , 并从混合信号中提取出待测的柔弱信号，再经过功率放大器进行放大；此时输出的多路信号是已经放大滤波和电平变换后的标准信号，通 过采集卡的模拟量输入通道（ AI ）送入进运算机进行处理；功率放大器输入端通过端子排 ADAM-3968和PCI-1712 的模拟量输出通道相连，接受采集卡输出的电压范畴为 -10-10V ，频率在 0-1000HZ 之间的电压波形信号； PCI-10168（两端针型接口的 68 芯SCSI-II 电缆 ,1 M 和2 M）将 PCI-1712 与ADAM-3968（可 DIN 导轨安装的 68 芯SCSI-II 接线端子板）连接，这样 PCI-1712 的68 个针脚和 ADAM-3986 的68 个接线端子一一对应，可通过将输入信号连接到接线端子来测试 PCI-1712 管脚；2. 系统软件部分软件部分是设计的核心内容，完成信号分析与处理功能，系统在开发方式上采纳研华供应的设备底层驱动函数和功能控件，并结合 VB6.0 常用欢迎下载精品学习资源的一些控件进行设计；在软件开发之前，将 PCI板卡插入 PCI插槽内，开机，运算机自动扫描硬件，发觉有新的硬件，运算机自动给硬件安排地址，并在硬件资源治理器中可看到有研华板卡的图标，表示运算机已经识别到硬件；然后安装板卡驱动程序，驱动程序兼容多种编程语言，挑选VB进行安装；安装完成之后，在工具箱内添加板卡的控件，编写程序时就可以调用板卡控件及库函数来对板卡进行掌握；如图 2所示为虚拟示波器的操作界面；图2虚拟示波器操作界面2.1 信号输出的设计操作界面的左侧部分为信号输出部分，此部分实现的功能是通过数据采集卡的模拟量输出通道，输出电压幅值在 -10-10V ，频率在 0-1000HZ的正弦波、三角波、锯齿波、方波、脉冲波等；除此之外，用户仍可以依据需要，编辑相应的波形输出程序；在编写代码之前应先加载Adsapi32.lib 库文件和 Driver.h 头文件，并添加相应的 Active DAQ 控件，此部分主要调用 AdvAO 模拟量输出控件，这些文件中声明白有关常量、变欢迎下载精品学习资源量、 DLL函数及相应的结构，在设计中只需按要求使用即可而无需再次定义；在波形输出界面内，供应了波形种类，及其幅值，频率的挑选；另外仍添加了波形输出时间，即用户可依据需要设置波形输出时间；软件将波形参数记录在 TextBox 控件内， txtMagnitudeTextBox 控件为幅值挑选， RaceRateTextBox控件为频率挑选；设置好的波形参数将以变量的形式应用在程序中；对于 AO 通道参数使用函数 AdvAO 的ChannelExportStart属性设定起始通道号， ChannelExportCount 属性设置通道数，这两个属性共同打算了输出通道的宽度（这里系统可依据需要扩展多通道同时输 出，本系统依据陆军总院的用户需要只使用一路模拟量输出通道；）；在参数设置时需要考虑到，板卡的转换速度是 1M/S假如挑选周期内采样点过多， 图形显示会更清晰精确，但是上线频率会受到限制，反之亦然；综合考虑，系统挑选每秒 800个采样点，上限频率可达到 1000HZ，也可以显示相对较清晰的波形；程序中波形函数定义的点以一维数组的形式储备在 C:\Documents and Settings\Owner\My Documents\AoRawdata.dat 文件中；当点击开头输出时，被选通的 AO 量通将按设置好的参数输出相应波形；以下为三角波波形输出程序如下：Private Sub cmdRun_Click〔〕 ’开头输出按钮执行代码⋯⋯AdvAO1.ChannelExportStart = 0 ’设置起始通道编号AdvAO1.ChannelExportCount = 1 ’设置通道数AdvAO1.DataPacerRate = CLng 〔PacerRate.Text〕 ’设置输出频率b = AdvAO1.SetValueRange〔0, LowRange.Text, HighRange.Text〕 ’设置欢迎下载精品学习资源0通道电压范畴⋯⋯If cmbWaveForm.Text = " 三角波 "Then ’三角波输出，一个周期 800个点，分四段k = 0For j = 0 To count / 800 –1 ’三角波第一段For i = 0 To 200 - 1voltage〔k〕 = txtMagnitude.Text * 〔i / 200〕 + txtOffset.Text * 1 k = k + 1Next iFor i = 200 To 400 –1 ’三角波其次段voltage〔k〕 = txtMagnitude.Text * 〔1 - 〔i - 200〕 / 200〕 + txtOffset.Text * 1 k = k + 1Next iFor i = 400 To 600 - 1 ’三角波第三段voltage〔k〕 = -txtMagnitude.Text * 〔〔i - 400〕 / 200〕 + txtOffset.Text * 1 k = k + 1Next iFor i = 600 To 800 - 1 ’三角波第四段voltage〔k〕 = -txtMagnitude.Text * 〔1 - 〔i - 600〕 / 200〕 + txtOffset.Text * 1 k = k + 1Next i Next j⋯⋯b = AdvAO1.ConvertAnalogValueToDigital〔voltage, vs, count〕 ’数字型转模拟数据b = AdvAO1.TransferBulkDataFromMemory〔count, vs, -1, 1, False〕 ’调用函数输出波形End Sub这里只以三角波输出为例，正弦波，方波等常用周期波形的编程算法与欢迎下载精品学习资源此相同；程序中仍设置了各种提示，。