虚拟仪器(简称VI)是一种功能意义上的仪器,它是伴随着计算机技术和测量技术产生的新型测量仪器。虚拟仪器不仅具有普通仪器的全部功能,而且通过个人计算机上的软件可以实现更为复杂的功能,这些优点使得虚拟仪器的应用前景非常广阔,广泛的应用于通信、自动化、宇航等领域。本设计紧紧围绕研制基于硬件构件虚拟仪器平台这一课题展开,重点在实现该平台的扩展性和可移植性。该平台的功能包括:虚拟示波器、虚拟波形发生器和数据采集节点。在该平台设计过程中充分采用了硬件构件的思想,是对虚拟仪器设计方式的一次新的尝试。依照这种思想,可以将该虚拟仪器平台划分为三个模块:主控模块、功能模块、通信模块。模块之间通过预先定义好的接口相连接,可以实现示波器、波形发生器和数据采集节点的功能。这样设计的优点是为今后扩展新的功能提供接口。具体设计中使用USB2.0作为仪器硬件和个人电脑的接口方案,保障了数据传输的速度和稳定性。使用飞思卡尔公司双核16位MCU作为主控芯片,使得对系统的控制和对数据的处理在不同的CPU上进行,保障了系统的实时性。主控芯片上移植了μC/OS-Ⅱ操作系统,保证了多任务情况下该平台运行的稳定性。创新的提出了一种小型操作系统上的硬件抽象层设计方案,使得本设计能够“无缝”连接不同功能模块。本设计方案降低了单一系统的复杂度,提升了稳定性,方便今后扩展,具有较强的通用性和实用价值。