虚拟仪器设计测控应用典型实例PDF电子书下载

第1章 虚拟仪器设计概述 1

1.1　虚拟仪器简介 1

1.1.1　虚拟仪器的产生 1

1.1.2　虚拟仪器的概念 2

1.1.3　虚拟仪器的特点 3

1.1.4　虚拟仪器的应用 4

1.2　虚拟仪器的结构 5

1.2.1　虚拟仪器的基本结构 5

1.2.2　虚拟仪器的构成方式 6

1.2.3 构建虚拟仪器的步骤 9

1.3　虚拟仪器的软件 10

1.3.1 虚拟仪器的软件结构 10

1.3.2　虚拟仪器的开发平台 11

1.4　虚拟仪器的设计原则和方法 12

1.4.1　虚拟仪器的设计原则 12

1.4.2　虚拟仪器的设计方法 14

1.5　虚拟仪器实验教学 15

1.5.1　将虚拟仪器系统引入实验教学 15

1.5.2　基于虚拟仪器的虚拟实验的实施 16

第2章 LabVIEW程序设计基础 18

2.1 LabVIEW编程语言概述 18

2.1.1　LabVIEW的特点 18

2.1.2　G语言与虚拟仪器 19

2.1.3　LabVIEW的应用 20

2.1.4　LabVIEW的程序设计方法 20

2.2 LabVIEW的基本概念 22

2.2.1 VI与子VI 22

2.2.2　前面板 23

2.2.3　框图程序 23

2.2.4　数据流驱动 25

2.3 LabVIEW程序设计步骤 26

2.3.1 建立新VI 26

2.3.2　前面板设计 26

2.3.3　框图程序设计——添加节点 27

2.3.4　框图程序设计——连线 28

2.3.5　运行程序 29

2.3.6　程序的保存与载入 29

2.4　VI的调试方法 30

第3章 LabWindows/CVI程序设计基础 36

3.1 LabWindows/CVI编程语言概述 36

3.1.1 LabWindows/CVI的特点 36

3.1.2 LabWindows/CVI的工作空间 37

3.1.3 LabWindows/CVI的文件类型 38

3.1.4 LabWindows/CVI中的对象编程概念 38

3.2 LabWindows/CVI的控件 39

3.2.1 控件概述 39

3.2.2　基本控件的属性含义及设置 40

3.2.3 高级控件 49

3.3 LabWindows/CVI程序设计步骤 54

3.3.1 建立工程文件 54

3.3.2　创建用户界面文件 55

3.3.3 生成源代码文件 58

3.3.4　运行和调试程序 67

3.3.5　生成可执行文件和发布文件 69

第4章 虚拟仪器设计串口通信基础 71

4.1 串口通信与RS-232C接口标准 71

4.1.1 串口通信的基本概念 71

4.1.2　RS-232C串口通信标准 74

4.1.3　RS-485串口通信标准 77

4.1.4 串口通信线路连接 78

4.1.5　个人计算机中的串口 80

4.1.6 串口通信调试 81

4.1.7　虚拟串口的使用 82

4.2 LabVIEW与串口通信 84

4.2.1 LabVIEW中的串口通信功能模块 84

4.2.2　LabVIEW串口通信步骤 86

4.3 LabWindows/CVI串口通信函数 86

4.3.1 串口打开／关闭函数 86

4.3.2 串口输入／输出函数 87

4.3.3 串口控制函数 88

4.3.4 串口状态查询函数 89

4.3.5 串口事件处理函数 89

4.3.6　调制解调文件传输函数 90

第5章　基于串口通信的虚拟仪器设计 91

5.1 PC与PC串口通信 91

5.1.1 硬件线路 91

5.1.2　设计任务 92

5.1.3 利用LabVIEW实现 92

5.1.4 利用LabWindows/CVI实现 95

5.2　PC与单片机串口通信 99

5.2.1 硬件线路 99

5.2.2　设计任务 100

5.2.3 利用Keil C51实现任务1 100

5.2.4 利用LabVIEW实现任务1 103

5.2.5 利用LabWindows/CVI实现任务1 107

5.2.6　利用Keil C51实现任务2 110

5.2.7 利用LabVIEW实现任务2 113

5.2.8 利用LabWindows/CVI实现任务2 115

5.3 PC与智能仪器串口通信 121

5.3.1 硬件线路 121

5.3.2　设计任务 125

5.3.3 利用LabVIEW实现 125

5.3.4 利用LabWindows/CVI实现 130

5.4 PC与PLC串口通信 135

5.4.1　硬件线路 136

5.4.2　设计任务 137

5.4.3 S7-200 PLC（下位机）程序 137

5.4.4 S7-200 PLC（上位机）LabVIEW程序 140

5.4.5 S7-200 PLC（上位机）LabWindows/CVI程序 141

5.4.6　三菱FX2N PLC（下位机）程序 145

5.4.7 三菱FX2N PLC（上位机）LabWindows/CVI程序 146

5.5 PC与GSM短消息模块串口通信 157

5.5.1 硬件线路 157

5.5.2　设计任务 157

5.5.3 利用LabVIEW实现 158

5.5.4 利用LabWindows/CVI实现 159

5.6　PC与智能仪器构成DCS 165

5.6.1　硬件线路 165

5.6.2　设计任务 167

5.6.3 利用LabVIEW实现 167

5.6.4 利用LabWindows/CVI实现 173

5.7 PC与远程I/O模块构成DCS 178

5.7.1　硬件线路 178

5.7.2　设计任务 182

5.7.3　利用LabVIEW实现 182

5.7.4　利用LabWindows/CVI实现 187

第6章　虚拟仪器数据采集系统设计基础 193

6.1　数据采集系统概述 193

6.1.1　数据采集系统的含义 193

6.1.2　数据采集系统的功能 194

6.1.3　数据采集系统的硬件 194

6.1.4　数据采集系统的软件 196

6.1.5　数据采集系统的输入与输出信号 197

6.2 基于PC的DAQ系统组成 199

6.2.1　硬件子系统 200

6.2.2　软件子系统 201

6.2.3　DAQ仪器的特点 202

6.3　数据采集卡 202

6.3.1　数据采集卡的产生 203

6.3.2　数据采集卡的组成 203

6.3.3　数据采集卡的功能 204

6.3.4　数据采集卡的类型 205

6.3.5　数据采集卡的性能指标 206

6.3.6　数据采集卡的选择 208

6.4　典型数据采集卡的安装与测试 209

6.4.1　NI PCI-6023E数据采集卡 209

6.4.2　研华PCI-1710HG数据采集卡 215

6.5 LabVIEW与数据采集 222

6.5.1 基于LabVIEW的数据采集系统 222

6.5.2　用于数据采集的VI 223

6.5.3　DAQmx节点及其编程 224

6.5.4　DAQ Assistant的使用 231

6.6　LabWindows/CVI数据采集函数库的使用 232

6.6.1　Traditional NI-DAQ函数库 232

6.6.2　Easy I/O for DAQ函数库 237

6.6.3　数据采集卡的端口操作函数 239

第7章　基于NI数据采集卡的虚拟仪器设计 240

7.1 模拟量输入（AI） 240

7.1.1　硬件线路 240

7.1.2　设计任务 240

7.1.3 利用LabVIEW实现 240

7.1.4　利用LabWindows/CVI实现 245

7.2 开关量输入（DI） 256

7.2.1 硬件线路 256

7.2.2　设计任务 257

7.2.3 利用LabVIEW实现 257

7.2.4　利用LabWindows/CVI实现 262

7.3 开关量输出（DO） 264

7.3.1 硬件线路 264

7.3.2　设计任务 265

7.3.3 利用LabVIEW实现 265

7.3.4 利用LabWindows/CVI实现 270

7.4　温度测量与报警控制 272

7.4.1 硬件线路 272

7.4.2　设计任务 273

7.4.3 利用LabVIEW实现 273

7.4.4 利用LabWindows/CVI实现 278

第8章　基于研华数据采集卡的虚拟仪器设计 283

8.1 模拟量输入（AI） 283

8.1.1 硬件线路 283

8.1.2　设计任务 283

8.1.3 利用LabVIEW实现 283

8.1.4 利用LabWindows/CVI实现 289

8.2 模拟量输出（AO） 297

8.2.1 硬件线路 297

8.2.2　设计任务 297

8.2.3 利用LabVIEW实现 297

8.2.4 利用LabWindows/CVI实现 301

8.3 开关量输入（DI） 308

8.3.1 硬件线路 308

8.3.2　设计任务 308

8.3.3 利用LabVIEW实现 309

8.3.4 利用LabWindows/CVI实现 312

8.4 开关量输出（DO） 318

8.4.1 硬件线路 318

8.4.2　设计任务 319

8.4.3 利用LabVIEW实现 319

8.4.4 利用LabWindows/CVI实现 322

8.5　温度测量与报警控制 328

8.5.1 硬件线路 328

8.5.2　设计任务 329

8.5.3 利用LabVIEW实现 329

8.5.4 利用LabWindows/CVI实现 336

第9章 虚拟仪器设计实验室应用 346

9.1　基于声卡的数据采集 346

9.1.1 声卡的基本常识 346

9.1.2　利用LabVIEW实现虚拟示波器 350

9.1.3 利用LabWindows/CVI实现虚拟示波器 357

9.2　虚拟仪器的网络与通信 363

9.2.1 网络化测控仪器概述 363

9.2.2　TCP/IP协议 366

9.2.3　DataSocket技术 375

9.2.4　在LabVIEW中利用TCP/IP协议实现网络通信 379

9.2.5 在LabWindows/CVI中利用TCP/IP协议实现网络通信 381

9.2.6 在LabVIEW中利用DataSocket技术实现网络通信 388

参考文献 392