虚拟仪器技术

本书介绍了基于LabVIEW的虚拟仪器技术，全书分为13章。第1章介绍虚拟仪器技术的基本概念及LabVIEW软件功能，第2章介绍LabVIEW软件前面板构成及设计方法，第3章介绍LabVIEW的编程环境，第4章介绍LabVIEW中的数据类型及其操作方法，第5章介绍LabVIEW软件中程序流程和结构的实现方法，第6章介绍LabVIEW中波形的显示方法，第7章介绍文件的类型、数据格式及其输入/输出操作方法，第8章介绍数据采集系统的概念及LabVIEW中实现数据采集的编程方法，第9章介绍LabVIEW软件中进行信号处理的方法，第10章介绍LabVIEW软件中进行操作系统功能调用的方法，第11章介绍LabVIEW软件中实现串行通信、网络通信、DataSocket通信及远程面板的方法，第12章介绍LabVIEW软件中常用的通知器、队列、信号量、集合点、事件发生及首次调用等功能的操作方法，第13章介绍LabVIEW软件程序生成规范。每章章末附有一定数量的习题，主要用以检验、理解基本概念和熟练软件编程方法。

徐耀松(1979.2-)，河北沧州人，博士后，副教授，辽宁省优秀青年骨干教师。毕业于天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室。先后获得辽宁省科技进步奖二等奖、中国煤炭工业协会科学技术二等奖、国家安全生产总局第三届安全生产科技成果三等奖、阜新市科技进步一等奖、辽宁省普通高等教育本科教学成果奖获奖三等奖等省部级科技奖励。在《传感技术学报》、《纳米技术与精密工程》、《计算机工程》等国内外期刊发表论文二十余篇，EI检索3篇。申报获得国家专利8项。主持参与辽宁省教育厅基金、国家自然科学基金以及企业项目多项。主要研究方向：煤矿瓦斯灾害前兆信息的采集、分析、特征提取和灾害预测；声源信号时延估计与定位方法研究；工业远程监控系统开发；嵌入式系统设计。付华，辽宁工程大学教授。中国煤炭工业信息与自动化专业委员会委员，辽宁省仪器学科教学指导委员会委员。主持完成国家863项目、国家自然科学基金项目、教育部博士点基金、博士后基金、辽宁省科技攻关项目、辽宁省重大科技项目、省创新团队项目、优秀人才项目等40余项，主持完辽宁省教改项目、省十一五、十二五教学科研项目多项。

目 录

第1章 虚拟仪器技术及LabVIEW（1）

1.1 虚拟仪器系统概述（1）

1.1.1 虚拟仪器的概念（1）

1.1.2 虚拟仪器的特点（2）

1.1.3 虚拟仪器的组成（3）

1.1.4 虚拟仪器的分类（3）

1.2 LabVIEW的编程环境简介（4）

1.2.1 什么是LabVIEW（4）

1.2.2 数据流的概念（5）

1.2.3 LabVIEW的工作环境（5）

1.2.4 LabVIEW自带编程示例（7）

习题（10）

第2章 LabVIEW前面板设计（10）

2.1 LabVIEW前面板控件概述（10）

2.1.1 LabVIEW控件类型（10）

2.1.2 LabVIEW控件选板（11）

2.2 LabVIEW控件选板详细分类（12）

2.2.1 数值控件（12）

2.2.2 布尔控件（13）

2.2.3 字符串与路径控件（15）

2.2.4 数组、矩阵与簇控件（15）

2.2.5 列表、表格和树控件（16）

2.2.6 图形控件（16）

2.2.7 下拉列表与枚举控件（16）

2.2.8 容器控件（17）

2.2.9 I/O控件（17）

2.2.10 引用句柄控件（17）

2.2.11 变体与类控件（18）

2.3 控件设置（18）

2.3.1 快捷菜单（18）

2.3.2 属性对话框（19）

2.4 工具选板（25）

2.5 前面板对象的操作（26）

2.5.1 焦点（26）

2.5.2 控件的布置（27）

2.6 定制控件（30）

习题（35）

第3章 LabVIEW的编程环境（36）

3.1 创建LabVIEW项目（36）

3.2 编程环境（37）

3.2.1 程序执行工具条（37）

3.2.2 LabVIEW编程过程（38）

3.2.3 即时帮助（42）

习题（43）

第4章 LabVIEW的数据表达（44）

4.1 数值（44）

4.2 布尔量（47）

4.3 字符串函数（49）

4.4 枚举类型（53）

4.5 数组（54）

4.5.1 创建数组（54）

4.5.2 数组函数（56）

4.6 簇（58）

4.6.1 创建簇（58）

4.6.2 簇函数（59）

4.7 自定义类型（60）

4.8 局部变量和全局变量（61）

4.8.1 局部变量（62）

4.8.2 全局变量（63）

习题（64）

第5章 程序流程和结构的实现（65）

5.1 顺序结构（66）

5.1.1 平铺式顺序结构（66）

5.1.2 层叠式顺序结构（67）

5.1.3 顺序结构的数据传递（68）

5.2 循环结构（68）

5.2.1 For循环（68）

5.2.2 While循环（71）

5.2.3 移位寄存器（72）

5.2.4 反馈节点（75）

5.3 条件结构（75）

5.3.1 条件结构的构成（75）

5.3.2 条件结构的隧道（76）

5.3.3 条件结构的输入（77）

5.4 事件结构（78）

5.4.1 事件结构的组成（79）

5.4.2 事件数据节点与事件过滤节点（80）

5.5 公式节点（81）

5.6 禁用结构（82）

习题（83）

第6章 LabVIEW中的波形显示（85）

6.1 波形图表（86）

6.1.1 波形图表的特点（86）

6.1.2 波形图表的设置（86）

6.1.3 波形图表的应用（94）

6.2 波形图（95）

6.2.1 波形图的主要特点（96）

6.2.2 波形图的显示设置（97）

6.3 XY图（98）

6.4 强度图和强度图表（99）

6.5 数字波形图（100）

6.6 三维图形表示（101）

习题（102）

第7章 文件输入/输出（103）

7.1 基本文件输入/输出操作（104）

7.1.1 选择文件格式（104）

7.1.2 文件常量（104）

7.1.3 读/写电子表格文件（106）

7.1.4 读/写测量文件（107）

7.2 高级文件输入/输出操作（111）

7.2.1 文件输入/输出的基本操作（111）

7.2.2 文本文件的输入/输出操作（112）

7.2.3 二进制文件的输入/输出操作（113）

7.3 TDMS文件操作（116）

7.4 波形文件操作（118）

习题（120）

第8章 LabVIEW的数据采集编程（121）

8.1 数据采集基础（121）

8.1.1 数据采集相关术语（121）

8.1.2 信号采集系统的基本构成（122）

8.1.3 针对不同信号的采集系统搭建（123）

8.2 模拟和数字I/O（125）

8.2.1 模拟I/O的术语及定义（125）

8.2.2 数字I/O的术语及定义（126）

8.2.3 使用DAQ助手（127）

8.3 高级数据采集（128）

8.3.1 DAQmx定时和DAQmx触发（128）

8.3.2 多通道采集（129）

8.3.3 连续数据采集（130）

习题（131）

第9章 测试信号处理及LabVIEW实现（132）

9.1 信号处理概述（132）

9.1.1 信号处理的任务（132）

9.1.2 信号处理的方法（133）

9.1.3 LabVIEW中的信号处理实现（133）

9.2 波形和信号生成（134）

9.2.1 波形和信号生成相关的VI（134）

9.2.2 波形与信号生成举例（135）

9.2.3 仿真信号的生成（137）

9.3 信号时域分析（139）

9.3.1 信号时域分析相关的函数（139）

9.3.2 波形测量举例（140）

9.3.3 信号运算举例（142）

9.4 信号频域分析（144）

9.4.1 信号的FFT分析（144）

9.4.2 数字滤波器（145）

9.5 信号变换（147）

9.5.1 信号变换相关的函数（147）

9.5.2 信号变换举例（148）

习题（148）

第10章 LabVIEW调用操作系统功能（149）

10.1 读/写系统注册表（149）

10.2 在LabVIEW中配置ODBC数据源（150）

10.3 调用动态链接库（DLL）（153）

10.3.1 LabVIEW动态链接库简介（154）

10.3.2 调用参数配置（154）

10.3.3 调用外部DLL（158）

10.3.4 调用Windows API（159）

10.4 ActiveX（160）

10.4.1 ActiveX自动化（160）

10.4.2 ActiveX容器（162）

10.5 执行系统命令（163）

习题（163）

第11章 通信（164）

11.1 串行通信（164）

11.2 网络通信（167）

11.2.1 TCP协议通信（168）

11.2.2 UDP协议通信（172）

11.3 DataSocket通信（174）

11.3.1 DataSocket技术（174）

11.3.2 DataSocket逻辑构成（174）

11.4 远程面板（176）

11.4.1 配置LabVIEW Web服务器（176）

11.4.2 在LabVIEW环境中操作远程面板（179）

习题（182）

第12章 LabVIEW中进行同步数据传递（183）

12.1 通知器操作（184）

12.1.1 通知器概念（185）

12.1.2 通知器函数（185）

12.1.3 通知器操作典型实例（187）

12.2 队列操作（188）

12.2.1 队列函数（189）

12.2.2 队列操作应用及实例（190）

12.2.3 生产者/消费者模式（193）

12.3 信号量操作（194）

12.3.1 信号量概念（194）

12.3.2 信号量函数（194）

12.3.3 信号量操作典型实例（195）

习题（196）

第13章 LabVIEW程序发布（197）

13.1 概述（197）

13.2 使用程序生成规范（199）

13.2.1 创建独立应用程序（EXE）（199）

13.2.2 创建Windows安装程序（202）

13.2.3 创建打包库发布（205）

13.2.4 创建Zip压缩文件（206）

习题（207）

参考文献（208）