基于LabVIEW 8．2的多用虛擬電壓表設計

2 前面板的設計
前面板模擬真實電壓表的前面板，用于設置輸入數(shù)值和觀察輸出量。由于虛擬面板直接面向用戶，是虛擬電壓表控制軟件的核心。設計這部分時，主要考慮界面美觀、操作簡潔，用戶能通過面板上的各種按鈕、開關等控件來控制虛擬電壓表進行測量工作。根據(jù)傳統(tǒng)電壓表面板控件的功能，利用LabVIEW中的控制模板，分別在設計面板上放入模擬實際電壓表控件的數(shù)據(jù)輸入控件、顯示器、數(shù)據(jù)輸出控件、開關、選擇器，顯示器用于顯示輸入的信號波形；數(shù)據(jù)輸入控件主要用于輸入被測信號的信號頻率、采樣頻率、采樣數(shù)、振幅和相位；數(shù)據(jù)輸出控件則用于輸出被測信號經(jīng)過處理后得到的峰值、平均值和有效值及標準頻率的有效顯示。打開LabVIEW前面板的編輯窗口，點擊鼠標右鍵，顯示控制模板，選擇圖形一波形圖，作為電壓表的顯示器。在顯示器模板上點擊鼠標右鍵，對其進行屬性設置，例如根據(jù)示波器的頻率與幅度值的變化，利用工具模板中的文字工具，對示波器橫(時間)、縱(幅度)坐標的刻度進行重新設置。用Graph控件設計的示波器是完全同步的，且波形穩(wěn)定。
選擇控件→數(shù)值→數(shù)值輸入控件／數(shù)值顯示控件，作為電壓表參數(shù)設置中輸入和測試結果的數(shù)據(jù)顯示。
選擇控件→下拉列表與枚舉→菜單下拉列表，放置對輸入波形選擇開關，在下拉列表中單擊鼠標右鍵，選擇“編輯項”對其進行編輯。
“電源開關”控件選擇經(jīng)典→經(jīng)典布爾→方形按鈕，當按下開關時，虛擬電壓表開始運行，同時電源開關的指示燈亮。同樣，當彈起開關時，虛擬電壓表停止運行。前面板如圖1所示。

3 流程圖的設計
每一個前面板都對應一個流程圖程序。前面板的設計完成后，可對流程圖程序進行設計。打開LabVIEW設計環(huán)境中的窗口→顯示程序框圖，進入流程圖編輯窗口，與前面板各控件對應的端口圖標自動出現(xiàn)在流程圖編輯窗口中。利用LabVIEW中的功能模塊，根據(jù)虛擬示波器前面板各控件的作用和聯(lián)系，虛擬示波器運作后數(shù)據(jù)流的控制，分別在流程圖設計面板中放置各個功能模塊，合理擺放后，在用連線工具依次連接，以實現(xiàn)虛擬示波器的功能。數(shù)據(jù)流的編輯主要是對端口圖標的連接。用連線工具進行連線時，如果端口閃爍，說明相連的數(shù)據(jù)類型匹配，否則不能連接。
3．1 虛擬信號發(fā)生器的實現(xiàn)
由于虛擬電壓表主要用于演示，所以為了方便，可直接利用LabVIEW軟件產生仿真信號。在該設計中，設置了正弦波、方波和三角波以及由公式確定的任意波形。在程序設計框圖中，使用一個Case(選擇)語句對四種波形進行選擇。Case語句中，每一個數(shù)字(0，1，2，3，4)都代表一種波形，與前面板控件中5種狀態(tài)相對應。至于Case語句的制作，只需將4個圖標中的一個，例如正弦波發(fā)生程序，用Case框起來，然后在上面的空白處寫上相應的數(shù)字，例如1；然后點擊箭頭，可以設置第二個圖標，如果要添加一個Case的話，可以點擊鼠標右鍵，直接添加，編輯相應的基本信號發(fā)生器VI中相應的節(jié)點即可。在添加公式波時，要把基本信號發(fā)生器VI換成公式波形VI，0代表默認狀態(tài)，表示無任何波形輸入。本文給出了Case結構的一個分支，公式波形的流程圖如圖2所示。該子Ⅵ可使用指定時間函數(shù)的公式字符串生成一個函數(shù)波形，它要求公式的自變量必須是t，它所支持的運算符和常用的函數(shù)詳見參考文獻。

另外，在模擬狀態(tài)下，信號頻率以赫茲或者每秒周期數(shù)為單位。但是在數(shù)字系統(tǒng)中，通常使用數(shù)字頻率，它是信號頻率與采樣頻率的比值，被稱為標準頻率。所以，在框圖程序中，應當在信號頻率與采樣頻率之間加載一個除法器。