基于PCI总线的虚拟仪器设计

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实验室工作人员一直希望有一种低成本、高性能以及通用性强的仪器系统来取代示波器、信号发生器等多种仪器。虚拟仪器具有性价比高、功能多样、应用灵活以及开发时间短等特点。研究和设计虚拟仪器可以充分利用PC机硬件及软件优势,设计出切合实验室需要的虚拟仪器系统。论文采用了一种基于PCI总线的虚拟仪器设计方案:首先设计一块PCI卡,把它作为虚拟仪器底层硬件,用来采集和发送数据。然后用WinDriver软件驱动PCI卡,实现PC机与PCI卡之间的数据交互,最后用LabVIEW软件来设计出虚拟仪器界面,完成对数据的测量显示、波形的产生和发送等功能。论文首先阐述了虚拟仪器的基本概念和研究意义,介绍了虚拟仪器的产生以及国内外的发展概况,提出了基于PCI总线的虚拟仪器的设计要求,并针对设计要求设计出了总体方案,然后重点介绍了PCI接口、A/D、D/A转换电路以及其信号调理电路的具体设计过程,并详细介绍了基于WinDriver软件的即插即用驱动程序设计以及相关寄存器的配置过程,解决了硬件的安装和驱动问题。最后,论文重点设计了基于LabVIEW的虚拟示波器和虚拟信号发生器,分别给出了对应的前面板及程序框图设计过程。论文还给出了实验过程与结果:用信号源输入不同波形至虚拟示波器,并把实际波形与虚拟示波器显示的波形进行对照分析,同时用虚拟信号发生器发送多种波形至下位机,用现有示波器和已设计好的虚拟示波器查看分析,验证了虚拟示波器和虚拟信号发生器的基本功能。
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