nielvisii+平台的多课程实验项目开发硬件部分
本次毕业设计是基于NI ELVIS II+平台，我们通过该平台搭建硬件电路，并且通过连通LABVIEW虚拟仪器技术制作的虚拟仪器软面板来检测电路或者其他的所产生的波形等，这有效解决了传统检测仪器不能观看过程中的量值变化和传统仪器在许多复杂情况下可能有干扰和传统仪器可能在机器老化情况下出现测量不准等的缺点。不仅如此，最重要的是缓解了随文化需求的提高，我国高学历人才增多，导致仪器资源紧张问题 和占地问题，还充分提高了学生的动手能力和对课堂知识的理解，不再局限于纸上的空理论。关键词 NI ELVIS II+平台，数字电路，模拟电路，虚拟仪器技术
目录
1 引言 1
1.1 NI LVIS II+ 平台 1
2 NI ELVIS II+工作实验平台 4
2.1 NI ELVIS II+工作实验平台面板介绍 4
2.2 原型板（模型板）各标识介绍 6
2.3 模型板信号描述（常用） 7
2.4 NI ELVIS II+ 软件部分介绍 9
3 实验部分 13
3.1实验选择 13
3.2低通滤波器 13
3.3差动放大器 18
3.4芯片74HC393N分频电路 26
3.5 555计数器 34
结 论 41
致 谢 42
参 考 文 献 43
1 引言
自1752年富兰克林做的风筝引雷实验，人们开始发现了雷电，也逐步开始对电开始有了初步了解。后1866年，西门子不断通过无数实验而发明了强力发电机，使得机车动力得到很大提高，自此，人们对电开始真正的了解之路，一代代科学家创造出前赴后继的新发明促进了社会的发展，开启了“电气时代”。
如今，我们深受电的好处，它照亮了整个世界，促进了机械和电气的结合，当然也衍生出许多交叉学科，如单片机，自动化等等。我们如今在电气时代的基础上，迈入了信息时代，微电子时代。同时，信息时代和微电子时代也在改变电气工程的现状，从传统变成了可以通过计算机和辅助软件变可以在实验教学和课堂教学的应用，使得许多难以理解的东西通过图或者数字变得通俗，为电子技术的发展和教学提 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
供了更明朗，简单易懂的方式[2]。
现在，我们不禁想是否可以通过计算机和微电子集成的方式将作为学生时代的专业课程实验转在更小更方便的开发板上？为此 Native?Instruments公司所推出的NI ELVIS II+平台提供了可以实现的机会。
1.1 NI LVIS II+ 平台
1.1.1 NI ELVIS II+平台发展原因
随着社会的逐步发展，国内高等院校电或者机械专业也开辟了控制工程等交叉学科，但是像此类交叉学科重视动手能力，仅仅依靠理论显得很空虚，在实验中需要函数发生器、示波器、模拟电路开发板等等，并且实验所需要的通用仪器设备先不说价格不菲，还有不少缺点，如体积大，在操作不当的情况下器损坏，设备连接线过多，不方便搬运等[5]。
再者，我国自动化科技水准不断提高，百姓们对物质需求已经得到很大的提高和满足，人们对文化教育需求的提高，高校的人数不断提高，相应的实验设备需求不断提高，传统仪器的缺陷越来越明显，有时做实验时候有出现几个人公用一个实验设备，让学生无法得到直观，充分地对原理进行验证，导致理论和实际分开。
为此，我们采用虚拟仪器设备计数代替传统测控设备，这大大缓解了实验室空间、设备资源紧张的问题，并有助于提高实验教学课程的开设水平,更大限度地提高了在实验室中的教学条件,改革实验教学方法。在教学中，我们利用ELVIS这个虚拟平台，可此上搭建硬件电路，大大提高了我们的动手能力，充分调动了学生对实验的积极性[8]。
1.1.2 国内外发展
同时，虚拟仪器技术虽然在国外已处在发展前沿期，甚至已经可以作为学校学生人手一份的模式，但国内还处在刚开发不久的阶段，越来越多的大学开辟出专门实验室，如东南大学的仪器科学与工程学院成立的虚拟仪器联合实验室等，可以看出这是一种在当下的潮流或者说 是一种趋势[12]。然在未普及的情况下，可利用的或者可以通过远程来操作的实验少之又少，即资源共享稀缺。我不禁萌生出想以基于NI ELVIS II+平台的多课程实验项目为毕业设计，不仅为了推广NI ELVIS工作平台，并且想对虚拟仪器技术进行进一步了解。
1.1.3 NI公司
美国国家仪器有限公司（National Instruments，简称NI）在近期发布了新款NI ELVIS II+实验工作平台，他可以看作为一个简单精炼、高度集成的多功能开发平台，充分地让理论和实践紧紧联系在一起。这不得不说是对于我国的高等院校、实验室教学来说是一个非常符合现状的选择[11]。这款新型的教学工作平台搭配了一个板载的高精度高速示波器同时它还搭配了许多配套的板卡，以便于提供不同仪器间的联通和电子电路的搭建应用[9]。从事电气教学老师能通过使用该实验平台和配套的采集卡和模型板等搭建演示电路等变化情况，让学生的动手积极性被调动起来。不仅如此，我们可以通过Multisim软件来画出仿真图来仿真，并通过被大家广泛接受并应用的NI LABVIEW软件系统，制作出虚拟仪器，加强了我们对软件的了解和应用[5]。
当然，正是因为NI ELVIS配置性能属于开放型，相比较传统仪器的价格相对实惠和高延展性，所以可以为很多高校提供较好的教学平台。
与之前推出的NI ELVIS II 实验工作台相比，新款的实验工作平台提供了速度高到100MB/S的高精度示波器，我们可以对高频测量技术和高频滤波设计电路有更直观简洁地了解。在此基础上，NI ELVIS II+提供了一块全新的模型板，为教学和实验室提供一个强大功能和可适用于多个学科的教学平台。该模型板可以应用于自动控制、通信原理、单片机和微机原理等教学，更可以应用在航空动力学和控制、光纤传输理论、机电传感器等。该模型板也是使得NI ELVIS II+有高灵活性和很高的性价比的又一个重要原因，这是吸引实验室和高等院校采购的一个重要原因[7]。
1.1.4 NI ELVIS 组成
目录
1 引言 1
1.1 NI LVIS II+ 平台 1
2 NI ELVIS II+工作实验平台 4
2.1 NI ELVIS II+工作实验平台面板介绍 4
2.2 原型板（模型板）各标识介绍 6
2.3 模型板信号描述（常用） 7
2.4 NI ELVIS II+ 软件部分介绍 9
3 实验部分 13
3.1实验选择 13
3.2低通滤波器 13
3.3差动放大器 18
3.4芯片74HC393N分频电路 26
3.5 555计数器 34
结 论 41
致 谢 42
参 考 文 献 43
1 引言
自1752年富兰克林做的风筝引雷实验，人们开始发现了雷电，也逐步开始对电开始有了初步了解。后1866年，西门子不断通过无数实验而发明了强力发电机，使得机车动力得到很大提高，自此，人们对电开始真正的了解之路，一代代科学家创造出前赴后继的新发明促进了社会的发展，开启了“电气时代”。
如今，我们深受电的好处，它照亮了整个世界，促进了机械和电气的结合，当然也衍生出许多交叉学科，如单片机，自动化等等。我们如今在电气时代的基础上，迈入了信息时代，微电子时代。同时，信息时代和微电子时代也在改变电气工程的现状，从传统变成了可以通过计算机和辅助软件变可以在实验教学和课堂教学的应用，使得许多难以理解的东西通过图或者数字变得通俗，为电子技术的发展和教学提 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
供了更明朗，简单易懂的方式[2]。
现在，我们不禁想是否可以通过计算机和微电子集成的方式将作为学生时代的专业课程实验转在更小更方便的开发板上？为此 Native?Instruments公司所推出的NI ELVIS II+平台提供了可以实现的机会。
1.1 NI LVIS II+ 平台
1.1.1 NI ELVIS II+平台发展原因
随着社会的逐步发展，国内高等院校电或者机械专业也开辟了控制工程等交叉学科，但是像此类交叉学科重视动手能力，仅仅依靠理论显得很空虚，在实验中需要函数发生器、示波器、模拟电路开发板等等，并且实验所需要的通用仪器设备先不说价格不菲，还有不少缺点，如体积大，在操作不当的情况下器损坏，设备连接线过多，不方便搬运等[5]。
再者，我国自动化科技水准不断提高，百姓们对物质需求已经得到很大的提高和满足，人们对文化教育需求的提高，高校的人数不断提高，相应的实验设备需求不断提高，传统仪器的缺陷越来越明显，有时做实验时候有出现几个人公用一个实验设备，让学生无法得到直观，充分地对原理进行验证，导致理论和实际分开。
为此，我们采用虚拟仪器设备计数代替传统测控设备，这大大缓解了实验室空间、设备资源紧张的问题，并有助于提高实验教学课程的开设水平,更大限度地提高了在实验室中的教学条件,改革实验教学方法。在教学中，我们利用ELVIS这个虚拟平台，可此上搭建硬件电路，大大提高了我们的动手能力，充分调动了学生对实验的积极性[8]。
1.1.2 国内外发展
同时，虚拟仪器技术虽然在国外已处在发展前沿期，甚至已经可以作为学校学生人手一份的模式，但国内还处在刚开发不久的阶段，越来越多的大学开辟出专门实验室，如东南大学的仪器科学与工程学院成立的虚拟仪器联合实验室等，可以看出这是一种在当下的潮流或者说 是一种趋势[12]。然在未普及的情况下，可利用的或者可以通过远程来操作的实验少之又少，即资源共享稀缺。我不禁萌生出想以基于NI ELVIS II+平台的多课程实验项目为毕业设计，不仅为了推广NI ELVIS工作平台，并且想对虚拟仪器技术进行进一步了解。
1.1.3 NI公司
美国国家仪器有限公司（National Instruments，简称NI）在近期发布了新款NI ELVIS II+实验工作平台，他可以看作为一个简单精炼、高度集成的多功能开发平台，充分地让理论和实践紧紧联系在一起。这不得不说是对于我国的高等院校、实验室教学来说是一个非常符合现状的选择[11]。这款新型的教学工作平台搭配了一个板载的高精度高速示波器同时它还搭配了许多配套的板卡，以便于提供不同仪器间的联通和电子电路的搭建应用[9]。从事电气教学老师能通过使用该实验平台和配套的采集卡和模型板等搭建演示电路等变化情况，让学生的动手积极性被调动起来。不仅如此，我们可以通过Multisim软件来画出仿真图来仿真，并通过被大家广泛接受并应用的NI LABVIEW软件系统，制作出虚拟仪器，加强了我们对软件的了解和应用[5]。
当然，正是因为NI ELVIS配置性能属于开放型，相比较传统仪器的价格相对实惠和高延展性，所以可以为很多高校提供较好的教学平台。
与之前推出的NI ELVIS II 实验工作台相比，新款的实验工作平台提供了速度高到100MB/S的高精度示波器，我们可以对高频测量技术和高频滤波设计电路有更直观简洁地了解。在此基础上，NI ELVIS II+提供了一块全新的模型板，为教学和实验室提供一个强大功能和可适用于多个学科的教学平台。该模型板可以应用于自动控制、通信原理、单片机和微机原理等教学，更可以应用在航空动力学和控制、光纤传输理论、机电传感器等。该模型板也是使得NI ELVIS II+有高灵活性和很高的性价比的又一个重要原因，这是吸引实验室和高等院校采购的一个重要原因[7]。
1.1.4 NI ELVIS 组成
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