基于LabVIEW和Multisim电子电路远程虚拟实验室的设计

发布时间：2020-06-27 22:28

【摘要】：实验教学对于普通高等教育至关重要,是培养学生动手能力、创新能力和综合素质的一个至关重要的环节。而某些院校的传统电子电路实验室由于仪器设备缺乏、陈旧等原因,造成实验教学效果不好,影响学生实践能力的培养。作为传统实验教学的一种有效补充,虚拟实验教学能弥补其缺点,既能节约实验成本,又能使实验在时间和空间上得到有效的延伸。因此,电子电路虚拟实验室的研究具有十分重要的理论意义和光明的应用前景。本文主要从基本理论、实现技术和应用系统三个层次重点研究了虚拟实验室的构建,具体讨论了虚拟实验室的理论架构和关键技术,并以此为基础建立了远程电子电路虚拟实验室。主要研究内容如下:1、基于LabVIEW和Multisim搭建了本远程虚拟实验室所需要的开发平台。LabVIEW具有强大的的图形编码功能、强大的外接接口功能以及数据流驱动模式且具备网络发布功能,能实现虚拟实验室的远程控制,但LabVIEW不能对模拟电路和数字电路进行仿真。而Multisim正好弥补这一不足,它是一款功能强大的仿真软件,可以仿真各种模拟电路和数字电路。2、按照B/S软件体系架构,综合了LabVIEW和Multisim的利弊,利用接口技术将二者联合起来,并且结合WEB技术搭建了远程虚拟实验室。本系统采用模块化设计,具有用户登录模块、用户管理模块、虚拟实验模块、实验报告提交与批阅模块四大模块。本系统操作简便,可远程登录;利用LabSQL工具实现了Lab VIEW和数据库Access之间的连接和数据交互,可将用户信息以及实验数据均存放于数据库中,方便管理,提高了系统的交互性。3、开发了一个晶体管共射级单管放大电路虚拟实验,并在此基础上对本远程虚拟实验室进行了测试。在测试中能够让学生了解实验过程、掌握实验原理,并且能够得到可靠的实验数据。测试结果表明本虚拟实验室操作简便,具有良好的实验效果。总的来说,本系统具有一定的应用价值,在往后会对其进行进一步的拓展,并有望应用于学校的实验教学中。
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN710-4;G434
【图文】：

随机数产生器,前面板

1) 前面板前面板即我们运行 VI 程序时的用户界面，在这 VI 面板上有用户输入和显示输出两类对象，具体包括有图像显示、旋钮、控制开关等对象。图 1-1 所示是一个产生随机数的简单 VI 前面板，在该前面板上有一个波形图表显示对象，以曲线形式显示了程序所产生的随机数。在波形图表左边还有一个停止按钮，其可以让程序停止运行。与前面板相匹配的还有一个程序框图，只有当程序框图完全正确时才能正常运行程序，VI 运行时出现在我们眼前的是 VI 前面板。

程序框图,随机数产生器,程序框图

图 1-2 随机数产生器程序框图在上图中我们可以看到显示在前面板上的停止按钮和波形图表，还有在前面板上看不到的随机数发生器、一个延时函数以及循环结构。3) 图标/连接器VI 程序具有结构化和层次化的特点。任何一个 VI 都可以作为子程序，这里称为 subVI 即子 VI，可以被其他 VI 调用，图标和连接器相当于图形化的参数[19][20]。本系统设计是基于模块化设计的，模块之间的联系就是通过调用子 VI 来实现的。LabVIEW 提供了三类模板，即工具（Tools）模板、控制（Controls）模板和函数（Functions）模板。用户根据这三个工具模板来绘制程序框图和前面板界面。1.2.2Multisim 介绍

【参考文献】