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Labview和Matlab混合编程方法的研究与实现
导读：Ｌａｂｖｉｅｗ和Ｍａｔｌａｂ混合编程方法的研究与实现，摘要：ＬａｂＶＩＥＷ是一种高性能的图形化虚拟仪器编程软件，科学研究和分析等方面有广泛的应用，ＭＡＴＬＡＢＳｃｒｉｐｔ节点技术的ＬａｂＶＩＥＷ和ＭＡＴＬＡＢ混合编程，对这些方法进行了比较分析Ｉ利用混合编程既良好地发挥了仪器语言的优势，在ＬａｂＶＩＥＷ中可利用ＬａｂＶＩＥＷＤＤＥＶＩｓ实现ＤＤＥ通，编程效率高，研究ＬａｂＶＩＥＷ和ＭＡＴＬＡＢ的障甬ｉ日夏习文章编号：１６７１―４５９８（２００８）０５―０７３７―０３甚裟詈嚣耋：兰：：譬。ｃ１。６ｎ（。砌５）中图分类号：ＴＰ３１文献标识码：Ａ．，。，．Ｌａｂｖｉｅｗ和Ｍａｔｌａｂ混合编程方法的研究与实现柴敬安１，廖克俭１，潘德辉１，李（１．辽宁石油化工大学石油化工学院，辽宁抚顺森２１１３００６）１１３００１；２．抚顺市质量技术监督局，辽宁抚顺摘要：ＬａｂＶＩＥＷ是一种高性能的图形化虚拟仪器编程软件，它在测试与测量、过程控制与处理，科学研究和分析等方面有广泛的应用，但是，ＬａｂＶＩＥＷ在数值分析和数据运算处理等方面显得有些力不从心；通过其强大的外部接口．提出了基于ＤＤＥ，ＤＬＬ，ＡｃｔｉｖｅＸ自动化，ＭＡＴＬＡＢＳｃｒｉｐｔ节点技术的ＬａｂＶＩＥＷ和ＭＡＴＬＡＢ混合编程，并结合小波降噪、虚拟模糊热点温度分析仪实例，对这些方法进行了比较分析Ｉ利用混合编程既良好地发挥了仪器语言的优势，又扩展了算法工具箱，探索了智能虚拟仪器新的开发途径。关键词：ＬａｂＶｌＥＷｔＭＡＴＬＡＢｔ小波分析，模糊理论；虚拟仪器ＳｔｕｄｙａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ伽ＰｒｏｇｒａｍＭｅｔｈｏｄｏｆＬａｂＶＩＥＷＣｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈＭＡＴＬＡＢＣｈａｉＪｉｎｇａｎｌ，ＬｉａｏＫｅｊｉａｎｌ，ＰａｎＤｅｈｕｉｌ，ＬｉＭｉａ０２（１．Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ，ＬｉａｏｎｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ２．ＦｕｓｈｕｎＰｅｔｒｏｌｅｕｍ＆ＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｆｕｓｈｕｎ１１３００１．Ｃｈｉｎａ；ＱｕａｌｉｔｙａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｉｒｅｃｔｏｒＢｕｒｅａｕ，Ｆｕｓｈｕｎｈａｓｎ１１３００６，Ｃｈｉｎａ）ｉｎＡｂｓｔ他ｄ：ＬａｂＶＩＥＷｔｏｍａｔｉｏｎａｎｄｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｉｓａｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｇｒａｐｈｉｃａｌｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｉｔｈａｓｗｉｄｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｔ７ｔｔｅｓｔｉｎｇ、ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ、ａｕ－ｃｏｍｐｌｅｘｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．ＢｕｔｙｅｔｔｈｅｓｔｒｏｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｃｏｍｐｌｅｘｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄａｎｄｍａｔｈｅｍａｔｉｃＡｃｔｉｖｅＸａｎｄｃｏｍｐｕ―ｔｉｎｇ．ＴｈｉｓＬＡＢｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｍｉｘｅｄｐｒｏｇｒａｍｂｅｔｗｅｅｎＬａｂＶＩＥＷＭＡＴＬＡＢｂａｓｅｄｏｎＤＤＥ、ＤＬＬ、ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆｗａｖｅｌｅｔＭＡＴ―ＳｃｒｉｐｔｂｙｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｆＬａｂＶＩＥＷ．ＣｏｍｐａｒｅａｎｄａｎｄＴｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎａｌｙｚｅｔｈｅｓｅｍｅｔｈｏｄｓｔｈｒｏｕｇｈｉｔｓｒｅａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｎｏｔＥｘｐｕｎｃｔｉｏｎｎｏｉｓｅＩｎ―ｓｔｒｕｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ．Ｔｈｅｍｉｘｅｄｐｒｏｇｒａｍｔｏｏｌｂｏｘｏｎｌｙｍａｋｅｓｎｅｗｕｓｅｏｆｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｔｈｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｌａｎｇｕａｇｅ，ｂｕｔａｌｓｏｅｘｐａｎｄｓｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍＫｅｙａｎｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐａｔｈｏｆｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ．ｗｏｒｄｓ：ＬａｂＶＩＥＷ；ＭＡＴＬＡＢｌｗａｖｅｌｅｔａｎａｌｙｓｉｓ；ｆｕｚｚｙｔｈｅｏｒｙ；“ｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ０引言美国ＮＩ公司创立的ＬａｂＶＩＥｗ是一个功能强大而又灵活ＤＤＥ，两个处于运行状态的程序之间可以相互发送或接收命令及数据，这两个程序分别称为客户程序（ＤＤＥＣｌｉｅｎｔ）和服务器程序（ＤＤＥＳｅｒｖｅｒ）。在ＬａｂＶＩＥＷ中可利用ＬａｂＶＩＥＷＤＤＥＶＩｓ实现ＤＤＥ通的仪器分析软件和应用开发工具，是目前国际上应用最广的虚拟仪器开发环境之一，主要用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域。经过多年的发展，ＬａｂＶＩＥＷ已成为测量与测试领域的工业标准。最新版本ＬａｂＶＩＥＷ８．２０Ｖｉｓ采用了一些新的特征，用户可以方便地创造一个交互式的系统控制界面，使各种信号的采集和处理更加人性化。但在对各种算法的支持方面，ＬａｂＶＩＥＷ的工具箱却非常有限，这就制约了大型应用程序的开发效率。美国ＭａｔｈＷｏｒｋｓ公司开发的ＭＡＴ―ＬＡＢ具有强大的矩阵运算和图形处理功能，编程效率高，几乎在所有的工程计算领域都提供了准确、高效的工具箱。但其界面开发及流程控制的能力较差，并且数据采集、网络通信、硬件控制等方面比较繁琐，而且脚本文件不能脱离ＭＡＴＬＡＢ这个应用程序环境，这就制约了程序的可移植性和通用性。因此，研究ＬａｂＶＩＥＷ和ＭＡＴＬＡＢ的混合编程，使它们在功能上互补，充分发挥两者的优势，具有很高的实用价值。ｌ信。ＬａｂＶＩＥＷＤＤＥ子模板中的ＶＩｓ分两部分：一部分为ＤＤＥＳｅｒｖｅｒ；另一部分为ＤＤＥＣｌｉｅｎｔ。ＤＤＥＣｌｉｅｎｔ与ＤＤＥＳｅｒｖｅｒ之Ｒｅ－间有４种通信方式：（１）利用ＲｅｑｕｅｓｔＤａｔａ命令（ＤＤＥＤａｔａ命令（ＤＤＥＡｄｖｉｓｅｑｕｅｓｔ．ｖｉ）向应用程序请求ＤＤＥ数据项目；（２）利用ＡｄｖｉｓｅＳｔａｒｔ．ｖｉ，ＤＤＥＡｄｖｉｓｅＣｈｅｃｋ．ｖｉ），请求应用程序向ＬａｂＶＩＥＷ发送数据｝（３）利用ＰｂｋｅＩｔｅｍ命令（ＤＤＥＰｏｋｅ．ｖｉ）向应用程序发送数据；（４）向ＤＤＥ执行。１．２利用动态链接库（ＤＬＬ）技术动态链接库（ＤＬＬ）是基于Ｗｉｎｄｏｗｓ程序设计的一个重要组成部分。ＤＬＬ是一个位于应用程序外部的过程库，它可以从应用程序中调用，在运行时被动态链接，但并没有被绑定到ＥＸＥ文件上。ＤＬＬ是可共享和重人的，它的代码执行速度很快。利用ＤＬＬ技术先用．ｉｎ文件翻译器Ｍａｔｅｏｍ（ＭＩＤＥ?ＶＡ）将ＭＡＴＬＡＢ的．ｉｎ源文件翻译为ｅｐｐ代码，并编译为．ｄ１１文件。ＬａｂＶＩＥＷ提供了一个调用库函数（ｃａｌｌｌｉｂｒａｒｙｆｕｎｃ―Ｓｅｒｖ－ｅｒ发送命令（ＤＤＥＥｘｅｃｕｔｅ．ｖｉ）告诉它利用Ｅｘｅｃｕｔｅ命令来ＭＡＴＬＡＢ调用的实现方式［１ｑ】ＤＤＥ是Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统中一种基于消息的协议。利用收稿日期：２００７―０９―０１：修回日期：２００７―１０―２１。作者简介：柴敬安（１９８２一），男，辽宁沈阳人，硕士研究生（在读），主１．１利用动态数据交换（ＤＤＥ）技术ｔｉｏｎ，ＣＬＦ）节点，ＣＬＦ节点在ｌａｂＶＩＥＷ功能模板的Ａｄ―ｖａｎｃｅｄ子模板中，利用ＣＬＦ节点，可以在ＬａｂＶＩＥｗ中实现ＤＬＬ函数的调用。该方法的缺点是必须安装Ｍａｔｃｏｍ。１．３利用ＡｃｔｉｖｅＸ的自动化技术要从事虚拟仪器与电气控制方向的研究。廖克俭（１９５６一），男，辽宁丹东人，博士，教授，主要从事石油化学品．的研制、实验化学的计算机应用方向的研究。ＡｃｔｉｖｅＸ是由Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司开发的用于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的一种对象链接与嵌入技术，它满足网络上不同应用程序问交换信息的中华测控网ｃｈｉｎａｍｃａ．ｃｏｒｎ?７３８?计算机测垦与控制第１６卷需求。ＡｃｔｉｖｅＸ的自动化允许应用程序或组件控制另一个应用程序或组件的运行，包括自动化服务器和自动化控制器。Ｌａｂ―ＶＩＥＷ和ＭＡＴＬＡＢ都支持ＡｃｔｉｖｅＸ的自动化技术．通过使用ＭＡＴＬＡＢ自动化服务器功能，ＬａｂＶＩＥＷ将数据传人ＭＡＴ―ＬＡＢ工作空问，执行ＭＡＴＬＡＢ命令，再将结果输出，从而实现了ＬａｂＶＩＥＷ与ＭＡＴＬＡＢ的混合编程。１．４利用ＭＡＴＬＡＢＳｃｒｉｐｔ节点技术ＭＡＴＬＡＢＳｃｒｉｐｔ节点技术实际上是通过ＡｃｔｉｖｅＸ控件与ＭＡＴＬＡＢＳｅｒｖｅｒ进行通信的。调用ＭＡＴＬＡＢ函数或命令，实质是将ＭＡＴＬＡＢ当作一个ＡｃｔｉｖｅＸ服务器，并建立Ａｃ―ｔｉｖｅＸ通道，然后将这个函数或命令通过ＡｃｆｉｖｅＸ通道发送给ＭＡＴＬＡＢ，由ＭＡＴＬＡＢ在后台执行，所以在计算机中必须安装有ＭＡＴＬＡＢ。用该方法实现ＬａｂＶＩＥｗ与ＭＡＴＬＡＢ的混合编程既简单又实用，但有以下几点必须注意［３］。（１）ＬａｂＶＩＥＷ使用ＡｃｔｉｖｅＸ技术来实现ＭＡＴＬＡＢ脚本节点，因此ＭＡＴＬＡＢ脚本节点只能用于Ｗｉｎｄｏｗｓ平台上。（２）ＭＡＴＬＡＢＳｃｒｉｐｔ节点方式要求计算机上必须安装ＭＡＴＬＡＢ５．０及以上版本，因为执行脚本节点时要调用ＭＡＴＬＡＢ脚本服务器。（３）ＬａｂＶＩＥＷ和ＭＡＴＬＡＢ是两种不同的编程语言，有各自的数据类型定义，所以在应用时必须注意ＭＡＴＬＡＢ脚本节点内外数据类型的匹配，否则ＬａｂＶＩＥｗ运行时将产生错误。可以从输入输出端子的快捷菜单上的ＣｈｏｏｓｅＤａｔａＴｙｐｅ中选择合适的数据类型。混合编程的原理图如图ｌ所示。图１混合编程的原理图２混合编程的应用举例［４－５］２．１虚拟小波降噪仪设计小波分析是一种较新的信号处理方法。一个含噪声的一维信号模型形式表示如下：ｓ（ｉ）＝，（ｉ）＋盯?Ｐ（ｉ），ｉ＝０，…，ｎ一１式中，ｆ（ｉ）为真实信号，本例中是一低频正弦信号，ｅ（ｉ）为高斯白噪声Ｎ（０，１），噪声级（ｎｏｉｓｅｌｅｖｅｌ）为１，Ｓ（ｉ）为含噪声的信号。在实际工程中，有用信号通常表现为低频信号或是一些较平稳的信号，而噪声信号则表现为高频信号。一般来说，一维信号的小波消噪算法可分３个步骤进行。（１）一维信号的小波分解。选择一个小波并确定分解的层次Ｎ．然后对信号ｓ进行Ｎ层分解。（２）小波分解高频系数的阈值量化。对第一到Ｎ层的每层高频系数，选择一个阚值进行软阚值量化处理。（３）一维波的重构。根据小波分解的第Ｎ层的低频系数和经过量化处理后的第一层到第Ｎ层的高频系数，进行一维信号的小波重构。ＭＡＴＬＡＢ小波工具箱（ｗａｖｅｌｅｔＴｏｏｌｂｏｘ）提供了许多小波分析功能函数，其中对一维信号消噪的小波函数是ＷＤＥＮ函数，该函数最简单的用法为：蹦：仉ｄ铆（Ｓ，￡钟，，∞砌，算口ｚ，竹，耻口）中华测控网它的返回值是经过对原始信号Ｓ进行消噪处理后的信号ｓｄ。另外，ｓｏｒｈ指定软阈值（ｓｏｒｈ＝’ｓ７）或硬阈值（ｓｏｒｈ＝’ｈ’），ｓｃａｌ有基本模式（ｓｃａｌ＝‘ｏｎｅ’）、未知尺度的基本模式（ｓｃａｌ＝‘ｓｌｎ’）、非白噪声的基本模式（ｓｃａｌ＝‘ｍｌｎ’）等３种模式选择；以为小波分解的层数；讹口指定分解时所用的小波；ｔｐｔｒ指定阈值选取规则：ｔ∥ｒ＝’ｒｉｇｒｓｕｒｅ’时，采用无偏估计原则进行适应性阈值选择￡∥ｒ＝’ｈｅｕｒｓｕｒｅ’时，选用首次选择的启发式变量作为阈值ｔｐｔｒ＝’ｓｑｔｗｏｌｏｇ’时，选用ｓｑｒｔ（２＊ｌｏｇ（１ｅｎｇｔｈ（ｚ）））作为阈值。基于小波分析的虚拟信号消噪仪设计思路为：在前面板上添加ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＲｅｆｎｕｍ，在ＳｅｌｅｃｔＡｃｔｉｖｅＸＣｌａｓｓ中选择ＭＡＴＬＡＢＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＴｙｐｅＬｉｂｒａｒｙＶｅｒｓｉｏｎ１．０连接ＭＡＴＬＡＢ服务器。在框图中添加ＡｃｔｉｖｅＸ功能节点，以ＩｎｖｏｋｅＮｏｄｅ调用ＰｕｔＦｕｌｌＭａｔｒｉｘ方法，通过数据采集或仿真生成含有噪声的信号通过参数ｘ传人ＭＡＴＬＡＢ的。ｂａｓｅ”工作空间，ＬａｂＶＩＥＷ将自动进行变体型数据类型的转换。使用ＩｎｖｏｋｅＮｏｄｅ调用Ｅｘｅｃｕｔｅ方法，通过参数Ｎａｍｅ以字符串的形式传递合法的ＭＡＴＬＡＢ语句。值得注意的是，在ＭＡＴＬＡＢ程序中需要输出的语句只有不加分号，才能在ＭＡＴＬＡＢ命令窗口打印出结果从而获取工作空间的数组。在前面板添加ＧｒａｐｈＩｎｄｉｃａｔｏｒ显示降噪前后的波形，降噪前后的波形如图２所示，程序框用如图３所示。２．２模糊热点温度分析仪设计模糊理论是在模糊集合理论基础上发展起来的，它在系统建模、自动控制、数据分类、决策分析、专家系统、时间序列预测、机器人控制和模式识别等众多领域中得到了成功的应用。虚拟模糊热点温度分析仪，是采用虚拟仪器的形式实现的智能传感系统，用于对电力变压器的热点进行在线监测，以确保用电设备的安全稳定运行。在实际测量中，通常需要采用温度传感器（如铂热电阻）对变压器的热点温度进行在线检测，然后通过信号调理电路转变为标准电压信号，数据采集卡将信号采集到计算机中进行数值符号转换，并且最终给出人类语言第５期柴敬安，等：Ｌａｂｖｉｅｗ和Ｍａｌｌａｂ混合编程方法的研究与实现?７３９?丽函芦图３基于ＡｃｔｉｖｅＸ的小波降噪程序框图ｔｅｍｐ＿ｈｉｇｈ＝ｔｒａｐｍｆ（ｔｅｍｐ，［９５１１０ｉｎｄｅｘ＝一ｌ二二仨熏翌‘适虱ｑｕｌｔｌ划ｃＬ］Ｉ的表述。本例介绍ＬａｂＶＩＥＷ和模糊推理结合的实现过程，由Ｄｉｇｉｔａｌ１４０１４０］）；Ｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ．ｖｉ经过处理而给出测量温度值。系统可Ｅｔｅｍｐ＿ｍｅｍｉｎｄｅｘ］＝ｍａｘ（［ｔｅｍｐ―ｎｏｒｍａｌｔｅｍｐ＿ｍｉｄｄｌｅｔｅｍｐ＿ｈｉｇｈ］）｝ｉｆ以实时监控温度值和温度状态（是否正常），并且有过热报警的功能。温度在Ｅｚｏ，１４０］摄氏度范围内时，系统会给出相应的语言描述：“温度正常”“温度偏高”“温度过高”，当温度超过１４０摄氏度时，系统报警“温度太高了！”本例采用梯形隶属函数ｔｒａｐｍｆ，它的四个参数ａ，ｄ，ｂ，Ｃ分别确定梯形的两脚和两肩的位置。ＶＩ的前面板和框图程序分别如图４、图５所示。ｒｅｓｕｌｔ＝１；ｅｌｓｅｉｆｉｎｄｅｘ＝＝２ｒｅｓｕｌｔ＝２；ｅｌｓｅｒｅｓｕｌｔ＝３ｌｅｎｄｅｎｄｉｆｔｅｍｐ＞１４０ｒｅｓｕｌｔ＝３；ｗａｒｎ＝ｌ；ｅｎｄｒｅｓｕｌｔＷａｒｎ４分析与结论ＬａｂＶＩＥＷ中提供了各种与其它应用程序进行相互调用的方法，如前面所述的ＤＤＥ，ＤＬＬ，ＡｃｔｉｖｅＸ等。通过上面的例子我们可以对混合编程的方法进行实质分析，可以得出以下特点。（１）使用ＡｃｔｉｖｅＸ函数模板时，经常会遇到数据类型的转换，尤其是变体（Ｖａｒｉａｎｔ）与其他类型的转换。当使用大型算法时，必须明确输入、输出数据的具体类型，而且要尽量减少数据传输量和启动ＭＡＴＬＡＢ自动化服务器的次数ＡｃｔｉｖｅＸ函数模板。因此，该方法适于较大的应用程序开发。另外，使用ＡｃｔｉｖｅＸ函数模板的方法，具有对ＭＡＴＬＡＢ更强的控制能力。如随时打开和关闭ＭＡＴＬＡＢ，隐藏在任务栏中的ＭＡＴ―ＬＡＢ图标，与ＭＡＴＬＡＢ进行字符数组传输，这些都是ＭＡＴ―ＬＡＢＳｃｒｉｐｔ节点不具有的。（２）使用ＭＡＴＬＡＢＳｃｒｉｐｔ节点的方法快捷方便，通过这种方法用户可以在ＬａｂＶＩＥＷ中使用ＭＡＴＬＡＢ强大的数值运算功能。这种方式也是ＬａｂＶＩＥｗ开发组推荐使用的方式。ＭＡＴＬＡＢＳｃｒｉｐｔ节点具有多输入、多输出的特点，一次处理的信息量很大。ＭＡＴＬＡＢ脚本可先在ＭＡＴＬＡＢ下调试，无其中框图中ＭＡＴＬＡＢＳｃｒｉｐｔ里添写的代码如下：ｔｅｍｐ＝ｈｔ；ｔ一２０：０．１：１４０；ｗａｒｎ２０：ｉｆｔｅｍｐ＜一１４０误后再导入ＭＡＴＬＡＢＳｃｒｉｐｔ节点中。但是这种方法不能控制ＭＡＴＬＡＢ服务器，打开脚本的速度很慢，当节点中的脚本执行完毕后，ＭＡＴＬＡＢ也不能自动关闭。所以，这种方法不利于应用在较大的应用程序开发中。总之’，每一种调用方法都有其自身的优势和不足。在开发一个较大的复杂应用程序时，综合不同的应用要求，合理选择调用方法可以显著的提高开发效率。（下转第７４５页）中华测控网ｃｈｉｎａｍｃａ．ｃｏａｌｔｅｍｐ＿ｎｏｒｍａｌ＝ｔｒａｐｍｆ（ｔｅｍｐ，［ｚｏｔｅｍｐ＿ｍｉｄｄｌｅ＝ｔｒａｐｍｆ（ｔｅｍｐ，Ｅ６０２０６０７０９０７０３）；ＩＯＯ］）‘第５期３．３祝晓东．等：摹于ＳＯＣ单片机的频率特性测试仪设计?７４５?下位机程序结构Ｈ】ＴＩＭＥＲｌＥ０：ＭＯＶＫＥＹＢ＿ＶＡＬＵＥ．＃ＯＯＨ；命令结束下位机软件总体结构如图４所示，在详细设计阶段，继续能相对简单独立、彼此耦合度较低的各类子程序，最后进行程库仲稻甜廿［‘］ＳＥＴＢＭＫＡ．３ＳＪＭＰＲＥＡＤＹｌ对模块进行结构化、模块化分解，详细规划，把模块分解成功ＰＲＥＳＳｌ：ＭＯＶＡ，ＫＥＹＢ＿ＶＡＬＵＥ；读命令（键）值ＭＯＶＫＥＹＢ＿ＶＡＬＵＥ，＃ＯＯＨＩ清命令（键）值ＣＬＲＫＥＹＢ＿ＶＡＬＵＥ．７｝清输入命令标志，由二警竺的苎慧坌霎竺墨尊苎髦妻堡翌笔务篓耄’嘣套些Ｔ就不一一描述了，现以主程序设计为例进行说明，流程图如图５所示－ＭＭ。ＯｖＶ……。ＪＭＰＫＰＲＧ：ＬＪＭＰＢ。Ｐ，裹＃；ＫＰＲＧ，功能子程序调用表首址………一………一Ａ＋ＤＰＴＲ；散转磊石’４、闻厂鬲赢，●【箜堡！堑！Ｊ来到留铺谤命令Ｉ旦垫墨垒ＫＰ０；分支散转列表ＯＯＨ一３ＦＨ坚－Ｊ：中驯ｍｍ超时程序调试过程十分重要的，由于单片机程序是硬件低层应用程序，与硬件结合密切。通常使用两种方式调试：软件仿真和在系统调试结合，提高效率。调试仿真在单片机开发系统ＩＤＥ下完成的，这里使用了支持ＣＹＧＮＡＬ系列的ＫＥＩＬ７．０版。测试方案采用了自顶而下与自下而上相结合的结构化的测试。当测试通过后，系统基本定型，可以编译程序并下载到单片机内部，这样系统就可以脱机独立运行了。ｉ已刊±单字节命令±阿赢翮广虿菇田厂面蕊４结论本设计达到了预期的设计目标。经实际检验，性能方面得到较大提高，对仪器进行了数字化、智能化、虚拟化设计，紧密了仪器与计算机的联系，在提高产品档次的同时大大节省了成本，该系统产品化后，取得了相当好的经济效益。该产品具有良好灵活性，在硬件不变的条件下，可以改变上位机应用程序完成特定功能，只要知道通信协议，即可进行软件二次开发。这种结构模式在测试测量仪器系统中具有良好应用前景。在整个开发过程运用了计算机软件工程开发思想完成软、硬件开发．取得较好成效。参考文献：［１］邱建东，胡永红．无人机数据链自动测试系统测控组件的设计［刀．计算机测量与控制，２００６，１４（１）：７―８．Ｅｚ］曹辉，薛敏彪，胡永红．基于ＭＣｌ２２１０的频率合成器系统设计［Ｊ］．计算机测量与控制，２００６，１４（３）：３８８―３８９．［３］李刚，林凌．ＣＹＧＮＡＬ单片机与８０５１兼容的高性能、高速单片机一Ｃ８０５１Ｆ［Ｍ］．北京：北京航天大学出版社，２００２．［４］先锋工作室．单片机程序设计实例［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００３．：乡＜◇＃嘉薪篱舢“Ｆ：ｉ图５主程序流程图ＤＦ４８１２主程序部分代码，ＭＣＳ一５１汇编语言实现ｌ＊＊●＊＊＊＊＊＊＊＊－＊＊－＊＊＊＊＊＊＊－＊＊＊－＊ｏＲＧ０１００ＨＭＡＩＮ：ＭＯＶＳＰ，＃６０Ｈ；主程序开始．设置堆栈ＳＴＡＲＴ；初始化ＣＬＲＥＡＣＡＬＬＳＥＴＢＥＡＲＥＡＤＹｌ：ＪＢＫＥＹＢ―ＶＡＬｕＥ．７，ＰＲｃＥｓＳ；有无输人命令？ＣＡＬＬＷＡＴＣＨＩ写看门狗ＲＥＡＤＹ：ＭＯＶＡ，＃００Ｈ；清忙标志ＢＵＳＹＤＰＴＲ，＃ＡＬＰＴｗ；ＢＵＳＹ＝并口低４位的ＭＯＶＤ３ＭＯＶＸ＠ＤＰＴＲ，Ａ；写并口Ｓｊ『ＭＰ（上接第７３９页）参考文献：［１］杨乐平．李海涛，赵勇，等。ＬａｂＶＩＥＷ高级程序设计［Ｍ］．ＲＥＡＤＹｌ；空闲等待ｌ＊＊●＊＊●＊－＊－＊＊＊＊＊＊●＊＊＊＊＊＊＊ｆ＊＊＊＊■ＰＲｃＥｓｓ：ＣＬＲＫＥＹＢ―ＶＡＬＵＥ．６１分支散转程序北京：清华大学出版社，２００３．［２］侯国屏，王坤，叶齐鑫．ＬａｂＶＩＥＷ７．１编程与虚拟仪器设计ＭＯＶＡ．ＫＥＹＢ＿＿ＶＡＬＵＥＣＪＮＥＴＩＭＥｌＩＮＴ：ＣＡＬＬＡ．＃０８０Ｈ，ＰＲＥＳＳｌ；命令加数据？［Ｍ］．北京：清华大学出版社．２００５．［３］徐明，于业明．ＬａｂＶＩＥＷ中ＭＡＴＬＡＢ的调用口］．山东理工大学学报（自然科学版），２００５，１９（４）：９２―９５．［４］刘君华．基于ＬａｂＶＩＥＷ的虚拟仪器设计［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００３．［５］刘卫国，陈昭平，等．ＭＡＴＬＡＢ程序设计与应用［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００２．ＴＥＳＴＡＰＦＲＥＱ；ＤＤＳ频率字，四字节接收到；组成３２位频率字，写到ＤＤＳ频率并输出ＳＥＮＤＤＡＴＡ：ＭＯＶＡ，＃ＯＯＨ；应答，清并行口输入忙标志ＭＯＶＤＰＴＲ，＃ＡＬＰＴｗ；清忙标志ＢＵＳＹＭＯＶＸＤＰＴＲ，Ａ；写并口ＪＮＢＫＥＹＢＬＶＡＬＵＥ．６￥ＣＬＲＫＥＹＢ―ＶＡＬＵＥ．６ＳＥＮＤＡＭＰＬ：ＣＡＬＬＡＭＰＬＳＥＮＤＩ幅频测试，发送采集数据中华测控网ｃｈｉｎａｍｃａ．ｃｏｒｎLabview和Matlab混合编程方法的研究与实现作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：柴敬安， 廖克俭， 潘德辉， 李淼， Chai Jingan， Liao Kejian， Pan Dehui， LiMiao柴敬安,廖克俭,潘德辉,Chai Jingan,Liao Kejian,Pan Dehui(辽宁石油化工大学,石油化工学院,辽宁,抚顺,113001)， 李淼,Li Miao(抚顺市质量技术监督局,辽宁,抚顺,113006)计算机测量与控制COMPUTER MEASUREMENT & CONTROL)4次 参考文献(5条) 1.刘卫国;陈昭平 MATLAB程序设计与应用 20022.刘君华 基于LabVIEW的虚拟仪器设计 20033.徐明;于业明 LabVIEW中MATLAB的调用[期刊论文]-山东理工大学学报（自然科学版） .侯国屏;王坤;叶齐鑫 LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计 20055.杨乐平;李海涛;赵勇 LabVIEW高级程序设计 2003 引证文献(5条)1.于璐.张勇德.沙宪政 Labview和Matlab混合编程方法在生物医学信号分析中的应用[期刊论文]-中国医疗器械杂志 2011(1)2.张振祥.陈永清.古洪杰 基于LabVIEW的齿轮齿形缺陷检测[期刊论文]-测控技术 2010(5)3.胡佑兰.彭天好.朱刘英 MATLAB和LabVIEW混合编程及在控制系统中的应用[期刊论文]-机床与液压 .张伟.陈锋.江雅娟.董文清 姿控发动机试验数据快速处理技术研究[期刊论文]-计算机测量与控制 .于璐.张勇德.沙宪政 Labview和Matlab混合编程方法在生物医学信号分析中的应用[期刊论文]-中国医疗器械杂志 2011(1) 本文链接：http://d..cn/Periodical_jsjzdclykz.aspx包含总结汇报、出国留学、表格模板、行业论文、高中教育、高等教育以及Labview和Matlab混合编程方法的研究与实现等内容。
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79基于LabVIEW的虚拟信号发生器的研究与实现
６６８１）９（７；．．??；计算机测量与控制?２００＆９?１Ｃｏｍｐｕｔｅｒ；中图分类号：ＴＰ３９３；Ｃｏｎｔｒｏｌ―萏Ｉ囊＿ｊｊｉｊ表ｒ写＿Ｉ｛丽；Ｉ嗣ＨＤｙ、＇～一７；文献标识码：Ａ；’‘）ｌ琢日日１；文章编号：１６７１―４５９８１２００９）０９―１；基于ＬａｂＶＩＥＷ的虚拟信号发生器的研究与实现；贺良华１，王洪亮２，王洪雷３；（１．中国地质大学机械与电
６６８１）９（７．．??计算机测量与控制?２００＆９?１ＣｏｍｐｕｔｅｒＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆中图分类号：ＴＰ３９３Ｃｏｎｔｒｏｌ―萏Ｉ囊＿ｊｊｉｊ表ｒ写＿Ｉ｛丽Ｉ嗣ＨＤｙ、＇～一７文献标识码：Ａ’‘）ｌ琢日日１文章编号：１６７１―４５９８１２００９）０９―１８６６―０３基于ＬａｂＶＩＥＷ的虚拟信号发生器的研究与实现贺良华１，王洪亮２，王洪雷３（１．中国地质大学机械与电子信息学院，湖北武汉４３００７４；２．武汉世纪久华科技有限公司，湖北武汉４３００７４）摘要：在电子测量和自动化控制领域，虚拟仪器技术取得了巨大的发展。同时传统的信号发生器的设计大多采用嵌入式处理器直接来实现。从探索研究的角度出发，介绍了ＬａｂＶＩＥＷ技术以及用该技术实现虚拟信号发生的硬件与软件设计。该系统通过单片机作为主控芯片，基于ＬａｂＶＩＥＷ来实现虚拟信号发生，完成了正余弦和方波信号发生器的信号系统，然后对该虚拟信号发生器的输出信号进行了实测和分析，并与实际信号比较，进行了理论分析和实验验证。关键词：ｌａｂＶＩＥｗ；信号发生器ｌ虚拟ＳｔｕｄｙａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＶｉｒｔｕａｌＳｉｇｎａｌＧｅｎｅｒａｔｏｒＢａｓｅｄＨｅｏｎＬａｂＶＩＥＷＬｉａｎｇｈｕａｌ，ＷａｎｇＨｏｎｇｌｉａｎ９１，ＷａｎｇＣＬＣＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃｏｎｔｒｏｌＨｏｎｇｌｅｉ２（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ；２．ＷｕｈａｎＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｏｗａｄａｙｓ，ｉｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄａｕｔｏｍａｔｉｃｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｔｉｏｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｉｅｌｄｓ，ｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｍａｄｅｔｒｅｍｅｎｄｏｕｓｐｒｏｃｅｓｓｏｒｔＯｓｉｇｎａｌｇｅｎｅｒａｔｏｒｔＯｄｅｓｉｇｎａｕｓｅｓｅｍｂｅｄｄｅｄｒｅａｌｉｚｅｄｉｒｅｃｔｌｙ．Ｔｈｉｓａｕｔｈｏｒｆｒｏｍｅｘｐｌｏｒａ’ｒｅｓｅａｒｃｈ’ｓａｎｇｌｅ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐａｓｔａｋｅｓｔｈｅ―ｗａｖｅＬａｂＶＩＥＷｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＬａｂＶＩＥＷｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｓｉｇｎａｌｒｅａｌｉｚｅｖｉｒｔｕａｌｓｉｇｎａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｉｓｖｉｒｔｕａｌｓｉｇｎａｌ，ｈａｓｃｏｍｐｌｅｔｅｄｔｈｅｃｏｓｉｎｅｓｑｕａｒｅｓｉｇｎａｌｇｅｎｅｒａｔｏｒｃａｒｒｉｅｄｏｎｓｙｓｔｅｍｓ。ｔｈｅｎｈａｓｍｅａｓｕｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｓｉｇｎａｌｔｏｇｅｎｅｒａｔｏｒ’ｓｏｕｔｐｕｔｓｉｇｎａｌ，ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌｓｉｇｎａｌ，ｆｉｎａｌｌｙＫｅｙｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｈｅｒｅｓｕｌｔ．ＷＯｒｄＳ：ｌａｂＶＩＥＷ；ｓｉｇｎａｌｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ｖｉｒｔｕａｌＯ引言虚拟仪器是在电子仪器与计算机技术更深层次结合的基础单、最廉价的形式是采用基于ＩＳＡ或ＰＣＩ总线的数据采集卡，或是基于ＲＳ２３２或ＵＳＢ总线的便携式数据采集模块。虚拟仪器的软件包括操作系统、仪器驱动器和应用软件三个层次。仪器驱动器软件是直接控制各种硬件接口的驱动程序，应用软件通过仪器驱动器实现与外围硬件模块的通信连接。应用软件包括实现仪器功能的软件程序和实现虚拟仪器面板的软件程序。用户通过虚拟面板与虚拟仪器进行交互。但是由于虚拟仪器发展也离不开硬件，虽然硬件电路在虚拟仪器中占的地位有所下降，但是仪器离不开接口，同样也离不开硬件电路。１．２系统硬件设计１．２．１信号发生器的硬件设计其硬件框图如图１所示，采用ＳＴＣ８９Ｃ５２ＲＣ来控制ＡＤ公司的ＤＤＳ芯片ＡＤ９８５１，从而实现正余弦信号和方波信号。并与ＰＣ机通过串口进行通信和实验验证．对于ＳＴＣ８９Ｃ５２ＲＣ来说，程序存储器（ＲＯＭ）的内部地址为００００Ｈ～２ＦＦＦＨ，共８ＫＢ；外部地址为１０００Ｈ～ＦＦＦＦＨ，共６４ＫＢ。上产生的一种新的仪器模式。组成传统仪器的信号采集、信号处理和结果表达、仪器控制这三部分都是用硬件来实现的。随着计算机技术的发展，尤其是数字信号处理技术的进步，实现各种信号处理功能的软件算法精度越来越高，速度越来越快，在仪器的信号处理部分，用软件代替硬件成为可能［１］。直接数字频率合成（ＤｉｒｅｃｔＤｉｇｉｔａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ，ＤＤＳ）技术近年来得到了飞速发展。它的优越性能和特点成为现代频率合成技术中的佼佼者。利用ＤＤＳ技术可以得到高精度的频率，其相位分辨率高，频率范围宽，频率转换时间短，而且具有体积小、功耗低、可编程、控制灵活方便等特点。ｌ系统设计思想１．１系统概述虚拟信号发生器由硬件和软件两大部分构成。硬件通常包括通用计算机和外围硬件设备。外围硬件设备可以选择ＧＰＩＢ系统、ＶＸＬ系统、ＰＸＩ系统、数据采集系统或其它系统，也可以选择由两种或两种以上系统构成的混合系统。其中，最简收稿日期：２００９―０２―０４｝修回日期：２００９一０３―１７。作者简介：贺良华（１９６６一），男，湖北武汉人，副教授，主要从事自动控制系统及通信系统的研究。王洪亮（１９８５一），男，山东省枣庄市，在读研究生，主要从事嵌入式技术及智能控制等方向的研究。王洪雷（１９８４一），男，吉林省松原人，武汉世纪久华科技有限公司技术总监，主要从事虚拟仪器的研究。ＰＣ机ｔ孚址＿外设接口图１信号发生器硬件框图信号采集１．２．２ＤＤＳ输出部分电路设计该电路采用了Ｉ／Ｏ模拟方式，通过并行加载了ＡＤ９８５１频率寄存器和控制寄存器。通过外接电阻将ＡＤ９８５１输出的电流信号转化为电压信号，该电压的幅值位Ｏ～＋１Ｖ，再通过后面ＬＣ组成的低通滤波器来实现信号的平滑，然后由信号接口送中华测控网ｃｈｍａｍｃａ．ｃｏｒｎ万方数据第９期贺良华。等：基于Ｉ，ａｂⅥＥｗ的虚拟信号发牛器的研究与实现?１８６７?至ＰＣ机上的ＬａｂＶＩＥＷ平台所设计的如图４所示的虚拟信号发生器界面来实现输出波形类型的选择‘“。ＤＤＳ输出部分电路图如图２所示。ＩＪ３１帝鲎主￡要￡＿］蕊ｌ扩黜徽艄㈣谔。黼删重量觥燃Ⅲ正ＩＬｌＬ３――１＿／、Ｒ８士Ｇ３厂、一ｖＹ、＿ｔ＿一ｃ５＝苎ｃ６图２ＤＤＳ输出部分电路１．３系统软件设计虚拟信号发生器系统的软件设计主要包括测试软件设计和界面设计，而测试软件主要是单片机控制ＤＤＳ。系统界面设计主要考虑了操作的灵活性和方便性。用户可选择信号发生的波形是正弦或余弦，还可以选择频率范围等。１．３．１主程序设计流程图图３主程序设计流程图１．３．２虚拟信号发生器界面设计ＬａｂＶＩＥＷ（ＬａｂｏｒａｔｏｒｙＶｉｒｔｕａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）是一种图形化的编程语言。它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，能够实现标准的数据采集和仪器控制功能。ＬａｂＶＩＥＷ集成了与满足ＧＰＩＢ、ＶＸＩ、ＲＳ一２３２和ＲＳ一４８５协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。ＬａｂＶＩＥＷ程序中的可执行元素只有在收到所有必需的输人数据时，才开始执行，仅当代码执行完成后，数据才流出可执行元素，这就是ＬａｂＶＩＥＷ特有的数据流编程思想。在常规编程中，程序代码是由指令驱动的，而ＬａｂＶＩＥＷ程序的运行则是由数据流驱动的。这种数据流执行方式不受文本式语言程序设计的结构化顺序的限制，使用户可以实现多通路数据同步执行，从而可以大大提高程序的运行效率。ＬａｂＶＩＥＷ虚拟仪器程序简称为Ⅵ，主要包括三个部分：前面板、框图以及图标和连接器。其中，前面板是ＶＩ的交互万方数据式用户界面，是用户和程序代码发生联系的窗１：３；框图是ＶＩ的源代码，是由图标、连线等符号组成；图标和连接器则用来指定数据流进流出的路径，图标是Ｖｌ的图形符号，连接器则对输入和输出进行定义。完整的ＬａｂＶＩＥＷ程序设计包括前面板设计、框图程序设计、程序调试以及可执行程序生成口］。图４为笔者设计的信号发生器界面，功能有：（１）实现正弦波、方波发生器；（２）信号分为１号和２号输出，当然是要与硬件电路连接实现；（３）实现１０Ｈｚ～１ＭＨｚ的信号发生。图４虚拟仪器信号发生器界面２分析与验证２．１系统理论分析图５为ｌｋＨｚ情况下的正弦波和方波信号的波形输出，对这个频率信号∞（￡）采样，得时间序列：．７８１（矗）是＝０，１，２，…，Ｎ一１，分别求出它们的基波傅里叶系数ｎ。。和ｂ。，，它们的计算式为：口＝ｏ―Ｎｚ㈣ｃ。ｓ簪６ＩＩｏ―Ｎ¨∑㈣Ｍ∑㈣ｚ（七）ｓｉｎ警女ＪＮ再分别求出此信号的初勃?：卯?＿ａｒｃｔｇ等通过计算可知，其幅值和相位差的误差很小，符合实际需要。具体可参考表１和表２。图５ＰＣ机串行接口电路图表１ｌｋＨｚ幅值和相位差测量结果参数幅值（Ｖ）／相位差（。）（采样率１ｋＨｚ）０．５／０１．０／４５２．０／９０实测值ｏ．５６８／３５２．４３２０．９８７／４４．３６４１．９８２／８９．７５３相对误差０．０３３／０．４９１０．０２１／ｏ．４９７ｆ一０．０２８／一０．４７８中华测控网ｃｈｉｎａｍｃａ．ｃｏｍ?１８６８?计算机测量与控制表２１０ｋＨｚ幅值和相位差测量结果幅值（Ｖ）／相位差（。）（采样率１０ｋＨｚ）０．６／ｏ１．０／４５１．１８７／５１．３６４０．０１７／Ｏ．４９７２．０／９０２．３８２／９８．７５３―０．０１８／一０．４６９第１７卷为了验证此行的有效性，再通过理论计算后，又经过大量计算机仿真计算和实际实验，表１和表２分别给出了在采样率分别为１ｋＨｚ和１０ｋＨｚ的幅值和相位差测量结果。比对图４和图６，再由表１和表２所示的幅值和相位差的测量误差分别小于ｌｍＶ和０．５。可见，此行具有较高的准确度，完全符合实际的需要［４］。参数实测值相对误差０．７６８／３５９．４３２０．０２３／０．４８９２．２系统实验验证本文采用ＲＳ２３２常用接口ＤＢ一９针，由于ＲＳ２３２标准和单片机输出的ＣＭＯＳ电平不同，且采用的是负逻辑，若要实现与ＰＣ机的通信，则需要通过电平转换。本文采用常用的电平转换芯片ＭＡＸ２３２。ＰＣ机串行接口电路图如图５所示。此外，由于串口调试助手是在研究ＰＣ机与单片机串口通信时不可缺少的工具，所以本文应用串口调试助手来对虚拟信号发生器进行了测试。图６为测试信号发生器波形图。３结论（１）本文是基于ＬａｂＶＩＥＷ技术开发的虚拟信号发生器设计，具有性能相对稳定、测试误差小、使用灵活方便以及节约成本等特点，在工业生产中可以得到广泛的应用。（２）在幅值和相位差测量结果中，其采样率越高，精度越高。（３）在今后一段时间里，虚拟仪器技术将会得到更加迅速的发展。参考文献：［１３陈晓争．基于ＤＤＳ技术的虚拟扫频仪的设计与实现ＥＪ３．通信与广播电视，２００６，（１）：４０一４６．［２３陈锡辉，张银红．ＬａｂＶＩＥＷ８．２０程序设计［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００７．Ｅ３３胡鸿豪，等．基于单片机和ＤＤＳ的信号发生器设计［Ｊ３．设计参考，２００６，（１）：４７－－４９．Ｅ４３杨立耀，等．基于ＬａｂＶＩＥＷ的位标器陀螺转子动平衡测量［Ｊ３．图６信号发生器波形（正弦波）计算机测量与控制，２００７，１５（２）：１６８３―１６８４．乎牡球蛆乎哆孚哆乎蜉水睁淖哆亭够浮哆淳哆礴够乎眵淖蜉串４乎蚌―蛐淳啦尊眵出毋浮哆乎非守ｉ，净ｉ’尊ｉ’净ｉ摊９，罅ｉ，乎ｉ》乎ｉ｝净ｉ’孛ｉ％蛆列噬崎岫尊曲淳哆淳哆淖哆净蜉淖啦罅鹳净蛆淖蟑社ｉ’乎哆４哆礴哆乎Ｂ淖哆班拉淳哆濞哆（上接第１８３９页）表１主成分贡献率主成分个数主成分贡献率与主成分个数的对应关系７０％２６４明，经ＰＣＡ处理之后，数据特征空间可以显著减小，在取相同主成分和相同训练样本的条件下，ＳＶＭ方法得到的分类正确率高于Ｂａｙｅｓ判别方法。９５％５６２７５％３０１８０％３４５８５％３９８９０％４６５参考文献：［１］ＫｏｃｈｅｒＰ．ＴｉｍｉｎｇａｔｔａｃｋｓｏｎｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓｏｆＤｉｆｆｉｅ－－Ｈｅｌｌｍａｎ，ＲＳＡ，ＤＳＳ，ａｎｄｏｔｈｅｒｓｙｓｔｅｍｓ［Ａ］，ＩｎＮｅａｌＫｏｂｌｉｔｚ，ｅｄｉｔｏｒ，Ａｄ―取表１中主各个主成分贡献率对应数量的主成分分别用５００，１０００和２０００个样本训练多分类ＳＶＭ（选用ＲＢＦ核函数），并将ＳＶＭ分类正确率与相同条件下用Ｂａｙｅｓ判别方法得到的分类正确率进行对比，结果如图４所示。从图４中可以看到，相同条件下ＳＶＭ方法得到的分类正确率略高于Ｂａｙｅｓ方法得到的分类正确率。主成分贡献率越大，分类正确率也越高，主成分贡献率在７５％～８５％之间变化时对分类正确率的影响较大，而在７５％以下和８５％以上时对分类正确率的影响不大，为了计算量的考虑，在实际攻击时应选用８５％～９０％的主成分贡献率。５ｖａｎｃｅｓｉｎＣｒｙｐｔｏｌｏｇｙｔＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓＣｒｙｐｔｏ’９６，ＬＣＮＳ［Ｃ］，ＮｅｗＹｏｒｋ：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ－－Ｖｅｒｌａｇ，１９９６：１０４―１１３．［２３ＣｈａｒｉＳ，ＲａｏＪＲ，ＲｏｈａｔｇｉＰ．ＴｅｍｐｌａｔｅｅｔｉｎＫａｙａＡｔｔａｃｋｓ［Ａ］．Ｂｕｒｔｏｎｓ．ＫａｌｉｓｋｉｉｎｇｓＪｒ．，ＣＫｏｃ，ａｎｄＣｈｆｉｓｔｏｆＰａａｒ，ｅｄｉｔｏｒｓ，Ｐｒｏｃｅｅｄ―ｏｆＣＨＥＳ２００２［Ｃ］，ＬＮＣＳ，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，２００３：１３―２８．Ｃ，ＰｅｅｔｅｒｓｉｎＥ，Ｓｔａｎｄａｅｒｔ［３３ＡｒｅｈａｍｂｅａｕＭｉｔｓｕｒｕＦ―Ｘ，ｅｔａ１．Ｑｕｉｓｑｕａｔｅｒ．ＬｏｕｉｓａｎｄＴｅｍｐｌａｔｅａｔｔａｃｋｓｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｕｂｓｐａｃｅｓ［Ａ］．ＩｎｏｆＧｏｕｂｉｎａｎｄＥｍｂｅｄｄｅｄＭａｔｓｕｉ，ｅｄｉｔｏｒｓ，ＣｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｉｃＨａｒｄｗａｒｅ２００６［ｃ］，ｖｏｌｕｍｅ４２４９Ｓｙｓｔｅｍｓ―ＣＨＥＳ２００６：１―１４．ＬＮＣＳ，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，［４］ＭｏｕｌａｙＡｂｄｅｌａｚｉｚＥＬＡＡＢＩＤ，ＳｙｌｖａｉｎＧｕｉｌｌｅｙ，ＰｈｉｌｉｐｐｅＨｏｏｇｖｏｒｓｔ．ＴｅｍｐｌａｔｅＡｔｔａｃｋｓｗｉｔｈａ结论自从２００２年提出以来，已经有许多文献介绍模板分析攻ＰｏｗｅｒＭｏｄｅｌ．２００７［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｅｐｒｉｎｔ．ｉａｃｒ．ｏｒｇ／２００７／４４３．击。但是，大多研究文献都关注于密码设备的功耗泄漏特性，把密码设备运行时的功耗作为随机变量，利用多维随机变量均值向量和协方差矩阵来构建模板，再用Ｂａｙｅｓ判别来匹配模板的方法，通用性不佳。本文的实验结果表明，密码芯片的电磁泄漏可以用手制的线圈采集到，并且比在芯片地和电源地之间串连一个电阻获取密码芯片的功耗泄漏还简单。本文提出一种结合主成分分析和支持向量机的模板分析方法。实验结果表［５］ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎ．ＩＥＣ６１９６７ｌＩｎｔｅｇｒａｔｅｄｋＨｚｔＯＣｉｒｃｕｉｔｓ－－ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＥｍａｎａｔｉｏｎｓ，１５０１ＧＨｚ．２００３ＲｆＥＢ／ＯＬ］，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｃｅ．ｃｈ／．ｓｃｉｅｎｔｉｓｔｓａｎｄ［６３ＳｅｒｗａｙＡ．Ｐｈｙｓｉｃｓｆｏｒｅｎｇｉｎｅｅｒｓ［Ｍ］．ＳａｕｎｄｅｒｓＧｏｌｄｅｎｓｕｎｂｕｒｓｔｓｅｒｉｅｓ．Ｓａｕｎｄｅｒｓｎａｔｕｒｅｃｏｌｌｅｇｅｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ。１９９６．ｌｅａｒｎｉｎｇ［７］ＶａｐｎｉｋＶ．ＴｈｅＹｏｒｋｌｏｆｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｔｈｅｏｒｙ［Ｍ］．ＮｅｗＳｐｒｉｎｇｅｒ－－Ｖｅｒｌａｇ，１９９９．中华测控网ｃｈｉｎａｍｃａ．ｃｏｍ万方数据基于LabVIEW的虚拟信号发生器的研究与实现作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：贺良华， 王洪亮， 王洪雷， He Lianghua， Wang Hongliang， Wang Honglei计算机测量与控制COMPUTER MEASUREMENT & CONTROL)0次 参考文献(4条) 1.陈晓争 基于DDS技术的虚拟扫频仪的设计与实现 .陈锡辉.张银红 LabVIEW8.20程序设计 20073.胡鸿豪 基于单片机和DDS的信号发生器设计 .杨立耀 基于LabVIEW的位标器陀螺转子动平衡测量 2007(2) 相似文献(10条)1.期刊论文 朱磊.ZHU Lei 基于LabVIEW和DDS的USB接口虚拟信号发生器设计 -科学技术与工程)针对传统信号发生器体积大携带不便、升级困难的缺陷,以及现有虚拟信号发生器生成信号频率偏低的不足,提出了将DDS技术同虚拟仪器技术结合,联合D/A转换器共同实现虚拟信号发生器的设计方案,并给出了具体的系统软硬件设计.实验表明提出的虚拟信号发生器设计不仅解决了已有信号发生器的不足,而且具有成本低、扩展灵活、升级方便等优点.2.期刊论文 朱磊.薛谦.ZHU Lei.XUE Qian 基于LabVIEW的以太网DDS信号发生器设计 -西安工程大学学报)将数字直接频率合成技术(DDS)同虚拟仪器技术结合可有效解决传统信号发生器体积大、携带不便、通信接口少、不具备网络功能的缺陷,以及一般虚拟信号发生器生成高频信号困难的问题.为此,利用LabVIEW虚拟仪器软件设计上位机控制软件平台,利用DDS器件构建信号发生硬件平台.借助以太网将软硬件平台连接起来共同构成以太网DDS信号发生器,并且以具体实例详细讨论了该信号发生器软硬件平台的设计.3.期刊论文 王奎龙.WANG Kuilong 基于LabVIEW的多路时序控制脉冲发生器设计 -现代电子技术)为了解决过程控制和自动化过程中时序控制的问题,较为详细地介绍了基于LabVIEW和数据采集卡的虚拟脉冲信号产生方法,采用多路数字信号序列同步输出的方式,设计并实现一种通用的多路时序控制脉冲信号发生器.相比于传统的时序信号发生器,具有路数多,参数调节方便,精度较高,容易升级等特点.实际测试和应用表明,可以广泛应用于各种过程控制和自动化过程中.4.期刊论文 任姝婕.刘舒帆.陈军.REN Shu-jie.LIU Shu-fan.CHEN Jun 基于LabVIEW 8.20的虚拟函数信号发生器 -电气电子教学学报)本文首先介绍了EE1641D型函数信号发生器在实际教学中遇到的问题;然后,针对这些问题,利用LabVIEW的设计优势,给出了基于LabVIEW 8.20设计的一种虚拟函数信号发生器的方案;最后,分析了虚拟与实际仪器之间的不同点.教学实践表明,该虚拟函数信号发生器很好地解决了实际仪器在实际教学中遇到的问题,其设计思路对设计其它类型的虚拟仪器有一定的借鉴作用.5.学位论文 李莹 基于LabVIEW的多路信号发生器软件开发 2006本文针对电力系统仿真实验、电力电子装置实验等多种用途的需要，提出了一种多路信号发生器的设计思路：应用数字信号处理(DSP)技术，以SEED-DEC2812开发板为核心构建硬件系统；在PC端用软件对硬件系统进行控制；采用通用串行总线(USB)技术解决通讯问题。从而达到多种和多路常用信号输出，信号的幅度、频率、相位在一定范围内任意可调的要求。
详细分析了在LabVIEW环境下开发软件的方法和过程，解决了在LabVIEW环境下调用LabVIEW不直接支持的USB硬件驱动程序的问题，对多路信号发生器的通讯和数据传输的问题进行了实验并达到预期效果。最后对经过滤波后的PWM输出波形失真进行了讨论，提出了一种波形补偿方法，并通过实验验证了这种补偿方法的可行性。6.期刊论文 刘全心.南建平.LIU Quan-xin.NAN Jian-ping 基于LabVIEW的虚拟函数信号发生器的设计 -仪器仪表用户)简介虚拟函数信号发生器的设计意义及应用特征,给出了基于LabVIEW的虚拟信号发生器的系统构成和程序设计流程图,着重讲述功能模块的设计步骤,提供了虚拟发生器的面板和程序代码框图.本仪器系统操作简便,设计灵活,具有很强的适应性.7.期刊论文 魏雯 虚拟函数信号发生器的设计 -硅谷2009(23)提出一种虚拟函数信号发生器的设计,依托于LabVIEW编程环境,不仅能够产生实验室常用的正弦波、方波、锯齿波等,并可模拟实际工作环境中添加了噪声后的波形信号,同时还可轻松、快捷地将这些信号波形显示出来.8.期刊论文 鲁昌华.冯晓星.Lu Changhua.Feng Xiaoxing 基于LabVIEW的SPWM信号发生器设计 -国外电子测量技术)虚拟仪器技术是计算机与测试技术相结合的产物.本文设计和实现了一种基于LabVIEW的SPWM信号发生器.利用LabVIEW编程产生载波频率和调制波频率及死区时间均可调的三相六通道SPWM波,并对其谐波进行分析.实验证明,该信号发生器具有设计简单、操作灵活的特点.9.期刊论文 朱柏洋 基于声卡的虚拟信号发生器及示波器开发 -科技资讯2009(30)本文介绍了使用LabVIEW开发基于声卡的虚拟信号发生器及示波器,用普通计算机的声卡替代昂贵的商用数据采集卡.该系统可以产生基本波形,并可以实现基本示波器的测量功能和频谱分析功能.10.期刊论文 马海瑞.田树森.周爱军.Ma Hairui.Tian Shusen.Zhou Aijun 基于声卡的LabVIEW虚拟信号发生器设计 -国外电子测量技术)利用声卡DSP技术和LabVIEW多线程技术,提出了一种基于声卡的廉价虚拟信号发生器设计方案,具有界面友好、扩充性强、动态范围宽及性能稳定可靠等诸多优点.在LabVIEW环境中对声卡编程,实现了常用周期信号及测试领域特殊信号的双通道模拟输出.PC上配置多块声卡即可构成多通道信号发生器,值得在工程测试应用及相关实验室中进一步推广和扩充. 本文链接：http://d..cn/Periodical_jsjzdclykz.aspx下载时间：日包含各类专业文献、应用写作文书、生活休闲娱乐、各类资格考试、外语学习资料、文学作品欣赏、中学教育、79基于LabVIEW的虚拟信号发生器的研究与实现等内容。
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