本文以美国国家公司的LabVIEW8。5为软件开发平台，以阿尔泰公司的数据采集卡PCI2003作为硬件开发平台设计虚拟示波器，与传统的示波器相比，功能更灵活，利用价值更高。

技术路线：

2 虚拟仪器基础

2。1 虚拟仪器概念

虚拟仪器20世纪70年代开始发展起来。"虚拟”的意思就是说明软件在这类仪器中的应用，这与依靠硬件完成测量的传统仪器的不同。由于虚拟仪器结构的多样和应用的广泛，目前对虚拟仪器还没有标准化的定义。

虚拟仪器主要由微处理器，应用软件和硬件组成，如定时器、数字I/O、A/D、D/A等。使用者将硬件仪器和软件组合起来，通过友好的人机界面来操作计算机，以便对信号分析处理等。虚拟仪器的开发周期短，性价比高，界面比较友好，而传统仪器界面就比较呆板。虚拟仪器的构成如图1-1所示

2。2 虚拟仪器的硬件系统

虚拟仪器的硬件系统由传感器、信号调节电路、数据收集系统包括有多种I/O接口电路、模块化机箱、通信适配器和微机组成。其中，传感器是虚拟仪器中的前端设备，将测量的非电能转化成电能；计算机是虚拟仪器硬件平台的核心部位；调节电路作用是对输出模拟信号进行处理；数据采集系统对被测量信号进行模数转换、抽样和放大等。

2。3 虚拟仪器的软件系统来自优I尔Y论S文C网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766

虚拟仪器软件体系具有统一、开放的标准与格式，1993年VPP联盟成立，补充定，VXI总线规范中的虚拟仪器软件结构。VPP系统定义，虚拟仪器软件结构如图2-1所示：

2。3。1 应用软件层

图2-1虚拟仪器软件框架

应用软件层在仪器驱动程序层之上，通过提供丰富的数据分析与处理能力、友好的人机操作界面来实现自动测试使命，并且直接面向使用者。

应用软件的开发因人而异，但是不管哪一种开发环境都有良好的人机开发界面、功能强大的应用程序。虚拟仪器编程可分为两种。

（1）利用专业测控语言编写，基于可视化编程语言例如NILabWindows/CVI和基于图形化编辑语言例如HP-VEE和IN公司的LabVIEW。

（2）利用通用编程语言编写，例如NI公司推出的VisualBasic和VisualC++、专门用于测控范畴的ActiveX,以便用户采用通用语言开发虚拟仪器系统。

2。3。2 仪器驱动程序层

仪器驱动程序层主要是给用户提供抽象的仪器操作函数集。仪器驱动程序通过调用VISA函数库来对仪器进行控制。对于不熟悉仪器内部构造的程序设计员来说，通过仪器驱动程序就可以开展虚拟仪器设计工作。

2。3。3 输入输出接口层

输入输出接口层位于仪器驱动程序层之下，是虚拟仪器系统的基础和核心。

2。4 虚拟仪器设计方法

由于虚拟仪器与传统仪器在软件中的巨大区别，所以虚拟仪器的设计过程和传统仪器有很大的不同。再者，虚拟仪器与传统仪器关于软件的开发更是存在很大差异。

虚拟仪器的设计过程与步骤如下：

1、确定虚拟仪器的种类虚拟仪器种类各异，不同种类的虚拟仪器在硬件方面差异较大，因此要选择合适的虚拟仪器种类，选择类型主要从以下几个方面入手：