本论文通过对虚拟仪器和传统仪器的比较,总结了传统仪器的特点,得出虚拟仪器的优点,结合虚拟仪器的概念,旨在设计一个,基于C8051F340单片机的硬件平台,用VB编程上位机界面的虚拟仪器,包括虚拟函数发生器、虚拟示波器、虚拟逻辑分析仪、虚拟时间频率分析仪。本论文给出了虚拟仪器的设计方案,简要介绍了各部分的硬件电路结构及功能,详细介绍了硬件电路设计及其软件实现,详细介绍了设计中所遇到的问题以及解决问题的方案。设计中运用DDS技术,为函数发生器的产生频率提供时序信号,并能够产生多种输出信号波形与输出方式。运用线性拟合技术,提高虚拟示波器采集信号的频率带宽。运用数字滤波方式,平滑采集信号的曲线。虚拟逻辑分析仪提供了257种捕捉和匹配模式。通过对内部时钟进行倍频和修正,提高了虚拟时间频率分析仪的计数速率,同时运用多周期同步测量技术,提高测量计数精度。下位机与上位机通过USB接口实现数据传输,提高了传输的速度,简化了仪器的硬件设施,论文对USB的硬件设计和软件编程都做了详细的介绍。论文对电路板的电磁兼容性设计进行了详细的分析,电磁兼容性设计的好坏,直接影响产品指标的高低。论文还给出了设计产品的测试结果,并对结果进行分析,设计的产品具有较高的性价比,市场前景比较好。