測控技術與以工業(yè)互聯(lián)和工業(yè)智能為核心的智能制造技術密切相關。虛擬儀器既涉及測量應用領域，也涉及工業(yè)測控領域。LabVIEW實際上已成為工業(yè)標準化測控圖形開發(fā)平臺。本書在側重闡述LabVIEW圖形化編程基礎知識的同時，還講述了與工業(yè)測控相關的專業(yè)主題知識。本書分為基礎篇和高級應用篇。基礎篇涉及LabVIEW圖形化編程的基礎知識，包括虛擬儀器與LabVIEW入門、數(shù)據(jù)類型與操作、程序控制要素、輸入與輸出、程序調試技術與界面設計、程序設計模式，以及綜合設計案例。高級應用篇涉及Arduino與LabVIEW嵌入式編程、Modbus通信和DSC、LabVIEW機器視覺、LabVIEW FPGA編程基礎4大測控主題知識。各章均配有示例，且大部分章節(jié)配有編程短視頻，便于讀者自主學習。
本書適合高等學校機電、自動化、測控類等相關專業(yè)的學生使用，也適合有LabVIEW入門與提高學習需求的各類工程技術人員使用。
以工業(yè)互聯(lián)與工業(yè)智能為核心的智能制造技術，其核心的應用技術之一是測控技術，因此有必要編寫與基于工業(yè)互聯(lián)的測控技術和系統(tǒng)實現(xiàn)相關的專業(yè)教材。虛擬儀器技術雖然早針對的是測量應用，但目前已擴展到工業(yè)測控領域。LabVIEW是美國國家儀器(NI)公司于1983年研發(fā)出來的圖形化開發(fā)系統(tǒng)，已成為事實上的工業(yè)標準化測控圖形開發(fā)平臺。其功能除了傳統(tǒng)的測量與測試應用外，還擴展到機器視覺、嵌入式系統(tǒng)、FPGA等與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術相關的領域。
本書分為基礎篇和高級應用篇�；A篇用于課堂教學，使得學生可以通過上機與課堂教學基本掌握相關的圖形化測控編程知識；高級應用篇用于實踐，作為與測控關聯(lián)的擴展內容，是學生課外或課程學習后的自主學習擴展內容，這部分內容可以培養(yǎng)學生的測控系統(tǒng)圖形編程的實際應用能力。本書還配有小視頻，能更好地協(xié)助學生自主學習相關知識。因此，本書的特色在于有利于課堂學習、上機學習與自主學習等多維跨時空學習。
基礎篇適用于對具備高級語言基本編程能力的學生的課堂教學。該部分包括虛擬儀器與LabVIEW入門、數(shù)據(jù)類型與操作、程序控制要素、輸入與輸出、程序調試技術與界面設計、程序設計模式，以及綜合設計案例。高級應用篇在示例與必要數(shù)字資源的支持下，適用于欲提高應用能力的學生的自主學習。該部分包括Arduino與LabVIEW嵌入式編程、Modbus通信和DSC、LabVIEW機器視覺、LabVIEW FPGA編程基礎4大測控主題。這樣的安排能更好地體現(xiàn)新工科建設對教材的要求。
本書由陳忠、李海、吳淇森編寫，陳忠擔任主編并審閱全書。陳忠負責第1~7章、第10章以及附錄A的編寫；李海負責第8章的編寫；吳淇森負責第9、11章以及附錄B的編寫。
限于編者水平，書中難免存在不足之處，敬請讀者批評指正。
編者
前言
二維碼清單
基礎篇
第1章虛擬儀器與LabVIEW入門31.1虛擬儀器相關的概念與發(fā)展3
1.1.1虛擬儀器的起源與定義3
1.1.2圖形化編程與LabVIEW6
1.2LabVIEW界面8
1.2.1菜單9
1.2.2工具欄10
1.2.3控件選板與函數(shù)選板10
1.2.4接口與圖標11
1.2.5工具選板12
1.3項目管理與快速設計示例13
1.3.1LabVIEW項目創(chuàng)建13
1.3.2項目瀏覽器與項目管理13
1.3.3VI文件創(chuàng)建14
1.3.4項目設計示例16
本章小結17
上機練習17
思考與編程習題17
參考文獻17
第2章數(shù)據(jù)類型與操作182.1基本數(shù)據(jù)類型及其操作18
2.1.1數(shù)值型18
2.1.2布爾型21
2.1.3下拉列表與枚舉型22
2.1.4時間與變體類型23
2.2數(shù)組及其操作24
2.2.1數(shù)組創(chuàng)建與基本算術運算24
2.2.2數(shù)組比較25
2.2.3數(shù)組大小、索引與子集提取26
2.2.4數(shù)組初始化、插入、刪除、合并與重整26
2.3簇及其操作28
2.3.1簇的創(chuàng)建28
2.3.2簇的捆綁與解除捆綁28
2.3.3簇數(shù)組與簇/數(shù)組轉換29
2.4字符串及其操作29
2.4.1字符串的顯示30
2.4.2字符串的操作30
2.5波形及其操作32
2.5.1波形數(shù)據(jù)類型32
2.5.2波形數(shù)據(jù)操作32
本章小結33
上機練習33
思考與編程習題33
參考文獻34
第3章程序控制要素結構、功能節(jié)點、變量與子程序353.1LabVIEW控制結構35
3.1.1順序結構35
3.1.2For循環(huán)37
3.1.3While循環(huán)40
3.1.4定時結構41
3.1.5條件結構42
3.1.6事件結構45
3.2功能節(jié)點47
3.2.1公式節(jié)點47
3.2.2反饋節(jié)點48
3.2.3使能結構49
3.3變量50
3.3.1局部變量50
3.3.2全局變量51
3.3.3共享變量52
3.4子程序 52
本章小結54
上機練習54
思考與編程習題54
參考文獻54
第4章輸入與輸出文件、圖形/圖表與信號采集554.1文件55
4.1.1文件類型與操作的基本要素55
4.1.2文本文件與二進制文件的基本操作57
4.1.3讀寫電子表格文件60
4.1.4數(shù)據(jù)記錄文件操作61
4.1.5讀寫XML文件62
4.2圖形與圖表64
4.2.1波形圖表64
4.2.2波形圖67
4.2.3XY圖70
4.2.4強度圖表與強度圖71
4.2.5數(shù)字波形圖73
4.3信號采集74
4.3.1數(shù)據(jù)采樣基本原理74
4.3.2數(shù)據(jù)采集操作75
4.3.3基于聲卡與虛擬數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)采集79
4.4綜合實例81
本章小結84
上機練習84
思考與編程習題84
參考文獻85
第5章程序調試技術與界面設計865.1調試技術86
5.1.1集成調試環(huán)境與錯誤列表86
5.1.2高亮執(zhí)行87
5.1.3斷點88
5.1.4探針88
5.1.5其他調試方法92
5.1.6代碼常見錯誤92
5.2界面設計94
5.2.1界面設計概念94
5.2.2自定義控件/數(shù)據(jù)96
5.2.3菜單100
5.2.4顏色與對象排列102
5.2.5選項卡、子面板與分隔欄104
5.2.6光標工具108
5.2.7界面設計案例108
本章小結109
上機練習110
思考與編程習題110
參考文獻110
第6章程序設計模式1116.1程序的錯誤處理111
6.1.1不可預期錯誤111
6.1.2可預期錯誤112
6.1.3自定義錯誤113
6.1.4錯誤信息處理113
6.2常用程序設計模式115
6.2.1狀態(tài)機概念與標準狀態(tài)機115
6.2.2狀態(tài)機設計模式117
6.2.3狀態(tài)機工具121
6.2.4LabVIEW基本設計模式124
6.2.5隊列消息處理器模式126
6.3案例與設計模式處理127
本章小結129
上機練習129
思考與編程習題129
參考文獻130
第7章綜合設計案例1317.1三洋伺服指令的串行通信131
7.1.1串行通信與操作方法131
7.1.2三洋直流4軸伺服驅動系統(tǒng)132
7.1.3三洋伺服指令串行通信格式133
7.1.4串行指令VI135
7.2基于狀態(tài)機編程的洗車系統(tǒng)139
7.2.1洗車系統(tǒng)功能與狀態(tài)機描述139
7.2.2基于狀態(tài)機的洗車系統(tǒng)實現(xiàn)141
本章小結145
上機練習145
思考與編程習題145
參考文獻145
高級應用篇
第8章Arduino與LabVIEW嵌入式編程1498.1Arduino基礎與開發(fā)平臺149
8.1.1Arduino基礎149
8.1.2Arduino開發(fā)平臺150
8.2Arduino與LabVIEW的通信與連接153
8.2.1基于工具包的快速通信與連接153
8.2.2基于VISA的串口通信與連接159
8.3Arduino與LabVIEW通信實例160
8.3.1基于LIAT的RGB彩色LED控制160
8.3.2基于LINX的舵機控制162
8.3.3基于VISA的無源蜂鳴器控制163
本章小結165
上機練習165
思考與編程習題166
參考文獻166
第9章Modbus通信和DSC1679.1基于串口與TCP/IP的Modbus通信167
9.1.1串口通信167
9.1.2TCP/IP通信168
9.1.3Modbus通信169
9.2LabVIEW DSC模塊170
9.2.1開放平臺通信170
9.2.2LabVIEW DSC模塊VI與功能簡介171
9.2.3NI OPC服務器和共享變量綁定172
9.3LabVIEW實現(xiàn)Modbus通信174
9.3.1LabVIEW Modbus庫174
9.3.2Modbus仿真環(huán)境的搭建174
9.3.3Modbus通信編程實現(xiàn)177
9.3.4使用信號量避免資源沖突182
9.3.5多寄存器實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)類型傳輸183
本章小結184
上機練習184
思考與編程習題184
參考文獻185
第10章LabVIEW機器視覺18610.1機器視覺基礎186
10.1.1數(shù)字圖像186
10.1.2機器視覺系統(tǒng)的組成186
10.2LabVIEW圖像處理與視覺模塊190
10.2.1圖像采集190
10.2.2圖像處理192
10.2.3機器視覺模塊194
10.3LabVIEW視覺綜合應用197
10.3.1LabVIEW視覺測量197
10.3.2LabVIEW立體視覺198
本章小結204
上機練習204
思考與編程習題204
參考文獻2
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