1由于現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)在電子技術(shù)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的重要作用，對(duì)拓寬學(xué)員的知識(shí)面和動(dòng)手能力大有益處，開(kāi)設(shè)這方面的內(nèi)容很有必要，但是，因?yàn)楝F(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)所需設(shè)備昂貴、占地面積大，甚至還有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)不能看清楚等原因，不能配備到實(shí)驗(yàn)室中，用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以彌補(bǔ)上述不足。虛擬現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，不僅可以用來(lái)預(yù)習(xí)、模擬訓(xùn)練，還可以直接用鼠標(biāo)來(lái)做實(shí)驗(yàn)，在空間和時(shí)間上均得到了有效延伸，是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方式的有效補(bǔ)充和完善。

　　2設(shè)計(jì)原則及功能

　　2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

　　1)系統(tǒng)的可靠性和安全性網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用高性能、高可靠性且技術(shù)先進(jìn)的設(shè)備，以保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

　　2)系統(tǒng)的先進(jìn)性和實(shí)用性系統(tǒng)可在局域網(wǎng)內(nèi)部使用，也支持遠(yuǎn)程客戶，并可作為網(wǎng)上的站點(diǎn)，適合集中或分散教學(xué)。

　　3)系統(tǒng)的可擴(kuò)充性系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分考慮到將來(lái)學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)及新內(nèi)容的加入，預(yù)留接口。

　　4)系統(tǒng)的易操作性有較好的靈活性和友好性，方便用戶使用。

　　2.2系統(tǒng)功能

　　虛擬實(shí)驗(yàn)室的系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)包含四個(gè)模塊：

　　實(shí)驗(yàn)指南：指南包括信號(hào)分析與處理理論的學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)演示三部分。學(xué)生在上課前能夠初步掌握實(shí)驗(yàn)要求、步驟、注意事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)演示是對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理、背景知識(shí)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)演示，達(dá)到先學(xué)習(xí)，再作實(shí)驗(yàn)的目的。

　　實(shí)驗(yàn)預(yù)約：預(yù)約部分是為實(shí)驗(yàn)室全面開(kāi)放而服務(wù)，適用于所有高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)預(yù)約可以科學(xué)地調(diào)度實(shí)驗(yàn)室，合理地分配實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，避免學(xué)員來(lái)實(shí)驗(yàn)室后沒(méi)有場(chǎng)地、沒(méi)有設(shè)備的情況發(fā)生。

　　學(xué)生園地：園地是以BBS的形式開(kāi)展教師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生之間的交流、討論，學(xué)生無(wú)論是在實(shí)驗(yàn)室，還是在其它地方，遇到問(wèn)題便可在網(wǎng)上提交。

　　虛擬實(shí)驗(yàn)：該功能模塊是系統(tǒng)的核心部分。傳統(tǒng)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)一般因?qū)嶒?yàn)室的空間、實(shí)驗(yàn)儀器的組數(shù)、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教員數(shù)量等因素限制。現(xiàn)代電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)室不受場(chǎng)地的限制，因而在不同終端上可同時(shí)進(jìn)行相同或不同的虛擬實(shí)驗(yàn)，增加受訓(xùn)人員的實(shí)驗(yàn)有效時(shí)數(shù)，提高了效率，是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的有效補(bǔ)充和完善。

　　3基于虛擬儀器技術(shù)的電子類虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的開(kāi)發(fā)

　　3.1開(kāi)發(fā)工具

　　本文選用LabWindows/CVI和VisualC6.0進(jìn)行儀器仿真和平臺(tái)界面的設(shè)計(jì)。

　　LabWindows/CVI是美國(guó)NI公司開(kāi)發(fā)的一款基于C語(yǔ)言的半圖形化軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，即具有圖形化編程語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)效率高、修改靈活、界面設(shè)計(jì)快速的優(yōu)點(diǎn)，又具備文本編程語(yǔ)言功能強(qiáng)大、可控性強(qiáng)、性能靈活的優(yōu)勢(shì)，適用于自動(dòng)測(cè)試、自動(dòng)控制、測(cè)試儀器通信、測(cè)試硬件控制和信號(hào)分析處理，尤其是大型、復(fù)雜的測(cè)試系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)。

　　VisualC6.0是由微軟公司推出的軟件開(kāi)發(fā)工具。它擁有一個(gè)優(yōu)秀的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，集編輯、編譯、連接、調(diào)試、向?qū)У榷囗?xiàng)功能于一體，貫穿了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想，并且提供了目前已成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的微軟基本類庫(kù)MFC.

　　3.2虛擬儀器的開(kāi)發(fā)

　　所謂虛擬儀器，就是在以計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上，由用戶設(shè)計(jì)定義，具有虛擬面板，測(cè)試功能由測(cè)試軟件實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。

　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)所要實(shí)現(xiàn)的功能，本文所要開(kāi)發(fā)的虛擬儀器包括信號(hào)發(fā)生器、示波器、頻譜分析儀、濾波器等幾個(gè)模塊，下面以信號(hào)發(fā)生器為例介紹一下虛擬儀器的開(kāi)發(fā)過(guò)程。

　　儀器面板：

　　面板中的主要控件屬性設(shè)置如所示。其中，NumericKnob是CVI中數(shù)字旋鈕類控件，Ring是循環(huán)控制類控件，Graph是圖形顯示窗類控件，CommandButton是命令按鈕類控件。

　　參數(shù)獲得及繪圖：在CVI用戶界面庫(kù)中提供了許多關(guān)于面板和控件的函數(shù)，這些函數(shù)為用戶界面事件和工程中的程序文件提供了鏈接。其中，GetCtrlVal()函數(shù)實(shí)現(xiàn)從面板上獲得控件參數(shù)值的功能。函數(shù)原型為：intGetCtrlVal;其中，參數(shù)Panel_Handle是控件所在面板句柄，參數(shù)Control_ID是控件名稱，參數(shù)value是變量，放置返回的參數(shù)，以地址形式表示。以下是程序設(shè)計(jì)中獲得調(diào)節(jié)參數(shù)的部分源代碼。

　　//以下代碼為獲得信號(hào)的單周期采樣點(diǎn)數(shù)、周期、增益、相位信息GetCtrlVal(panelHandle，PANEL_NUMERICKNOB_SAMPOINT，samplepoint);GetCtrlVal(panelHandle，PANEL_NUMERICKNOB_CYCLE，cycle);GetCtrlVal(panelHandle，PANEL_NUMERICKNOB_AMP，amp);GetCtrlVal(panelHandle，PANEL_NUMERICKNOB_PHASE，phase);Graph控件可以使用多種類型的繪圖功能函數(shù)來(lái)圖形化顯示數(shù)據(jù)。其中，PlotX()函數(shù)實(shí)現(xiàn)沿y軸坐標(biāo)繪制x軸數(shù)組的靜態(tài)曲線圖的功能。函數(shù)原型為：

　　intPlotX(intPanel_Handle，intControl_ID，voidX_Array，intNumber_Of_Points，intX_Data_Type，intPlot_Style，intPoint_Style，intLine_Style，intPoint_Frequency，intColor);其中，參數(shù)Panel_Handle是控件所在面板句柄，參數(shù)Control_ID是控件名稱，參數(shù)X_Array是沿x軸繪圖數(shù)據(jù)的數(shù)組變量，參數(shù)Number_Of_Points是繪制的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，參數(shù)X_Data_Type是數(shù)據(jù)類型，參數(shù)Plot_Style是繪制圖表的形式，參數(shù)Point_Style是點(diǎn)的形狀，參數(shù)Line_Style是線的形狀，參數(shù)Point_Frequency是定點(diǎn)間隔，參數(shù)Color是曲線顏色。

　　3.3虛擬實(shí)驗(yàn)室界面的設(shè)計(jì)

　　本文以VisualC6.0作為軟件支撐，采用面向?qū)ο笏枷�，�?gòu)建虛擬電子實(shí)驗(yàn)室界面。

　　界面程序以窗體類、視圖類和文檔類為基礎(chǔ)，利用窗體類實(shí)現(xiàn)種類繁多的器件以圖片方式分類顯示;通過(guò)在視圖類中定義鼠標(biāo)事件響應(yīng)和圖片處理函數(shù)，實(shí)現(xiàn)圖片的自由拖動(dòng)和顯示;通過(guò)MFC的文檔視圖結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電路文件的多種格式存儲(chǔ)。通過(guò)分割窗體和對(duì)樹(shù)形控件的使用，構(gòu)建元器件欄和仿真區(qū)，顯示各種元器件的狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)用戶實(shí)驗(yàn)。

　　3.4儀器的調(diào)用

　　界面創(chuàng)建好之后，通過(guò)雙擊或者拖動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器儀表的修改和使用。這里的儀器儀表都是由LabWindows/CVI開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的，因此需要通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)LabWindows/CVI所創(chuàng)建的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的調(diào)用。

　　4結(jié)束

　　在虛擬電子實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)上，提供了靈活的虛擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板，使得學(xué)生可以在虛擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板上自由操作，實(shí)現(xiàn)電路連接、電路檢測(cè)等性能，還可以實(shí)時(shí)的調(diào)整參數(shù)，觀察參數(shù)變化對(duì)電路仿真結(jié)果造成的影響。學(xué)生可在短暫的時(shí)間里快速完成較復(fù)雜的電路連接及測(cè)試工作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。