虛擬儀器設(shè)計(jì)測(cè)控應(yīng)用典型實(shí)例

前言

隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)深層次的結(jié)合引起了測(cè)試儀器領(lǐng)域里一場(chǎng)新的革命，一種全新的儀器結(jié)構(gòu)概念導(dǎo)致了新一代儀器——虛擬儀器的出現(xiàn)。它是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和測(cè)量技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是傳統(tǒng)儀器觀念的一次巨大變革，是引起產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向，它的出現(xiàn)使得人類的測(cè)試技術(shù)進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展紀(jì)元。虛擬儀器在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出傳統(tǒng)儀器無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，可以說(shuō)虛擬儀器技術(shù)是現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的關(guān)鍵組成部分。虛擬儀器由計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)采集卡等相應(yīng)硬件和專用軟件構(gòu)成，既有傳統(tǒng)儀器的特征，又有一般儀器不具備的特殊功能，在現(xiàn)代測(cè)控應(yīng)用中有著廣泛的應(yīng)用前景。作為測(cè)試工程領(lǐng)域的強(qiáng)有力工具，近年來(lái)，由美國(guó)國(guó)家儀器公司（National Instruments，NI）開(kāi)發(fā)的虛擬儀器軟件LabVIEW和LabWindows／CVI得到了業(yè)界的普遍認(rèn)可，在測(cè)試系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和研究方面得到了廣泛的應(yīng)用。

內(nèi)容概要

本書(shū)從科學(xué)實(shí)驗(yàn)與工程實(shí)際出發(fā)，系統(tǒng)地講述了虛擬儀器軟件LabVIEW和LabWindows/CVI在測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用技術(shù)。首先介紹了虛擬儀器的基本知識(shí)和常用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，然后通過(guò)基于串口通信的測(cè)控系統(tǒng)、基于數(shù)據(jù)采集卡的測(cè)控系統(tǒng)、基于聲卡和網(wǎng)絡(luò)的測(cè)控系統(tǒng)等十余個(gè)典型應(yīng)用實(shí)例，詳細(xì)地講解了利用虛擬儀器軟件設(shè)計(jì)測(cè)控應(yīng)用程序的方法。每個(gè)實(shí)例的設(shè)計(jì)任務(wù)均采用LabVIEW和LabWindows/CVI同時(shí)實(shí)現(xiàn)。    本書(shū)內(nèi)容豐富，論述深入淺出，有較強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性，可供自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、電子信息、機(jī)電一體化、測(cè)控儀器等專業(yè)的本科生、研究生以及計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)研發(fā)的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考。

書(shū)籍目錄

第1章  虛擬儀器設(shè)計(jì)概述     1.1  虛擬儀器簡(jiǎn)介       1.1.1  虛擬儀器的產(chǎn)生       1.1.2  虛擬儀器的概念       1.1.3  虛擬儀器的特點(diǎn)       1.1.4  虛擬儀器的應(yīng)用     1.2  虛擬儀器的結(jié)構(gòu)       1.2.1  虛擬儀器的基本結(jié)構(gòu)       1.2.2  虛擬儀器的構(gòu)成方式       1.2.3  構(gòu)建虛擬儀器的步驟     1.3  虛擬儀器的軟件      1.3.1  虛擬儀器的軟件結(jié)構(gòu)      1.3.2  虛擬儀器的開(kāi)發(fā)平臺(tái)    1.4  虛擬儀器的設(shè)計(jì)原則和方法      1.4.1  虛擬儀器的設(shè)計(jì)原則      1.4.2  虛擬儀器的設(shè)計(jì)方法    1.5  虛擬儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)      1.5.1  將虛擬儀器系統(tǒng)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)      1.5.2  基于虛擬儀器的虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)施 第2章  LabVIEW程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)    2.1  LabVIEW編程語(yǔ)言概述      2.1.1  LabVIEW的特點(diǎn)      2.1.2  G語(yǔ)言與虛擬儀器      2.1.3  LabVIEW的應(yīng)用      2.1.4  LabVIEW的程序設(shè)計(jì)方法    2.2  LabVIEW 的基本概念      2.2.1  VI與子VI      2.2.2  前面板      2.2.3  框圖程序      2.2.4  數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)    2.3  LabVIEW程序設(shè)計(jì)步驟      2.3.1  建立新VI      2.3.2  前面板設(shè)計(jì)      2.3.3  框圖程序設(shè)計(jì)——添加節(jié)點(diǎn)      2.3.4  框圖程序設(shè)計(jì)——連線      2.3.5  運(yùn)行程序      2.3.6  程序的保存與載入    2.4  VI的調(diào)試方法 第3章  LabWindows/CVI程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)    3.1  LabWindows/CVI編程語(yǔ)言概述      3.1.1  LabWindows /CVI的特點(diǎn)      3.1.2  LabWindows/CVI的工作空間      3.1.3  LabWindows/CVI的文件類型      3.1.4  LabWindows/CVI中的對(duì)象編程概念    3.2  LabWindows/CVI的控件      3.2.1  控件概述      3.2.2  基本控件的屬性含義及設(shè)置      3.2.3  高級(jí)控件    3.3  LabWindows/CVI程序設(shè)計(jì)步驟      3.3.1  建立工程文件      3.3.2  創(chuàng)建用戶界面文件      3.3.3  生成源代碼文件      3.3.4  運(yùn)行和調(diào)試程序      3.3.5  生成可執(zhí)行文件和發(fā)布文件 第4章  虛擬儀器設(shè)計(jì)串口通信基礎(chǔ)    4.1  串口通信與RS-232C接口標(biāo)準(zhǔn)      4.1.1  串口通信的基本概念      4.1.2  RS-232C串口通信標(biāo)準(zhǔn)      4.1.3  RS-485串口通信標(biāo)準(zhǔn)      4.1.4  串口通信線路連接      4.1.5  個(gè)人計(jì)算機(jī)中的串口      4.1.6  串口通信調(diào)試      4.1.7  虛擬串口的使用    4.2  LabVIEW與串口通信      4.2.1  LabVIEW中的串口通信功能模塊      4.2.2  LabVIEW串口通信步驟    4.3  LabWindows/CVI串口通信函數(shù)      4.3.1  串口打開(kāi)/關(guān)閉函數(shù)      4.3.2  串口輸入/輸出函數(shù)      4.3.3  串口控制函數(shù)      4.3.4  串口狀態(tài)查詢函數(shù)      4.3.5  串口事件處理函數(shù)      4.3.6  調(diào)制解調(diào)文件傳輸函數(shù) 第5章  基于串口通信的虛擬儀器設(shè)計(jì)    5.1  PC與PC串口通信      5.1.1  硬件線路      5.1.2  設(shè)計(jì)任務(wù)      5.1.3  利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)      5.1.4  利用LabWindows/CVI實(shí)現(xiàn)    5.2  PC與單片機(jī)串口通信      5.2.1  硬件線路      5.2.2  設(shè)計(jì)任務(wù)     5.2.3  利用Keil C51實(shí)現(xiàn)任務(wù)1     5.2.4  利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)任務(wù)1     5.2.5  利用LabWindows/CVI實(shí)現(xiàn)任務(wù)1     5.2.6  利用Keil C51實(shí)現(xiàn)任務(wù)2     5.2.7  利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)任務(wù)2 3     5.2.8  利用LabWindows/CVI實(shí)現(xiàn)任務(wù)2   5.3  PC與智能儀器串口通信     5.3.1  硬件線路     5.3.2  設(shè)計(jì)任務(wù)     5.3.3  利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)     5.3.4  利用LabWindows/CVI實(shí)現(xiàn)   5.4  PC與PLC串口通信     5.4.1  硬件線路     5.4.2  設(shè)計(jì)任務(wù)     5.4.3  S5-200 PLC（下位機(jī)）程序     5.4.4  S5-200 PLC（上位機(jī)）LabVIEW程序     5.4.5  S5-200 PLC（上位機(jī)）LabWindows/CVI程序     5.4.6  三菱FX2N PLC（下位機(jī)）程序     5.4.7  三菱FX2N PLC（上位機(jī)）LabWindows/CVI程序   5.5  PC與GSM短消息模塊串口通信     5.5.1  硬件線路     5.5.2  設(shè)計(jì)任務(wù)     5.5.3  利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)     5.5.4  利用LabWindows/CVI實(shí)現(xiàn)   5.6  PC與智能儀器構(gòu)成DCS     5.6.1  硬件線路     5.6.2  設(shè)計(jì)任務(wù)     5.6.3  利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)     5.6.4  利用LabWindows/CVI實(shí)現(xiàn)   5.7  PC與遠(yuǎn)程I/O模塊構(gòu)成DCS     5.7.1  硬件線路     5.7.2  設(shè)計(jì)任務(wù)     5.7.3  利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)     5.7.4  利用LabWindows/CVI實(shí)現(xiàn)第6章  虛擬儀器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)   6.1  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述     6.1.1  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的含義     6.1.2  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能     6.1.3  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件     6.1.4  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件     6.1.5  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入與輸出信號(hào)   6.2  基于PC的DAQ系統(tǒng)組成     6.2.1  硬件子系統(tǒng)     6.2.2  軟件子系統(tǒng)     6.2.3  DAQ儀器的特點(diǎn)   6.3  數(shù)據(jù)采集卡     6.3.1  數(shù)據(jù)采集卡的產(chǎn)生     6.3.2  數(shù)據(jù)采集卡的組成     6.3.3  數(shù)據(jù)采集卡的功能     6.3.4  數(shù)據(jù)采集卡的類型     6.3.5  數(shù)據(jù)采集卡的性能指標(biāo)     6.3.6  數(shù)據(jù)采集卡的選擇   6.4  典型數(shù)據(jù)采集卡的安裝與測(cè)試     6.4.1  NI PCI-6023E數(shù)據(jù)采集卡     6.4.2  研華PCI-1710HG數(shù)據(jù)采集卡   6.5  LabVIEW與數(shù)據(jù)采集     6.5.1  基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)     6.5.2  用于數(shù)據(jù)采集的VI 3     6.5.3  DAQmx節(jié)點(diǎn)及其編程 4     6.5.4  DAQ Assistant的使用   6.6  LabWindows/CVI數(shù)據(jù)采集函數(shù)庫(kù)的使用     6.6.1  Traditional NI-DAQ函數(shù)厙     6.6.2  Easy I/O for DAQ函數(shù)庫(kù)     6.6.3  數(shù)據(jù)采集卡的端口操作函數(shù)第7章  基于NI數(shù)據(jù)采集卡的虛擬儀器設(shè)計(jì)   7.1  模擬量輸入（AI）     7.1.1  硬件線路     7.1.2  設(shè)計(jì)任務(wù)     7.1.3  利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)     7.1.4  利用LabWindows/CVI實(shí)現(xiàn)   7.2  開(kāi)關(guān)量輸入（DI）     7.2.1  硬件線路     7.2.2  設(shè)計(jì)任務(wù)     7.2.3  利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)     7.2.4  利用LabWindows/CVI實(shí)現(xiàn)   7.3  開(kāi)關(guān)量輸出（DO）     7.3.1  硬件線路     7.3.2  設(shè)計(jì)任務(wù)     7.3.3  利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)     7.3.4  利用LabWindows/CVI實(shí)現(xiàn)   7.4  溫度測(cè)量與報(bào)警控制     7.4.1  硬件線路     7.4.2  設(shè)計(jì)任務(wù)     7.4.3  利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)     7.4.4  利用LabWindows/CVI實(shí)現(xiàn)第8章  基于研華數(shù)據(jù)采集卡的虛擬儀器設(shè)計(jì)   8.1  模擬量輸入（AI）     8.1.1  硬件線路     8.1.2  設(shè)計(jì)任務(wù)     8.1.3  利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)     8.1.4  利用LabWindows/CVI實(shí)現(xiàn)   8.2  模擬量輸出（AO）     8.2.1  硬件線路     8.2.2  設(shè)計(jì)任務(wù)     8.2.3  利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)     8.2.4  利用LabWindows/CVI實(shí)現(xiàn)   8.3  開(kāi)關(guān)量輸入（DI）     8.3.1  硬件線路     8.3.2  設(shè)計(jì)任務(wù)     8.3.3  利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)     8.3.4  利用LabWindows/CVI實(shí)現(xiàn)   8.4  開(kāi)關(guān)量輸出（DO）     8.4.1  硬件線路     8.4.2  設(shè)計(jì)任務(wù)     8.4.3  利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)     8.4.4  利用LabWindows/CVI實(shí)現(xiàn)   8.5  溫度測(cè)量與報(bào)警控制     8.5.1  硬件線路     8.5.2  設(shè)計(jì)任務(wù)     8.5.3  利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)     8.5.4  利用LabWindows/CVI實(shí)現(xiàn)第9章  虛擬儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用   9.1  基于聲卡的數(shù)據(jù)采集     9.1.1  聲卡的基本常識(shí)     9.1.2  利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)虛擬示波器     9.1.3  利用LabWindows/CVI實(shí)現(xiàn)虛擬示波器   9.2  虛擬儀器的網(wǎng)絡(luò)與通信     9.2.1  網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控儀器概述     9.2.2  TCP/IP協(xié)議     9.2.3  DataSocket 技術(shù)     9.2.4  在LabVIEW 中利用TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信     9.2.5  在LabWindows/CVI 中利用TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信     9.2.6  在LabVIEW中利用DataSocket技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.1.1虛擬儀器的產(chǎn)生測(cè)量?jī)x器發(fā)展至今，大體可分為四個(gè)階段：模擬儀器、數(shù)字化儀器、智能儀器和虛擬儀器。模擬儀器：這類儀器是以電磁感應(yīng)基本定律為基礎(chǔ)的指針儀器儀表?；窘Y(jié)構(gòu)是電磁機(jī)械式的，借助指針來(lái)顯示最終結(jié)果，如指針式萬(wàn)用表、三級(jí)管電壓表等。這類儀器在某些實(shí)驗(yàn)室仍能看到。數(shù)字化儀器：這類儀器目前相當(dāng)普及，如數(shù)字電壓表、數(shù)字頻率計(jì)等。這類儀器將模擬信號(hào)的測(cè)量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)測(cè)量，并以數(shù)字方式輸出最終結(jié)果，適用于快速響應(yīng)和較高準(zhǔn)確度的測(cè)量。智能儀器：這類儀器內(nèi)置微處理器，既能進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試又具有一定的數(shù)據(jù)處理功能。智能儀器的功能模塊全部都是以硬件和固化的軟件的形式存在，一無(wú)論是開(kāi)發(fā)還是應(yīng)用，都缺乏靈活性。虛擬儀器：是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)和測(cè)量技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是傳統(tǒng)儀器觀念的一次巨大變革，是將來(lái)儀器發(fā)展的一個(gè)重要方向。

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《虛擬儀器設(shè)計(jì)測(cè)控應(yīng)用典型實(shí)例》通過(guò)十余個(gè)典型應(yīng)用實(shí)例，詳細(xì)地介紹了利用虛擬儀器軟件LabV l EW和LabWindows／CVI設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集與串口通信應(yīng)用程序的方法《虛擬儀器設(shè)計(jì)測(cè)控應(yīng)用典型實(shí)例》彌補(bǔ)了虛擬儀器設(shè)計(jì)同類書(shū)籍在測(cè)控應(yīng)用實(shí)踐方面的缺憾。對(duì)LabVlEW和LabWindows／CVl在測(cè)控領(lǐng)域的學(xué)習(xí)者有很高的參考價(jià)值《虛擬儀器設(shè)計(jì)測(cè)控應(yīng)用典型實(shí)例》提供超值配套光盤(pán)，內(nèi)容包括所有實(shí)例的源程序、教學(xué)視頻、軟硬件資源、電子課件等

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