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第1章 绪论 1

1.1 LabVIEW 2013概述 1

1.1.1 LabVIEW的发展历程 1

1.1.2 LabVIEW 2013的新特性 3

1.1.3 LabVIEW 2013编程环境简介 3

1.2 LabVIEW 2013的基本概念 9

1.2.1 虚拟仪器 9

1.2.2 LabVIEW 2013的基本术语 14

1.2.3 LabVIEW 2013的操作选板 17

1.2.4 LabVIEW的数据流编程思想 22

1.3 使用LabVIEW 2013在线帮助系统 23

1.3.1 显示即时帮助 23

1.3.2 LabVIEW帮助 23

1.3.3 LabVIEW编程范例 24

1.3.4 LabVIEW的网络资源 25

第2章 LabVIEW程序设计入门 26

2.1 创建第一个VI 26

2.1.1 创建VI 26

2.1.2 VI前面板的设计与编辑技术 28

2.2 程序运行、调试技术 36

2.2.1 运行VI 36

2.2.2 VI调试技术 36

2.3 子程序及图标 39

2.3.1 创建子程序 39

2.3.2 调用子程序 41

2.4 程序发布及部署 45

2.4.1 程序发布及部署概述 45

2.4.2 创建独立的可执行程序 50

2.4.3 创建安装程序 54

第3章 LabVIEW图形化编程基础 58

3.1 数据类型和数据运算 58

3.1.1 数据类型 58

3.1.2 数据运算 69

3.2 数据结构 79

3.2.1 数组 79

3.2.2 簇 87

3.2.3 波形数据 93

3.2.4 矩阵 97

3.2.5 局部变量与全局变量 99

3.3 程序结构 103

3.3.1 循环结构 103

3.3.2 条件结构 112

3.3.3 顺序结构 115

3.3.4 公式节点 118

3.3.5 属性节点 119

3.4 波形显示 121

3.4.1 波形图表控件 121

3.4.2 波形图控件 127

3.4.3 XY图控件 130

3.4.4 强度图表和强度图控件 131

3.5 文件I/O 132

3.5.1 文件I/O概述 132

3.5.2 文本文件的读写 134

3.5.3 电子表格文件的读／写 136

3.5.4 二进制文件的读写 138

3.5.5 数据记录文件的读写 139

3.5.6 波形文件的读写 141

第4章 数据采集基础 142

4.1 LabVIEW 2013数据采集 142

4.1.1 数据采集概述 142

4.1.2 基于LabVIEW 2013的数据采集 143

4.2 数据采集原理 144

4.2.1 采样过程 144

4.2.2 采样原理 145

4.3 信号类型及测量系统选择 148

4.3.1 信号类型 148

4.3.2 模拟信号的连接方式 149

4.4 信号调理 151

4.5 数据采集系统 155

4.5.1 数据采集系统的构成 155

4.5.2 数据采集系统的功能 159

4.5.3 数据采集系统的主要性能指标 160

4.6 数据采集设备 162

4.6.1 数据采集设备的功能 162

4.6.2 数据采集设备的驱动软件 164

第5章 NI-DAQmx 165

5.1 DAQmx概述 165

5.1.1 DAQmx的提出与发展 165

5.1.2 DAQmx的基本术语 166

5.1.3 DAQmx的基本特性 167

5.1.4 从传统DAQ到DAQmx的升级 168

5.2 DAQ助手编程 168

5.2.1 DAQ助手基本操作 168

5.2.2 DAQ助手编程实例 169

5.3 DAQmx API函数编程 173

5.3.1 DAQmx API函数概述 173

5.3.2 常见的DAQmx API函数及使用 173

5.4 DAQmx属性节点编程 193

5.4.1 DAQmx属性节点概述 193

5.4.2 常见的DAQmx属性节点及使用 194

5.5 DAQmx仿真设备 197

5.5.1 DAQmx仿真设备概述 197

5.5.2 创建DAQmx仿真设备 198

5.5.3 使用DAQmx仿真设备 200

第6章 NI-DAQmx扩展应用 201

6.1 特殊采样技术 201

6.1.1 同步采样技术 201

6.1.2 异步连续数据采集技术 202

6.1.3 数据采集中的同步控制技术 203

6.1.4 状态机结构 206

6.2 项目组织和管理 208

6.2.1 项目的创建及操作 209

6.2.2 项目库 211

6.3 数据采集中的DLL技术 212

6.3.1 DLL概述 212

6.3.2 调用DLL实现与第三方采集设备的数据交换 213

6.3.3 在文本编程语言中通过DLL实现与NI采集设备的数据交换 218

6.4 NI-DAQmx C API 225

6.4.1 NI-DAQmx C API简介 225

6.4.2 C＋＋中调用NI-DAQmx C API函数 226

6.4.3 Visual Basic 6.0中调用NI-DAQmx C API函数 232

第7章 信号分析与处理 234

7.1 信号处理概述 234

7.1.1 信号处理基础 234

7.1.2 信号处理VIs简介 235

7.2 波形测量VIs 236

7.3 滤波器VIs 243

7.4 信号运算VIs 246

7.5 变换VIs 250

7.6 谱分析VIs 253

第8章 仪器控制基础 257

8.1 仪器控制概述 257

8.1.1 仪器控制的含义 257

8.1.2 仪器控制软硬件 258

8.1.3 常见的仪器控制系统 259

8.2 常见仪器总线 261

8.2.1 独立总线 261

8.2.2 模块化总线 264

8.2.3 为仪器控制选择合适的总线 267

8.3 NI仪器控制的特点 270

8.3.1 虚拟仪器 270

8.3.2 NI仪器控制简介 272

8.3.3 NI仪器控制相关工具 274

第9章 仪器控制实践 277

9.1 常见仪器控制方式 277

9.1.1 直接I/O 277

9.1.2 仪器驱动 283

9.1.3 其他仪器控制方式 289

9.1.4 NI仪器驱动的特点 291

9.2 基于NI仪器驱动实现仪器控制 295

9.2.1 如何调用仪器驱动 295

9.2.2 如何修改仪器驱动 299

9.2.3 仪器控制实例 306

第10章 LabVIEW DAQ在高校电子线路实验中的应用 317

10.1 实验系统概述 317

10.2 实验系统的搭建 318

10.2.1 虚拟信号发生器的设计 318

10.2.2 虚拟示波器的设计 322

10.3 电子线路实验应用举例 329

10.3.1 RC微分电路 329

10.3.2 RC积分电路 330

10.3.3 RC低通滤波器 332

10.3.4 比例运算电路 333

第11章 LabVIEW DAQ在高校实验中的特殊应用 336

11.1 基于网络的远程数据采集 336

11.1.1 远程数据采集概述 336

11.1.2 利用TCP协议实现远程数据采集 337

11.1.3 利用DataSocket技术实现远程数据采集 339

11.1.4 利用共享变量实现远程数据采集 346

11.2 基于声卡的数据采集 348

11.2.1 声卡的基本常识 348

11.2.2 声卡相关的函数节点 349

11.2.3 声卡应用实例 352

第12章 基于CompactRIO的多通道超导磁力仪同步数据采集系统 355

12.1 系统概述 355

12.1.1 超导磁力仪概述 355

12.1.2 测试需求分析 357

12.2 CompactRIO及其数据采集组件CRIO WFM 358

12.2.1 CompactRIO系统的基本组成 358

12.2.2 CompactRIO编程相关设置 361

12.2.3 CRIO WFM组件及其特点 369

12.3 系统设计及其实现 377

12.3.1 系统总体设计 377

12.3.2 FPGA程序设计 381

12.3.3 RT程序设计 385

第13章 基于PXI数字化仪的软件无线电技术实现 394

13.1 概述 394

13.1.1 通信与调制解调 394

13.1.2 软件无线电技术 397

13.2 PXI数字化仪及NI Modulation组件 400

13.2.1 PXI数字化仪 400

13.2.2 NI Modulation工具包 403

13.3 系统设计及其实现 406

13.3.1 系统设计 407

13.3.2 系统实现 412

第14章 基于LabVIEW的数据采集与处理系统 420

14.1 系统概述 420

14.1.1 系统设计背景与意义 420

14.1.2 设计需求分析 423

14.2 常见LabVIEW程序设计模式 425

14.2.1 状态机 425

14.2.2 生产者与消费者 428

14.3 系统设计及其实现 430

14.3.1 数据采集子系统 430

14.3.2 数据处理子系统 443

第15章 基于STM32单片机和USB接口的数据采集与分析系统 453

15.1 USB协议概述 453

15.2 USB 2.0总线协议原理 454

15.2.1 USB 2.0总线拓扑结构 454

15.2.2 USB的电气特性 455

15.2.3 USB的插入检测和速度识别 456

15.2.4 USB总线的电源特性 456

15.2.5 USB设备的挂起状态 457

15.2.6 USB总线的软件模型 458

15.2.7 USB协议中的数据包结构 459

15.2.8 USB数据传输的传输类型 461

15.2.9 USB设备的枚举过程 466

15.2.10 USB设备的描述符定义 470

15.3 基于STM32单片机的USB编程 475

15.3.1 STM32单片机的USB功能模块介绍 475

15.3.2 基于STM32F103单片机USB模块的虚拟串口及温度采集程序编写 482

15.3.3 LabVIEW程序编写 483

第16章 基于STM32单片机和以太网接口的数据采集与分析系统 485

16.1 TCP/IP协议简介 485

16.2 LabVIEW中的TCP/IP编程 487

16.3 基于STM32单片机的以太网数据传输实现 490

16.3.1 嵌入式系统中以太网传输的实现方案选择 490

16.3.2 STM32温度采集程序的编写 492

16.3.3 嵌入式以太网协议栈uIP在STM32中的移植与实现 494

16.4 LabVIEW温度采集与显示程序的编写 511

第17章 LabVIEW DAQmx在工程实践中的应用 517

17.1 数据采集系统的开发流程 517

17.1.1 需求分析 517

17.1.2 硬件设计 518

17.1.3 软件设计 519

17.1.4 系统调试 520

17.2 需求分析——基于DAQmx的步进电机在线检测系统 520

17.2.1 LAMOST项目简介 520

17.2.2 LAMOST光纤定位控制系统 522

17.2.3 基于虚拟仪器的步进电机在线检测系统 524

17.3 硬件设计——检测系统的硬件组成 524

17.3.1 检测系统硬件的总体构成 525

17.3.2 步进电机的基本工作原理和驱动方式 526

17.3.3 信号调理电路分析 528

17.3.4 3个子系统的硬件组成 530

17.4 软件设计——检测系统的程序结构 533

17.4.1 检测系统程序的总体构成 533

17.4.2 3个子系统的程序结构 535

17.4.3 检测程序中主要的SubVI 544

附录A 本书实例索引 548

附录B 快捷操作 553

参考文献 554