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內(nèi)容簡介

　　本書以LabVIEW最新版本LabVIEW？？7Express為對象，系統(tǒng)介紹虛擬儀器設(shè)計的主要思想、圖形化語言編程原理和應(yīng)用中的最新技術(shù)。全書共13章，共分3大部分：第1部分（第1章）介紹虛擬儀器的基本概念和圖形化編程語言的基本知識，第2部分（第2章至第7章）系統(tǒng)介紹LabVIEW的安裝、編程環(huán)境、語法規(guī)則、程序結(jié)構(gòu)和編程技巧；第3部分（第8章至第13章）重點介紹LabVIEW在數(shù)據(jù)采集、儀器控制（GPIB、VI-SA和串口等）、網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)分析處理等方面的基礎(chǔ)及實際應(yīng)用。本書編排結(jié)構(gòu)合理，循序漸進，運用大量實例闡述概念和編程難點，突出系統(tǒng)性和實用性。本書可作為大專院校測控技術(shù)與儀器等相關(guān)專業(yè)的教材或教學參考書，也可作為實驗室技術(shù)人員和工程技術(shù)人員開發(fā)基于現(xiàn)代測試系統(tǒng)的參考書。目前，虛擬儀器作為現(xiàn)代儀器發(fā)展的一個全新的方向，經(jīng)過十幾年的發(fā)展已經(jīng)越來越受到人們的重視。尤其是采用虛擬儀器方案可以大大地縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，故其成為人們構(gòu)建現(xiàn)代測控系統(tǒng)的首選。虛擬儀器的諸多開發(fā)工具當中，最具競爭力的就是美國NI公司的LabVIEW？7Express。LabVIEW是一個革命性的圖形化編程平臺，它在數(shù)據(jù)采集（dataacquisition簡稱DAQ）、虛擬儀器軟件框架（virtualinstrumentsoftwarearchitecture，簡稱VISA）、通用接口總線（generalpurposeinterfacebus，簡稱GPIB）及串口儀器控制、圖像處理、運動控制（motioncontr1）、數(shù)據(jù)分析和圖表顯示方面都具有強大的優(yōu)勢。LabVIEW已經(jīng)成為測量與自動化解決方案的實際工業(yè)標準?；贚ab-VIEW的虛擬儀器技術(shù)在汽車、航空航天、半導體、通信、機械工程、生物醫(yī)療、地質(zhì)勘探、鐵路交通等諸多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。LabVIEW與以往那些基于文本的高級編程語言不同，它采用的是一種全新的數(shù)據(jù)流圖編程方式，即用形象的圖標和連線來代替一行一行的文本，這種"畫"程序的方法非常符合科學家和工程師所習慣和常用的框圖模塊方法及思維方式。如果要完成一個普通程序，比如數(shù)學運算、數(shù)據(jù)輸入輸出和簡單的端口通信功能等，可以選擇LabVIEW作為編程工具，因為在完成這些工作時LabVIEW與其他高級語言沒有差異；但是如果要設(shè)計一個虛擬儀器或者一個測控系統(tǒng)，那么就一定要選擇LabVIEW。因為LabVIEW提供了大量與此相關(guān)的特殊功能，是所有傳統(tǒng)高級編程語言所不具備的；LabVIEW中還有一個令所有熟悉C語言和MATLAB用戶都興奮的功能，就是可以在LabVIEW中直接調(diào)用編寫好的MATLAB代碼，不必重寫程序；同樣，在LabVIEW中還可以調(diào)用C語言編寫的程序；此外，LabVIEW中還提供了方便和實用的網(wǎng)絡(luò)測量數(shù)據(jù)傳輸、遠程測量控制等網(wǎng)絡(luò)功能。在本書完成之際，要特別感謝NI大中國區(qū)總經(jīng)理陳大龐先生及相關(guān)人員，特別是高校部的陳慶全先生和姬曉蕾小姐，他們在本書的編寫過程中提供了大量的幫助。本書所有的程序都在吉林大學一美國國家儀器公司虛擬儀器聯(lián)合實驗室所建立的測試系統(tǒng)內(nèi)進行了測試。在此，向參與程序測試的魏小麗老師，及費珍福、丁煒、宋巍巍、唐亮、江科和張薇同學表示感謝。本書由吉林大學通信學院測控系周求湛和錢志鴻編寫。其中第1章至第8章、第1章和第13章由周求湛執(zhí)筆，第9章、第11章和第12章由錢志鴻編寫，周求湛為主編。吉林大學計算機學院的劉萍萍老師和計算中心的戴宏亮老師編寫了部分程序。在本書的編寫過程中，參閱了大量的中外相關(guān)書籍和網(wǎng)絡(luò)上的資源，在這里對參考文獻的作者一并表示感謝。由于編者水平有限，書中難免有不當之處，懇請讀者批評指正。本書得到了吉林省自然科學基金和吉林大學創(chuàng)新基金（23CX38）的資助。索取NI公司的LabVIEW？7評估版軟件，可以撥打8-823622免費電話，查詢或索取。

作者簡介

暫缺《虛擬儀器與LabVIEWTM 7 Express程序設(shè)計》作者簡介

圖書目錄

第1章緒論
1.1 虛擬儀器技術(shù)概述1
1.1.1 什么是虛擬儀器1
1.1.2 虛擬儀器的分類1
1.2 LabVIEW概述3
1.2.1 LabVIEW簡介3
1.2.2 LabVIEWTM7 Express的幾個版本5
1.2.3 LabVIEWTM7 Express的新功能5
1.2.4 如何學習LabVIEW5
1.3 其他虛擬儀器開發(fā)平臺6
第2章 LabVIEW的開發(fā)環(huán)境
2.1 LabVIEWTM7 Express的安裝及文件系統(tǒng)7
2.2 開始學習LabVIEWTM7 Express8
2.2.1 前面板窗口與程序框圖窗口9
2.2.2 LabVIEWTM7 Express的菜單系統(tǒng)11
2.2.3 前面板窗口和框圖窗口的工具欄13
2.3 LabVIEWTM7 Express的三個模板14
2.3.1 工具模板14
2.3.2 控件模板15
2.3.3 函數(shù)模板17
2.3.4 模板的設(shè)置22
第3章 LabVIEW開發(fā)入門
3.1 創(chuàng)建一個VI23
3.1.1 從模板創(chuàng)建VI23
3.1.2 LabVIEW編程的基本概念26
3.1.3 前面板的控制和指示26
3.1.4 程序框圖中的元素28
3.1.5 圖標及連接器30
3.1.6 程序中的數(shù)據(jù)流30
3.2 VI編輯技術(shù)31
3.2.1 前面板對象的編輯技術(shù)31
3.2.2 程序框圖中的編輯技術(shù)36
3.3 VI調(diào)試技術(shù)38
3.3.1 錯誤列表38
3.3.2 高亮和單步方式運行程序39
3.3.3 設(shè)置斷點和探針40
3.4 創(chuàng)建子VI40
3.4.1 創(chuàng)建圖標41
3.4.2 創(chuàng)建連接器42
3.4.3 調(diào)用子VI43
3.5 LabVIEWTM7 Express的幫助系統(tǒng)43
第4章數(shù)據(jù)對象類型與操作
4.1 數(shù)值型對象47
4.1.1 數(shù)值型對象分類47
4.1.2 前面板數(shù)值型對象49
4.1.3 數(shù)值型常量50
4.1.4 數(shù)字型對象操作51
4.2 布爾型對象及其操作55
4.2.1 創(chuàng)建布爾型對象55
4.2.2 布爾控件的機械動作56
4.2.3 布爾型對象的操作58
4.3 字符串對象60
4.3.1 創(chuàng)建字符串對象60
4.3.2 字符串對象的屬性設(shè)置61
4.3.3 字符串對象的操作62
4.4 其他數(shù)據(jù)類型66
4.4.1 循環(huán)選擇型和列舉型66
4.4.2 I/O端口型67
4.5 局部變量與全局變量67
4.5.1 局部變量68
4.5.2 全局變量68
4.5.3 慎用局部和全局變量69
第5章數(shù)組. 簇與圖形顯示
5.1 數(shù)組70
5.1.1 數(shù)組的創(chuàng)建70
5.1.2 數(shù)組的操作71
5.2 簇77
5.2.1 簇的概念77
5.2.2 簇的創(chuàng)建77
5.2.3 簇的操作78
5.3 圖形顯示82
5.3.1 Waveform Graph控件83
5.3.2 Waveform Chart控件87
5.3.3 XY Graph坐標圖控件88
5.3.4 強度圖Intensity Chart和Intensity Graph91
5.3.5 數(shù)字波形圖（Digital Waveform Graph）91
5.3.6 三維圖形顯示控件91
第6章結(jié)構(gòu)控制
6.1 循環(huán)結(jié)構(gòu) Loop Structure 98
6.1.1 For循環(huán)組成98
6.1.2 While循環(huán)的組成99
6.1.3 循環(huán)中數(shù)據(jù)通道的自動索引100
6.1.4 移位寄存器與反饋節(jié)點101
6.2 順序結(jié)構(gòu) Sequence Structure 102
6.2.1 平鋪式順序結(jié)構(gòu)102
6.2.2 堆疊式順序結(jié)構(gòu)102
6.2.3 順序結(jié)構(gòu)的使用103
6.3 選擇結(jié)構(gòu) Case Structure 103
6.3.1 選擇標簽內(nèi)輸入的表示方法104
6.3.2 選擇端子的數(shù)據(jù)輸入104
6.3.3 選擇結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)輸入輸出通道105
6.4 事件結(jié)構(gòu) Event Structure 105
第7章文件的I/O管理
7.1 字符串與表格106
7.1.1 簡單字符串操作函數(shù)106
7.1.2 其他字符串操作109
7.2 文件類型112
7.2.1 產(chǎn)生和使用文本文件112
7.2.2 產(chǎn)生和使用二進制文件的使用114
7.2.3 產(chǎn)生和使用數(shù)據(jù)記錄文件115
7.2.4 路徑與文件序號115
7.3 文件I/O的操作節(jié)點分類116
7.3.1 文件I/O的普通操作節(jié)點117
7.3.2 文件I/O的底層和高級操作節(jié)點117
7.4 特殊的數(shù)據(jù)記錄文件117
7.4.1 波形文件的操作簡介117
7.4.2 測量數(shù)據(jù)文件簡介118
第8章數(shù)據(jù)采集方案
8.1 數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)120
8.1.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成120
8.1.2 NIDAQ與MAX121
8.1.3 在MAX里瀏覽DAQ系統(tǒng)121
8.2 在MAX中設(shè)置的DAQ系統(tǒng)124
8.2.1 在MAX中添加DAQ通道124
8.2.2 在MAX中添加DAQmx任務(wù)及通道126
8.3 DAQ程序設(shè)計初步128
8.3.1 基于DAQ任務(wù)的程序設(shè)計初步129
8.3.2 基于DAQmx通道的程序設(shè)計130
8.3.3 DAQ程序設(shè)計中的幾個問題134
8.4 信號調(diào)理基礎(chǔ)136
8.4.1 常用信號調(diào)理類型137
8.4.2 信號調(diào)理時要考慮的五個問題138
8.5 設(shè)置SCXI系統(tǒng)140
8.5.1 SCXI機箱與模塊140
8.5.2 添加和設(shè)置SCXI系統(tǒng)141
8.5.3 測試SCXI虛擬數(shù)據(jù)通道145
第9章儀器控制方案
9.1 儀器總線及驅(qū)動概述147
9.1.1 GPIB概述148
9.1.2 VXI概述151
9.1.3 VISA概述154
9.1.4 IVI技術(shù)概述155
9.2 LabVIEW中的儀器控制模板156
9.2.1 儀器驅(qū)動子模板157
9.2.2 GPIB子模板157
9.2.3 串口子模板161
9.2.4 VISA子模板162
9.2.5 VXI子模板164
9.2.6 IVI子模板165
9.3 儀器控制程序設(shè)計165
9.3.1 學習Instrument I/O Assistant166
9.3.2 使用VISA函數(shù)節(jié)點編程167
9.3.3 GPIB儀器程序控制的推薦方案170
第10章網(wǎng)絡(luò)功能與通信
10.1 基于網(wǎng)絡(luò)的DAQ方案171
10.1.1 RDA技術(shù)171
10.1.2 DataSocket技術(shù)174
10.1.3 RDA與DataSocket的比較174
10.2 DataSocket程序設(shè)計175
10.2.1 DataSocket中的URL175
10.2.2 DataSocket中的數(shù)據(jù)類型177
10.2.3 前面板對象數(shù)據(jù)的DataSocket傳輸方法177
10.2.4 程序框圖中DataSocket程序設(shè)計178
10.3 VI Server技術(shù)180
10.4 Web Server技術(shù)與遠程面板181
10.5 TCP與UDP節(jié)點184
10.5.1 TCP協(xié)議184
10.5.2 UDP協(xié)議184
第11章數(shù)學計算與分析
11.1 公式計算185
11.1.1 普通公式節(jié)點186
11.1.2 計算公式節(jié)點188
11.1.3 快速公式VI189
11.1.4 MATLAB腳本節(jié)點191
11.1.5 高級公式解析節(jié)點192
11.1.6 函數(shù)計算節(jié)點193
11.2 微積分及常微分方程計算194
11.2.1 微積分計算節(jié)點194
11.2.2 常微分方程組計算197
11.3 曲線擬合198
11.3.1 曲線擬合節(jié)點199
11.3.2 曲線擬合快速VI199
11.4 概率與統(tǒng)計200
11.4.1 統(tǒng)計特征200
11.4.2 概率分布201
11.5 線性代數(shù)計算201
11.5.1 線性代數(shù)計算202
11.5.2 高級線性代數(shù)計算204
11.6 數(shù)組運算206
第12章信號產(chǎn)生與信號處理
12.1 波形產(chǎn)生與監(jiān)視209
12.1.1 波形產(chǎn)生209
12.1.2 波形監(jiān)視209
12.2 波形測量212
12.2.1 簡單時頻域測量213
12.2.2 FFT相關(guān)運算213
12.2.3 波形測量的快速VI214
12.3 信號處理214
12.3.1 信號時域處理214
12.3.2 信號頻域處理215
12.4 數(shù)字濾波器與窗函數(shù)216
12.4.1 窗函數(shù)217
12.4.2 數(shù)字濾波器218
12.4.3 波形調(diào)理219
第13章 LabVIEW在虛擬儀器中的應(yīng)用
13.1 LabVIEW在教學實驗中的應(yīng)用221
13.1.1 ELVIS簡介221
13.1.2 LabVIEW開發(fā)的常規(guī)儀器223
13.1.3 LabVIEW開發(fā)的專用儀器229
13.2 LabVIEW中的高級信號處理232
13.2.1 聯(lián)合時頻分析及應(yīng)用233
13.2.2 超分辨分析及應(yīng)用234
13.2.3 小波分析及應(yīng)用236
13.3 LabVIEW工程應(yīng)用的現(xiàn)狀及展望237
13.3.1 工程應(yīng)用的現(xiàn)狀237
13.3.2 虛擬儀器及LabVIEW的展望238
附錄
附錄A開發(fā)虛擬儀器程序的一般步驟240
附錄BSCXI機箱與連接示意圖242
附錄C積分法則244
附錄DPXI儀器概述244
參考文獻