虚拟仪器的开发及在实验室中的应用

摘要

实验教学在高等工科教育中起着相当重要的作用，尤其是电工电子等实践性很强的专业。在目前大学扩招的形式下，高校实验室教学中需要大量的各种测试仪器。而实验仪器基金投资金额巨大，设备技术更新快，仪器维护困难，导致很多高校实验室测试仪器紧缺。虚拟仪器技术是计算机技术与电子仪器相结合而产生的一种新的仪器模式。这种仪器模式的产生不但为测量领域带来了革命性的创新，同时，基于其优越的性价比，也越来越被高校实验室所青睐。将虚拟仪器应用于高校实验室可大幅度降低实验室改造、建设和维护的资金、时间和空间成本，提高使用效率;能为学生提供更多、更新、更好的高档低价仪器;通过软件的改进和完善，可以不断地扩充实验内容，改变并提高实验手段，提高实验教学质量。
　　本文介绍了虚拟仪器技术在高校电工电子实验室建设和实验教学中的应用意义，分析了基于LabVIEW的虚拟示波器、虚拟信号发生器、虚拟数字电路实验教学平台的软件设计过程以及调试结果。虚拟示波器、虚拟函数信号发生器系统的设计，主要阐述了示波器和函数信号发生器的硬件组成，分析了虚拟示波器、虚拟函数信号发生器的模块组成和各模块的软件程序设计，并对各模块的程序进行调试，分析其运行结果;虚拟数字电路实验教学平台系统主要包括人机对话界面的设计和四个实验项目的软件设计，主要内容包括3线-8线优先编码器、全加器、JK触发器、BCD—七段显示译码器的硬件电路设计分析以及四个实验电路的软件程序设计过程，同时给出了四个实验电路的测试结果。
　　虚拟仪器应用于高校实验教学，目前处于探索开发阶段，但其显著的经济性和实用性已显示其巨大的优势和潜力。随着虚拟仪器的产生和发展，将带来新型实验方式的产生，推动教育方式的重大转变。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 虚拟仪器的概述及分类

1．3 国内外的研究现状

1．4 本课题研究的主要内容

第二章 基于LabVIEW的虚拟仪器的设计

2．1 虚拟仪器软件开发工具LabVIEW的概述

2．2 虚拟示波器软件系统的设计

2．3 虚拟函数信号发生器软件系统的设计

2．4 本章小结

第三章 基于LabVIEW的数字电路实验教学平台的设计

3．1 基础逻辑电路实验教学平台界面的设计

3．2 基于LabVIEW的数字电路部分实验项目的软件设计

3．3 本章小结

第四章 虚拟仪器技术在电工电子实验室的应用分析及发展前景

4．1 虚拟仪器技术在电工电子实验教学中的应用意义

4．2 虚拟仪器技术在实验室的应用分析

4．3 虚拟仪器在电工电子实验室建设中的发展趋势

第五章 结论

参考文献

致谢

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