虚拟仪器开发与应用教程

随着计算机、电子和通信等技术的飞速发展，计算机和网络等技术与测试仪器技术的结合，测试的手段和方法发生了巨大的变化，在传统测量仪器的基础上产生了新一代仪器技术架构——虚拟仪器。虚拟仪器技术一经问世，就在航空航天、无线通信、交通运输、机械工业、能源等领域得到了广泛应用。目前，随着需求的不断深入，其相关技术正向着更高的水平迈进。
多年来，经过不断探索，课程教研组成员将虚拟仪器在行业领域的应用情况、学生就业岗位需求和教育科学研究成果等内容不断融入课程，同时根据教学效果不断优化教学目标、教学内容、教学进程和学时安排等。本书是对课程组多年的教学改革和教学实践的阶段性总结。
本书的特点如下：
1）遵循虚拟仪器开发的全流程所需要素：数据采集、传递、处理、存储、显示以及它们之间的相互关系来构建和组织教材内容。
2）案例丰富、典型、有趣味性、实用性和操作性强；内容叙述完整，既有任务要求分析、关联知识科普，又有详细实验过程和实验现象，便于学生学和教师教。
3）理论与实践紧密结合，体现“教、学、做”一体化，软硬件结合，兼顾“基础”和“系统”，力求培养具有扎实的理论基础知识、高素质的技术技能人才。
4）内容编排从学生的认知和学习规律出发，由浅入深，循序渐进，帮助学生夯实基础，提升学习兴趣，逐步提高解决问题能力和创新思维能力。
全书共10章，分为两篇，分别是基础篇（第1~5章）和应用篇（第6~10章）。第1、2章介绍理论知识，综述虚拟仪器的概念、架构、应用和数据采集基础知识。第3、4章讲解LabVIEW的程序设计方法，内容包括LabVIEW开发环境与设计流程、基本数据类型、程序结构、复合数据类型、文件I/O、波形图与波形图表等。第5章讲述虚拟仪器的使用。第6、7章介绍如何利用LabVIEW软件和采集卡硬件进行数据采集，并实现对模拟和数字对象的测量与控制。第8章介绍LabVIEW程序结构的组合应用编程实践训练。第9、10章以项目的形式展开介绍LabVIEW串口通信的原理及与单片机的串口通信实现过程。
本书由沙晶晶、夏玉果、董天天担任主编，徐敏、陈香、孙玲担任参编。在编写过程中参考和引用了国内外一些专家学者的文献资料及研究成果，在此表示衷心感谢！
由于编者水平有限，书中难免有疏漏和不足之处，恳请读者和专家批评指正。

本书根据编者多年教学改革和教学实践的经验编写而成，介绍了虚拟仪器开发语言LabVIEW的基本原理，以及如何利用LabVIEW和硬件完成虚拟仪器设计。全书共10章，分为两篇，分别是基础篇(第1~5章)和应用篇(第6~10章)。主要内容包括认识虚拟仪器、数据采集基本概念、虚拟仪器软件开发环境LabVIEW、LabVIEW程序设计基础、虚拟仪器的使用、NI myDAQ数据采集、基于NI myDAQ和LabVIEW的测量与控制、LabVIEW程序结构的组合应用、使用LabVIEW设计串口调试助手、基于单片机与LabVIEW的测量系统设计。
本书案例丰富，有较强的实用性和操作性，体现理论实践一体化的教学要求；内容讲解细致，可读性强，有利于自学。
本书可以作为高职高专“虚拟仪器技术”“电子测量技术”及其他相关课程的教材或参考书，也可供对虚拟仪器感兴趣、用LabVIEW软件进行项目开发的相关人员学习和参考。

前言
二维码资源清单
上篇基础篇
第1章认识虚拟仪器
1.1电子测量仪器发展情况
1.2虚拟仪器的概念
1.3虚拟仪器的架构
1.3.1虚拟仪器的硬件平台
1.3.2虚拟仪器的软件结构
1.4虚拟仪器系统开发语言
1.5虚拟仪器技术的应用
1.6仪器与测控系统的发展趋势
思考与练习
第2章数据采集基本概念
2.1数据采集系统的构成
2.2信号的类型
2.3信号调理
2.4测量系统的信号输入方式
2.4.1接地信号源
2.4.2浮地信号源
2.5采样定理
2.6数据采集卡
思考与练习
第3章虚拟仪器软件开发环境LabVIEW
3.1LabVIEW简介
3.2LabVIEW开发环境
3.2.1新建或打开VI或项目
3.2.2LabVIEW操作选板
3.2.3LabVIEW的菜单和工具栏
3.3VI的组成
3.3.1前面板
3.3.2程序框图
3.4虚拟仪器程序的设计步骤
3.5程序调试技术
3.5.1存在语法错误
3.5.2程序高亮度执行
3.5.3断点与单步执行
3.5.4探针
3.6子VI创建与调用
3.6.1创建子VI3.6.2调用子VI
思考与练习
第4章LabVIEW程序设计基础
4.1基本数据类型
4.1.1数值型
4.1.2布尔型
4.1.3字符串型
4.1.4枚举型
4.1.5路径型
4.2基本程序结构
4.2.1两种循环结构
4.2.2隧道
4.2.3定时
4.2.4循环中的移位寄存器
4.2.5条件结构
4.2.6对话框
4.2.7顺序结构
4.2.8事件结构
4.2.9公式节点
4.2.10属性节点
4.2.11局部变量
4.3数组与数组处理函数
4.3.1数组的概念与创建
4.3.2数组处理函数
4.4簇
4.4.1簇的创建
4.4.2常用的簇函数
4.4.3错误簇
4.5文件I/O
4.5.1文件I/O操作步骤
4.5.2文件格式
4.5.3文件 I/O VI和函数
4.6波形图与波形图表
思考与练习
第5章虚拟仪器的使用
5.1电子测量仪器的分类与主要技术指标
5.2常用电子测量仪器
5.2.1万用表
5.2.2示波器 
5.2.3测量用信号发生器
5.2.4直流稳压电源
5.3NI myDAQ设备
5.4NI myDAQ虚拟仪器性能指标
5.5虚拟仪器的实验
思考与练习
下篇应用篇
第6章NI myDAQ数据采集
6.1数据采集实现方法
6.1.1DAQ助手
6.1.2DAQmx VI
6.2测量模拟输入
6.2.1利用DAQ助手单次采集电压
6.2.2利用DAQmx VI单次采集电压
6.2.3电压数据连续采集和显示 
6.3产生模拟输出
6.4数字输入/输出
6.4.1读取数字数据
6.4.2写入数字数据
思考与练习
第7章基于NI myDAQ和LabVIEW的
测量与控制7.1十进制加法计数控制
7.1.1软件设计
7.1.2硬件设计
7.2基于热敏电阻与NI myDAQ的温度检测
7.2.1半导体热敏电阻
7.2.2元器件选用
7.2.3设计流程
7.2.4设计步骤
7.3呼吸灯
7.3.1PWM信号
7.3.2呼吸灯设计
思考与练习
第8章LabVIEW程序结构的组合应用
8.1打地鼠游戏的设计
8.1.1基本设计要求
8.1.2软件功能组成与流程
8.1.3软件设计
8.2虚拟示波器的设计
8.2.1前面板设计
8.2.2程序设计
8.2.3信号测试
8.3钟表的设计
8.3.1前面板设计
8.3.2程序设计
8.3.3运行效果
思考与练习
第9章使用LabVIEW设计串口调试助手
9.1串口通信基础知识
9.1.1串口通信的概念
9.1.2串口通信的物理接口
9.1.3串口通信的信息层
9.1.4串口通信单工/半双工/全双工方式
9.2LabVIEW串口通信
9.2.1VISA驱动安装
9.2.2主要串口函数介绍
9.3LabVIEW串口接收字符串数据的处理
9.4串口调试助手的设计
9.4.1前面板的设计
9.4.2程序框图的设计
9.4.3使用说明及功能调试 
思考与练习
第10章基于单片机与LabVIEW的测量系统设计
10.1使用51单片机设计温度采集显示系统
10.1.1任务描述
10.1.2设计方案
10.1.3DS18B20温度传感器
10.1.4软硬件设计
10.2基于Arduino平台的无人机载荷温湿度气象要素监测
10.2.1任务描述
10.2.2设计方案
10.2.3模块原理知识
10.2.4设计步骤
思考与练习
参考文献

·遵循虚拟仪器开发的全流程所需要素：数据采集、传递、处理、存储、显示以及它们之间的相互关系来构建和组织教材内容。
·案例丰富、典型、趣味性、实用性和操作性强；内容叙述完整，既有任务要求分析、关联知识科普，又有详细实验过程和实验现象，便于学生学和教师教。
·配有丰富的资源：二维码视频资源、电子课件、习题解答等，全方位助学助教。