基于LabWindows／CVI虛擬示波器的設計與實現

0 引 言
隨著虛擬儀器技術的發展，采用“虛擬儀器”來取代傳統儀器的新的測控方法正在取代傳統的測控系統，即利用數據采集卡、信號調理卡或其他計算機外圍硬件進行信號的采集與檢測，然后由計算機來實現對信號的處理、計算和分析以及測試結果的顯示。
Labwindows／CⅥ是基于標準C語言的集成軟件開發環境，其開發虛擬儀器的步驟主要是先確定程序的基本框架，創建用戶界面，然后完成程序代碼的編寫，最后創建工程文件，將程序文件、頭文件、用戶界面文件加入工程中，編譯調試生成可執行文件。

1 數據采集卡的設計
傳統的數據采集卡包括多路開關、放大器、采樣／保持器、A／D轉換器、D／A轉換器等器件組成。PCI(peripheral component interconnect)總線即外部部件互連總線，是一種高性能32／64位地址數據復用高速外圍設備接口局部總線。隨著微處理機的性能不斷提高，人們對微機系統的I／O帶寬不斷提出新的要求，原有的標準總線，如ISA、EISA和Mc已經逐漸不能勝任現代數據采集技術的要求。PCI局部總線的引入，打破了數據傳輸的瓶頸，以其優異的性能和適應性，成為微機總線的主流，基于PCI總線的數據采集系統是高速數據采集系統的發展方向。基于PCI總線的數據采集卡的整體結構可以設計如圖1所示：

完成數據采集卡的硬件設計后，需要進行板卡的驅動程序編寫。其中的WDM(Window Driver Model)是Microsof訟司力推的驅動模型，其提供了更多特性，包括即插即用、電源管理、WMI等，且WDM還是一個跨平臺的驅動程序模型，可以在不修改代碼的情況下重新編譯就可以在不同平臺上運行了。

2 虛擬示波器軟件設計
虛擬示波器測試系統是通過外圍硬件電路獲得離散數據并對該信號進行時域的顯示和分析。從而獲得近似真實儀器的測試結果。本設計利用數據采集卡獲得模擬信號，其軟件結構如圖2所示：

1)信號采集模塊
由于本設計采用非NI數據采集卡，不能直接運用LabWindows／CVI的函數庫來實現。但是板卡設計的驅動程序一般是以動態鏈接庫的形式提供的，所以對于LabWindows／CVI而言，可以直接利用驅動程序中的動態鏈接庫來實驗數據文件的采樣。我們把采集到的數據存儲在一個一維數組中以便進行分析運算。