简介
本书从实践和工程设计教学角度出发，介绍了LabVIEW软件的开发环境
、程序设计基本方法、数据采集与仪器控制等技术。以LabVIEW软件为主线
，突出了虚拟仪器开发与设计，通过综合实例和设计实践，强调了操作技能
与设计方法。
本书总结作者多年教学和实践经验，理论与实践相结合，内容深入浅出
，图文并茂，实用性强。
本书可作为大中专院校测控技术与仪器、自动化、电气工程及其自动化
、机械设计制造及其自动化等专业学生的实践技能培训教材，也可作为从事
自动化测量与控制及相关领域工作人员的参考书。
目录
第1章 绪论 1
1.1 虚拟仪器的基本概念 1
1.2 虚拟仪器的组成与分类 2
1.2.1 虚拟仪器的硬件结构 2
1.2.2 虚拟仪器的软件结构 3
1.2.3 虚拟仪器的分类 4
1.3 虚拟仪器的特点与应用 4
1.3.1 虚拟仪器的特点 4
1.3.2 虚拟仪器技术的应用 5
1.4 LabVIEW集成开发环境 7
1.4.1 LabVIEW简介 7
1.4.2 启动界面 8
1.4.3 前面板和程序框图 8
1.4.4 菜单和工具栏 10
1.4.5 选板 12
1.4.6 文档和帮助 15
本章小结 16
习题与思考题 17
第2章 程序编辑 18
2.1 数据类型 18
2.1.1 数值型 18
2.1.2 布尔型 22
2.1.3 其他数据类型 23
2.2 数据运算 24
2.2.1 数值运算 24
2.2.2 布尔运算 27
2.2.3 比较运算 29
2.3 创建VI 31
2.3.1 创建前面板 31
2.3.2 创建程序框图 33
2.3.3 创建VI实例 37
2.4 编辑VI 38
2.4.1 对象的基本操作 38
2.4.2 对象的排列与布局 40
2.4.3 修饰对象 43
2.5 子VI 45
2.5.1 创建子VI 45
2.5.2 调用子VI 47
2.5.3 查看VI层次 48
2.6 运行与调试VI 48
2.6.1 运行VI 48
2.6.2 调试VI 49
2.7 编辑VI实例 51
本章小结 52
习题与思考题 53
第3章 程序结构 55
3.1 循环结构 55
3.1.1 For循环 55
3.1.2 While循环 56
3.1.3 循环结构数据交换与“自动索引”功能 57
3.1.4 定时结构 58
3.2 条件结构 60
3.2.1 创建条件结构 60
3.2.2 应用条件结构 61
3.3 顺序结构 62
3.3.1 创建顺序结构 62
3.3.2 应用顺序结构 63
3.4 事件结构 64
3.4.1 创建事件结构 64
3.4.2 应用事件结构 65
3.5 公式节点 66
3.5.1 公式节点的创建 66
3.5.2 公式节点的使用 67
3.6 反馈节点 68
3.6.1 移位寄存器 68
3.6.2 反馈节点 69
3.7 Math Script 节点 70
3.7.1 Math Script 节点的创建 70
3.7.2 Math Script节点的使用 70
3.8 属性节点 71
3.8.1 属性节点的创建 71
3.8.2 常用的属性节点 72
3.9 方法节点 73
3.10 变量 74
3.10.1 局部变量 74
3.10.2 全局变量 75
本章小结 77
习题与思考题 77
第4章 数据结构 78
4.1 数组 78
4.1.1 数组的概念 78
4.1.2 数组的创建 78
4.1.3 数组函数 80
4.2 簇 86
4.2.1 簇的概念 86
4.2.2 簇的创建 87
4.2.3 簇函数 88
4.2.4 错误输入与错误输出 91
4.3 字符串 93
4.3.1 字符串的概念 93
4.3.2 字符串控件 94
4.3.3 字符串函数 97
4.4 矩阵 103
4.4.1 数组至矩阵转换函数 104
4.4.2 矩阵至数组转换函数 104
4.5 文件I/O 105
4.5.1 文件I/O类型 105
4.5.2 文件I/O操作 106
4.5.3 文件管理操作 115
本章小结 119
习题与思考题 119
第5章 图形显示 120
5.1 波形数据 120
5.1.1 波形数据的组成 120
5.1.2 波形数据的应用 122
5.2 波形图表 124
5.2.1 波形图表的组件 124
5.2.2 波形图表的设置 127
5.2.3 波形图表的刷新模式 128
5.3 波形图 129
5.3.1 波形图的组件 130
5.3.2 波形图的设置 131
5.4 XY图 132
5.4.1 XY图 132
5.4.2 Express XY图 133
5.5 强度图 134
5.6 三维图形 137
5.6.1 三维曲线图 137
5.6.2 三维曲面图 138
5.6.3 三维参数图 139
5.7 图形控件 140
5.7.1 数据类型 141
5.7.2 极坐标图显示控件 141
5.7.3 图片控件 143
本章小结 145
习题与思考题 145
第6章 信号处理 146
6.1 信号的产生 146
6.1.1 信号生成 146
6.1.2 波形生成 149
6.2 波形调理 157
6.3 波形测量 157
6.3.1 基本平均直流-均方根 158
6.3.2 周期平均值与均方差值VI 159
6.3.3 瞬态特性测量VI 159
6.3.4 幅值和电平测量 160
6.3.5 脉冲测量VI 161
6.3.6 提取混合单频VI 162
6.3.7 频率测量Express VI 163
6.4 频域分析 165
6.5 窗函数 165
6.6 数字滤波器 167
6.7 逐点分析库 169
本章小结 170
习题与思考题 170
第7章 数据采集 171
7.1 数据采集基础 171
7.1.1 数据采集原理 171
7.1.2 数据采集系统的构成 172
7.1.3 数据采集系统的特点 174
7.1.4 数据采集系统的主要性能指标 174
7.1.5 被测信号的连接方式 177
7.2 数据采集卡的设置与测试 179
7.2.1 数据采集卡的安装 179
7.2.2 数据采集卡的测试 179
7.2.3 数据采集卡的任务配置 180
7.3 模拟输入 181
7.3.1 模拟输入的基本参数 181
7.3.2 模拟输入VI 182
7.3.3 使用DAQmx模入 186
7.4 模拟输出 190
7.4.1 模拟输出的基本参数 190
7.4.2 模拟输出信号种类 191
7.4.3 使用DAQmx模出 191
7.5 数字I/O 193
7.5.1 数字I/O的基本概念 193
7.5.2 立即方式数字I/O 194
7.5.3 握手方式数字I/O 195
7.6 定时/计数器 195
7.6.1 定时/计数器基础知识 195
7.6.2 用计数器输出方脉冲和脉冲序列 195
7.6.3 测量TTL信号的频率和周期 196
7.6.4 事件计数与计时 197
本章小结 198
习题与思考题 198
第8章 仪器控制 199
8.1 GPIB总线 199
8.1.1 GPIB总线标准 199
8.1.2 GPIB总线结构与接口 199
8.1.3 GPIB子模板 201
8.1.4 GPIB仪器系统 203
8.2 VXI总线和PXI总线 204
8.2.1 VXI总线 204
8.2.2 PXI总线 205
8.3 通用串行总线 207
8.3.1 串口简述 207
8.3.2 串口子模板 207
8.4 可编程仪器标准命令SCPI 209
8.4.1 SCPI仪器模型 209
8.4.2 SCPI命令句法 210
8.4.3 常用SCPI命令简介 211
8.5 虚拟仪器软件结构VISA 212
8.5.1 VISA的结构 213
8.5.2 VISA的特点 213
8.5.3 VISA子模板简介 214
8.5.4 VISA的应用举例 216
8.6 可互换的虚拟仪器驱动程序IVI 217
8.6.1 IVI的发展简史 217
8.6.2 IVI规范及体系结构 218
8.6.3 IVI的技术特点 219
8.7 仪器控制程序设计 220
8.7.1 检测和配置仪器 220
8.7.2 直接I/O（Direct I/O） 221
8.7.3 仪器驱动程序 224
本章小结 225
习题与思考题 225
第9章 虚拟仪器综合设计 227
9.1 虚拟仪器的设计原则 227
9.1.1 硬件设计的基本原则 227
9.1.2 软件设计的基本原则 227
9.2 虚拟仪器前面板与程序框图的设计原则 228
9.2.1 虚拟仪器前面板的设计原则 228
9.2.2 虚拟仪器程序框图的设计原则 230
9.3 虚拟仪器工程设计实例 231
9.3.1 双通道虚拟示波器设计 231
9.3.2 双通道频谱滤波器的设计 246
本章小结 258
习题与思考题 258
第10章 LabVIEW工程实践方法 259
10.1 LabVIEW工程实践的内容 259
10.1.1 LabVIEW工程实践的目的与要求 259
10.1.2 LabVIEW工程实践的教学过程 259
10.2 设计实践 260
10.2.1 信号产生及变换类 260
10.2.2 数据采集类 262
10.2.3 控制类 266
10.2.4 测量类 267
本章小结 268
参考文献 269
1.1 虚拟仪器的基本概念 1
1.2 虚拟仪器的组成与分类 2
1.2.1 虚拟仪器的硬件结构 2
1.2.2 虚拟仪器的软件结构 3
1.2.3 虚拟仪器的分类 4
1.3 虚拟仪器的特点与应用 4
1.3.1 虚拟仪器的特点 4
1.3.2 虚拟仪器技术的应用 5
1.4 LabVIEW集成开发环境 7
1.4.1 LabVIEW简介 7
1.4.2 启动界面 8
1.4.3 前面板和程序框图 8
1.4.4 菜单和工具栏 10
1.4.5 选板 12
1.4.6 文档和帮助 15
本章小结 16
习题与思考题 17
第2章 程序编辑 18
2.1 数据类型 18
2.1.1 数值型 18
2.1.2 布尔型 22
2.1.3 其他数据类型 23
2.2 数据运算 24
2.2.1 数值运算 24
2.2.2 布尔运算 27
2.2.3 比较运算 29
2.3 创建VI 31
2.3.1 创建前面板 31
2.3.2 创建程序框图 33
2.3.3 创建VI实例 37
2.4 编辑VI 38
2.4.1 对象的基本操作 38
2.4.2 对象的排列与布局 40
2.4.3 修饰对象 43
2.5 子VI 45
2.5.1 创建子VI 45
2.5.2 调用子VI 47
2.5.3 查看VI层次 48
2.6 运行与调试VI 48
2.6.1 运行VI 48
2.6.2 调试VI 49
2.7 编辑VI实例 51
本章小结 52
习题与思考题 53
第3章 程序结构 55
3.1 循环结构 55
3.1.1 For循环 55
3.1.2 While循环 56
3.1.3 循环结构数据交换与“自动索引”功能 57
3.1.4 定时结构 58
3.2 条件结构 60
3.2.1 创建条件结构 60
3.2.2 应用条件结构 61
3.3 顺序结构 62
3.3.1 创建顺序结构 62
3.3.2 应用顺序结构 63
3.4 事件结构 64
3.4.1 创建事件结构 64
3.4.2 应用事件结构 65
3.5 公式节点 66
3.5.1 公式节点的创建 66
3.5.2 公式节点的使用 67
3.6 反馈节点 68
3.6.1 移位寄存器 68
3.6.2 反馈节点 69
3.7 Math Script 节点 70
3.7.1 Math Script 节点的创建 70
3.7.2 Math Script节点的使用 70
3.8 属性节点 71
3.8.1 属性节点的创建 71
3.8.2 常用的属性节点 72
3.9 方法节点 73
3.10 变量 74
3.10.1 局部变量 74
3.10.2 全局变量 75
本章小结 77
习题与思考题 77
第4章 数据结构 78
4.1 数组 78
4.1.1 数组的概念 78
4.1.2 数组的创建 78
4.1.3 数组函数 80
4.2 簇 86
4.2.1 簇的概念 86
4.2.2 簇的创建 87
4.2.3 簇函数 88
4.2.4 错误输入与错误输出 91
4.3 字符串 93
4.3.1 字符串的概念 93
4.3.2 字符串控件 94
4.3.3 字符串函数 97
4.4 矩阵 103
4.4.1 数组至矩阵转换函数 104
4.4.2 矩阵至数组转换函数 104
4.5 文件I/O 105
4.5.1 文件I/O类型 105
4.5.2 文件I/O操作 106
4.5.3 文件管理操作 115
本章小结 119
习题与思考题 119
第5章 图形显示 120
5.1 波形数据 120
5.1.1 波形数据的组成 120
5.1.2 波形数据的应用 122
5.2 波形图表 124
5.2.1 波形图表的组件 124
5.2.2 波形图表的设置 127
5.2.3 波形图表的刷新模式 128
5.3 波形图 129
5.3.1 波形图的组件 130
5.3.2 波形图的设置 131
5.4 XY图 132
5.4.1 XY图 132
5.4.2 Express XY图 133
5.5 强度图 134
5.6 三维图形 137
5.6.1 三维曲线图 137
5.6.2 三维曲面图 138
5.6.3 三维参数图 139
5.7 图形控件 140
5.7.1 数据类型 141
5.7.2 极坐标图显示控件 141
5.7.3 图片控件 143
本章小结 145
习题与思考题 145
第6章 信号处理 146
6.1 信号的产生 146
6.1.1 信号生成 146
6.1.2 波形生成 149
6.2 波形调理 157
6.3 波形测量 157
6.3.1 基本平均直流-均方根 158
6.3.2 周期平均值与均方差值VI 159
6.3.3 瞬态特性测量VI 159
6.3.4 幅值和电平测量 160
6.3.5 脉冲测量VI 161
6.3.6 提取混合单频VI 162
6.3.7 频率测量Express VI 163
6.4 频域分析 165
6.5 窗函数 165
6.6 数字滤波器 167
6.7 逐点分析库 169
本章小结 170
习题与思考题 170
第7章 数据采集 171
7.1 数据采集基础 171
7.1.1 数据采集原理 171
7.1.2 数据采集系统的构成 172
7.1.3 数据采集系统的特点 174
7.1.4 数据采集系统的主要性能指标 174
7.1.5 被测信号的连接方式 177
7.2 数据采集卡的设置与测试 179
7.2.1 数据采集卡的安装 179
7.2.2 数据采集卡的测试 179
7.2.3 数据采集卡的任务配置 180
7.3 模拟输入 181
7.3.1 模拟输入的基本参数 181
7.3.2 模拟输入VI 182
7.3.3 使用DAQmx模入 186
7.4 模拟输出 190
7.4.1 模拟输出的基本参数 190
7.4.2 模拟输出信号种类 191
7.4.3 使用DAQmx模出 191
7.5 数字I/O 193
7.5.1 数字I/O的基本概念 193
7.5.2 立即方式数字I/O 194
7.5.3 握手方式数字I/O 195
7.6 定时/计数器 195
7.6.1 定时/计数器基础知识 195
7.6.2 用计数器输出方脉冲和脉冲序列 195
7.6.3 测量TTL信号的频率和周期 196
7.6.4 事件计数与计时 197
本章小结 198
习题与思考题 198
第8章 仪器控制 199
8.1 GPIB总线 199
8.1.1 GPIB总线标准 199
8.1.2 GPIB总线结构与接口 199
8.1.3 GPIB子模板 201
8.1.4 GPIB仪器系统 203
8.2 VXI总线和PXI总线 204
8.2.1 VXI总线 204
8.2.2 PXI总线 205
8.3 通用串行总线 207
8.3.1 串口简述 207
8.3.2 串口子模板 207
8.4 可编程仪器标准命令SCPI 209
8.4.1 SCPI仪器模型 209
8.4.2 SCPI命令句法 210
8.4.3 常用SCPI命令简介 211
8.5 虚拟仪器软件结构VISA 212
8.5.1 VISA的结构 213
8.5.2 VISA的特点 213
8.5.3 VISA子模板简介 214
8.5.4 VISA的应用举例 216
8.6 可互换的虚拟仪器驱动程序IVI 217
8.6.1 IVI的发展简史 217
8.6.2 IVI规范及体系结构 218
8.6.3 IVI的技术特点 219
8.7 仪器控制程序设计 220
8.7.1 检测和配置仪器 220
8.7.2 直接I/O（Direct I/O） 221
8.7.3 仪器驱动程序 224
本章小结 225
习题与思考题 225
第9章 虚拟仪器综合设计 227
9.1 虚拟仪器的设计原则 227
9.1.1 硬件设计的基本原则 227
9.1.2 软件设计的基本原则 227
9.2 虚拟仪器前面板与程序框图的设计原则 228
9.2.1 虚拟仪器前面板的设计原则 228
9.2.2 虚拟仪器程序框图的设计原则 230
9.3 虚拟仪器工程设计实例 231
9.3.1 双通道虚拟示波器设计 231
9.3.2 双通道频谱滤波器的设计 246
本章小结 258
习题与思考题 258
第10章 LabVIEW工程实践方法 259
10.1 LabVIEW工程实践的内容 259
10.1.1 LabVIEW工程实践的目的与要求 259
10.1.2 LabVIEW工程实践的教学过程 259
10.2 设计实践 260
10.2.1 信号产生及变换类 260
10.2.2 数据采集类 262
10.2.3 控制类 266
10.2.4 测量类 267
本章小结 268
参考文献 269
LabVIEW工程实践技术
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