基于LabVIEW的虛擬網(wǎng)絡(luò)化信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)

李莉 楊文靜 曾志

1 防化指揮工程學(xué)院二系核電子技術(shù)教研室 北京 102205

2 防化指揮工程學(xué)院14隊(duì) 北京 102205

基于LabVIEW的虛擬網(wǎng)絡(luò)化信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)

李莉1楊文靜2曾志2

1 防化指揮工程學(xué)院二系核電子技術(shù)教研室 北京 102205

2 防化指揮工程學(xué)院14隊(duì) 北京 102205

基于LabVIEW設(shè)計(jì)虛擬的網(wǎng)絡(luò)化信號(hào)發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)通過(guò)“服務(wù)器”端實(shí)時(shí)控制“客戶端”產(chǎn)生不同的信號(hào)，在信號(hào)發(fā)生器的研制方面邁出新的一步。

虛擬儀器；LabVIEW；信號(hào)發(fā)生器

Author’s addressInstitute of Chemical Defence, Beijing, China 102205

虛擬儀器技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)和電子技術(shù)相互結(jié)合、滲透的產(chǎn)物[1]。目前，我國(guó)的高檔臺(tái)式儀器，如信號(hào)發(fā)生器等主要依賴進(jìn)口。筆者認(rèn)為，可采用虛擬儀器技術(shù)，僅采購(gòu)適用的通用硬件，基于虛擬儀器軟件平臺(tái)，開(kāi)發(fā)自己的高性價(jià)比儀器系統(tǒng)。

軟件是整個(gè)系統(tǒng)的核心，本文將基于虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言LabVIEW，介紹虛擬網(wǎng)絡(luò)化信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)。

1 LabVIEW技術(shù)介紹

美國(guó)國(guó)家儀器公司（NI）的虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW[2]（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是應(yīng)用最為廣泛的一種虛擬儀器開(kāi)發(fā)環(huán)境。LabVIEW是基于圖形化編程語(yǔ)言（即所謂G語(yǔ)言）的虛擬儀器開(kāi)發(fā)環(huán)境，它不需文本代碼就可編寫一個(gè)完整的虛擬儀器。LabVIEW含豐富的子函數(shù)和庫(kù)，具有數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理以及文件讀寫等模塊，基于LabVIEW的虛擬儀器程序還可在多種操作系統(tǒng)下運(yùn)行。

2 網(wǎng)絡(luò)化信號(hào)發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)

信號(hào)發(fā)生器通常用于電子電路的性能或參數(shù)測(cè)量。傳統(tǒng)信號(hào)發(fā)生器價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜，不易開(kāi)發(fā)、維護(hù)和升級(jí)。而使用基于LabVIEW開(kāi)發(fā)的虛擬信號(hào)發(fā)生器，具有編程簡(jiǎn)單、直觀、操作方便等特點(diǎn)。下面具體闡述基于LabVIEW的網(wǎng)絡(luò)化信號(hào)發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)方法。

2.1 功能描述

本設(shè)計(jì)包括兩個(gè)部分：網(wǎng)絡(luò)化信號(hào)發(fā)生器的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)化信號(hào)發(fā)生器的客戶端。其中“服務(wù)器”可通過(guò)調(diào)節(jié)按鈕來(lái)實(shí)時(shí)控制“客戶端”產(chǎn)生不同的信號(hào)，如正弦波、方波、三角波以及不同的頻率?！翱蛻舳恕眱H實(shí)現(xiàn)與“服務(wù)器”的通訊和波形顯示。具體指標(biāo)如下：頻率范圍在1～10 MHz之間，初始相位在0～180°之間，幅值在0～1.0 V之間，生成波形的總點(diǎn)數(shù)為128。

2.2 設(shè)計(jì)步驟

1）網(wǎng)絡(luò)化信號(hào)發(fā)生器服務(wù)器的設(shè)計(jì)。

①前面板設(shè)計(jì)：4個(gè)旋鈕型輸入控件、3個(gè)波形選擇器、頻率顯示、端口和2個(gè)指示器。網(wǎng)絡(luò)化信號(hào)發(fā)生器服務(wù)器面板如圖1所示。

②程序框圖設(shè)計(jì)。分為3個(gè)模塊：初始化模塊（實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)送、連接、退出，賦予初值“假”）、波形和頻率控制模塊、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽(tīng)模塊（使用“TCP偵聽(tīng)”對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)聽(tīng)）。以上模塊之間的連接需引用“空字符串”，還需添加錯(cuò)誤處理對(duì)話框，以便對(duì)網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤采取相應(yīng)處理。網(wǎng)絡(luò)化信號(hào)發(fā)生器服務(wù)器部分程序框圖如圖2所示。

2）網(wǎng)絡(luò)化信號(hào)發(fā)生器客戶端的設(shè)計(jì)。

①前面板設(shè)計(jì)。網(wǎng)絡(luò)化信號(hào)發(fā)生器客戶端前面板如圖3所示。顯示信號(hào)波形窗口用于顯示產(chǎn)生的信號(hào)，并用數(shù)字顯示控件顯示當(dāng)前頻率值。接受命令顯示燈顯示接收到的初始命令，并通過(guò)指示燈顯示命令是否符合規(guī)定。兩個(gè)通信地址欄，地址欄為主機(jī)地址，是要與其建立連接的地址。該地址可為IP句點(diǎn)符號(hào)格式或主機(jī)名。此處鍵入與主服務(wù)器相同的通信端口2052。

②程序框圖設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)讀取部分通過(guò)While循環(huán)實(shí)時(shí)讀取網(wǎng)絡(luò)端發(fā)送的指令，如正確即送入接受命令，顯示控件進(jìn)行后續(xù)處理。數(shù)據(jù)解析部分包括2個(gè)子程序，用于分別將命令進(jìn)行2次解析后得到的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，如命令正確與否判定結(jié)果、波形、頻率。波形響應(yīng)部分將最終得到的命令對(duì)應(yīng)到相關(guān)控件，指示命令的正確性、3種波形的判定、頻率的響應(yīng)。錯(cuò)誤處理部分，如獲取的命令錯(cuò)誤或有錯(cuò)誤操作，首先關(guān)閉TCP并彈出對(duì)話框。網(wǎng)絡(luò)化信號(hào)發(fā)生器客戶端部分程序框圖如圖4所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

按照網(wǎng)絡(luò)化信號(hào)發(fā)生器要求，在LabVIEW平臺(tái)上通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)虛擬數(shù)字信號(hào)的產(chǎn)生和調(diào)控?？梢?jiàn)，應(yīng)用虛擬儀器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大。對(duì)于電子實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)，可用虛擬儀器來(lái)替代價(jià)格昂貴的儀器[3]。相信在網(wǎng)絡(luò)化和電子信息高速發(fā)展的21世紀(jì)，虛擬儀器將會(huì)有更加廣闊的發(fā)展。

[1]袁淵,古軍.虛擬儀器基礎(chǔ)教程[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2002

[2]陳錫輝,等.LabVIEW8.20程序設(shè)計(jì)從入門到精通[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007

[3]侯國(guó)屏,等.LabVIEW7.1編程與虛擬儀器設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005

[4]楊樂(lè)平,等.LabVIEW程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].2版.北京:電子工業(yè)出版社,2005

Design of Virtual Netware Signal Generator based on LabVIEW

Li Li, Yang Wenjing, Zeng Zhi

According to the design of the virtual Netware signal generator based on the LabVIEW. It realized the function that the “server” can control the “client” to generate difference signal, we stepped forward on the research of the signal generator.

virtual instrument; LabVIEW; signal generator

TP311

B

1671-489X(2010)24-0092-02

10.3969/j.issn.1671-489X.2010.24.092