LabVIEW虚拟仪器入门与实例训练

虚拟仪器技术是现代计算机技术、通信技术和测量技术等相结合的产物,是对传统仪器的一次巨大冲击。虚拟仪器由计算机和数据采集卡等相应的硬件和软件构成,用户可以根据自身的需求和预算购置相应的模块,来构建一套个性化的测控系统。近年来随着微电子技术和计算机技术的飞速发展,虚拟仪器技术展现出蓬勃的生命力,出现在越来越多应用场景中,大到航天飞船、大型粒子对撞机,小到学生的课堂作业、毕业设计,提高了工业自动化水平和人们的工作效率,成为产业发展的重要方向。LabVIEW是美国国家仪器(NationalInstruments,NI)公司推出的一款虚拟仪器开发平台,其具有功能强大、编程灵活、人机界面友好的特点,同时其图形化的编程理念得到了业界的普遍认可。
本书基于满足实际应用的一般需要,在使读者掌握基础知识的同时,通过动手练习,提高实际操作能力和发现问题并解决问题的能力。另外,每章*后都有相应的习题供读者练习,使读者能够快速掌握LabVIEW的编程方法和技巧,并且有兴趣进一步探索虚拟仪器的奇妙世界。
本书结合作者多年实际工程设计的经验和体会,采用理论与实例相结合的讲述方法,力求通俗易懂、重点突出,为读者的学习和工作带来一些帮助。
编者
2020年10月

本书基于当前*流行的虚拟仪器开发平台———LabVIEW2018,结合了大量实例,介绍了LabVIEW软件的开发环境与基本操作,前面板,程序框图设计,字符串运算,循环与结构,数组和簇,波形图表和波形图,文件I/O,仪器控制,信号生成、分析及处理,LabVIEW应用程序生成,数据库。各章内容由浅入深、先易后难、循序渐进并附有习题,帮助读者巩固理论知识和提升上机操作能力,快速掌握LabVIEW的编程方法和技巧。
本书适合用作各高职院校LabVIEW程序设计相关专业的教材,也可作为相关工程技术人员设计开发仪器或自动测试系统的参考用书。

第1章LabVIEW基础1

1.1虚拟仪器概述1

1.1.1虚拟仪器的起源与发展1

1.1.2虚拟仪器的特点2

1.1.3虚拟仪器的开发平台软件3

1.1.4虚拟仪器的应用3

1.2LabVIEW软件基础4

1.2.1LabVIEW软件的安装4

1.2.2LabVIEW软件的启动4

1.3LabVIEW开发环境5

1.3.1LabVIEW菜单栏5

1.3.2LabVIEW工具栏6

1.3.3LabVIEW操作选板6

1.4LabVIEW的基础知识8

1.4.1VI8

1.4.2子VI10

1.5编写一个VI小程序11

1.5.1程序编写11

1.5.2VI调试11

1.6LabVIEW2018新特性12

1.7LabVIEW的帮助系统12

本章小结14

思考与练习14

第2章LabVIEW前面板16

2.1前面板控件的基本操作16

2.1.1控件的放置16

2.1.2控件的基本操作17

2.1.3控件的属性设置17

2.2常用控件的使用18

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2.3控件的排列与布局21

2.4前面板的修饰23

2.4.1颜色及字体设置23

2.4.2使用修饰控件24

2.5交通灯的前面板设计25

本章小结27

思考与练习27

第3章程序框图设计29

3.1数据类型及其运算29

3.1.1数据类型29

3.1.2数据运算29

3.2局部变量和全局变量31

3.2.1局部变量31

3.2.2全局变量31

3.2.3慎用局部变量和全局变量35

3.3子VI的设计35

3.3.1创建子VI35

3.3.2调用子VI38

3.4VI调试技巧38

3.5创建平均数子VI41

本章小结42

思考与练习42

第4章字符串运算45

4.1常见字符串常量47

4.2常见字符串函数47

4.3匹配模式和匹配正则表达式49

4.3.1匹配模式49

4.3.2匹配正则表达式49

4.4利用全局变量实现字符串的传递50

本章小结52

思考与练习52

第5章循环与结构53

5.1循环结构53

5.1.1For循环54

5.1.2While循环55

5.1.3移位寄存器57

5.2条件结构58

5.2.1连接布尔型数据58

5.2.2连接数值型数据59

5.2.3连接枚举型数据60

5.3顺序结构62

5.3.1平铺式顺序结构64

5.3.2层叠式顺序结构64

5.4事件结构65

5.4.1功能介绍65

5.4.2具体设计步骤65

5.5定时结构67

5.5.1定时循环结构68

5.5.2定时顺序结构69

5.6公式节点70

本章小结70

思考与练习71

第6章数组和簇74

6.1数组74

6.1.1创建数组控件74

6.1.2自动索引75

6.1.3二维数组76

6.1.4数组处理函数77

6.1.5多态性80

6.2簇81

6.2.1创建簇输入控件和显示控件81

6.2.2簇顺序81

6.2.3簇函数82

6.2.4错误簇和错误处理函数84

6.2.5数组和簇的转换86

本章小结87

思考与练习88

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第7章波形图表和波形图90

7.1波形图表91

7.1.1主要特点91

7.1.2详细设计步骤91

7.2波形图94

7.2.1波形图主要功能模块介绍94

7.2.2用波形图显示不同类型数据的具体操作步骤94

7.3图表和图形组件96

7.3.1标尺96

7.3.2标尺图例98

7.3.3图例99

7.3.4图形工具选板99

7.3.5图形游标100

7.3.6图形注释101

7.4图表和图形的图像导出102

7.5利用XY曲线图显示曲线102

7.6利用强度图来反映数据的变化103

本章小结105

思考与练习105

第8章文件I/O106

8.1选择文件I/O格式106

8.2文件I/O函数107

8.3文件操作111

8.3.1文本文件的写入与读取111

8.3.2电子表格文件的写入与读取112

8.3.3二进制文件的写入与读取114

本章小结116

思考与练习116

第9章仪器控制119

9.1仪器控制基础119

9.1.1仪器控制基本思路119

9.1.2常用测量总线技术119

9.2虚拟串口的使用120

9.3利用查询方式实现串口通信123

9.3.1VISA函数123

9.3.2程序设计(读取串口字节)127

9.4GPIB仪器编程128

9.4.1GPIB模块驱动128

9.4.2VISA驱动模块130

9.4.3仪器驱动库130

本章小结131

思考与练习131

第10章信号生成、分析及处理132

10.1信号生成模块132

10.1.1基本函数发生器133

10.1.2基本多频信号发生器134

10.1.3带有幅值信息的基本多频信号发生器135

10.1.4混合单频信号发生器136

10.1.5均匀白噪声信号发生器136

10.1.6高斯白噪声信号发生器138

10.1.7周期随机信号发生器139

10.1.8SimulateSignalExpressVI140

10.2信号时域分析模块141

10.2.1基本平均值与均方差VI141

10.2.2平均值与均方差VI142

10.2.3时间和瞬态特性测量ExpressVI142

10.2.4频率测量ExpressVI144

10.2.5幅值以及极值测量ExpressVI145

10.3信号频域分析模块146

10.3.1快速傅里叶变换功率谱、功率谱密度146

10.3.2快速傅里叶变换幅值相位谱147

10.3.3互谱(幅值—相位谱)149

10.4信号的滤波150

10.4.1巴特沃斯滤波器150

10.4.2切比雪夫滤波器152

10.4.3滤波器ExpressVI152

10.5生成仿真信号并分析154

10.6声卡采集信号并分析157

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本章小结159

思考与练习159

第11章LabVIEW应用程序生成160

11.1LabVIEW生成程序的种类160

11.2创建源代码发布160

11.3独立应用程序发布165

11.4创建共享库(DLL)168

11.5创建Zip压缩文件170

11.6创建Windows安装程序170

本章小结175

思考与练习175

第12章数据库176

12.1LabVIEW与数据库接口的方法176

12.2DatabaseConnectivity应用177

12.2.1创建数据库177

12.2.2建立与数据库的连接178

12.2.3数据库基本操作181

12.2.4数据库高级操作183

本章小结184

思考与练习184

参考文献185