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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VI22

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VI26

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1100

5.2.4 利用LabVIEW实现任务1103

5.2.5 利用LabWindows/CVI实现任务1107

5.2.6　利用Keil C51实现任务2110

5.2.7 利用LabVIEW实现任务2113

5.2.8 利用LabWindows/CVI实现任务2115

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DCS165

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DCS178

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VI223

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