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本書以LabVIEW 2024 Q3為基礎，從工程實用的角度出發，系統介紹虛擬儀器的相關技術與設計方法，共8章，內容包括虛擬儀器的總線接口技術、圖形化編程語言LabVIEW 2024 Q3、虛擬儀器數據采集、虛擬儀器信號分析與處理、虛擬儀器通信技術等。本書內容豐富，理論聯系實際，通過大量的編程實例，深入淺出地介紹虛擬儀器的設計技巧。為了使讀者快捷掌握LabVIEW的編程方法，本書提供重點實例的講解視頻，讀者可掃描二維碼進行學習。本書可作為高等院校“虛擬儀器”課程的教材。
目錄大綱
第1章 虛擬儀器概述 1
1.1 虛擬儀器的基本概念 1
1.2 虛擬儀器的組成 2
1.2.1 虛擬儀器的硬件結構 2
1.2.2 虛擬儀器的軟件結構 5
1.2.3 虛擬儀器系統 6
1.3 虛擬儀器的特點 6
1.4 虛擬儀器的應用 7
1.5 虛擬儀器技術發展趨勢 8
思考題和習題1 9
第2章 虛擬儀器總線接口技術 10
2.1 GPIB總線 10
2.1.1 GPIB總線的基本特性 10
2.1.2 GPIB器件及接口功能 11
2.1.3 GPIB總線結構 13
2.1.4 GPIB儀器系統 16
2.2 VXI總線 17
2.2.1 VXI總線的特點 17
2.2.2 VXI器件、模塊與主機箱 18
2.2.3 VXI總線組成及功能 21
2.2.4 VXI總線的通信協議 25
2.2.5 VXI總線系統資源 28
2.2.6 VXI儀器系統 29
2.3 PXI總線 30
2.3.1 PXI總線的特點 31
2.3.2 PXI總線規範 31
2.3.3 PXI儀器系統 38
2.4 LXI總線 41
2.4.1 LXI儀器的特點和優勢 41
2.4.2 LXI總線規範 42
2.4.3 LXI儀器系統 45
思考題和習題2 48
第3章 虛擬儀器軟件開發平臺LabVIEW 49
3.1 LabVIEW概述 49
3.1.1 LabVIEW的含義 49
3.1.2 LabVIEW的特點 49
3.1.3 LabVIEW的發展 50
3.1.4 LabVIEW的應用 51
3.1.5 LabVIEW的安裝和啟動 52
3.2 LabVIEW 2024 Q3的編程環境 53
3.2.1 LabVIEW程序的基本構成 53
3.2.2 LabVIEW 2024 Q3的操作選板 55
3.2.3 LabVIEW 2024 Q3的菜單和工具欄 60
3.2.4 LabVIEW 2024 Q3的數據類型 62
3.3 LabVIEW 2024 Q3的初步操作 63
3.3.1 創建和編輯VI 63
3.3.2 運行和調試VI 66
3.3.3 創建和調用子VI 68
3.3.4 VI創建舉例——虛擬溫度計 69
3.4 獲取LabVIEW幫助 72
3.4.1 顯示即時幫助 72
3.4.2 LabVIEW幫助 72
3.4.3 查找範例 72
3.4.4 網絡資源 73
思考題和習題3 73
第4章 虛擬儀器設計基礎 75
4.1 程序結構 75
4.1.1 循環結構 76
4.1.2 條件結構 79
4.1.3 順序結構 81
4.1.4 事件結構 83
4.1.5 公式節點 87
4.2 字符串、數組和簇 89
4.2.1 字符串 89
4.2.2 數組 92
4.2.3 簇 95
4.3 局部變量和全局變量 97
4.3.1 局部變量 98
4.3.2 全局變量 100
4.4 文件操作 101
4.4.1 LabVIEW支持的文件類型 101
4.4.2 LabVIEW文件I/O函數 102
4.4.3 文件操作 103
4.5 圖形顯示 107
4.5.1 波形圖和波形圖表 107
4.5.2 XY圖 110
4.5.3 強度圖和強度圖表 111
4.5.4 數字波形圖 112
4.5.5 三維圖形 113
4.5.6 混合信號圖 116
思考題和習題4 118
第5章 虛擬儀器數據采集 120
5.1 數據采集系統概述 120
5.1.1 數據采集系統的含義 120
5.1.2 數據采集系統的構成 121
5.1.3 數據采集的基本原理 123
5.1.4 數據采集系統的主要性能指標 125
5.2 數據采集卡的選用與配置 125
5.2.1 數據采集卡的類型及選用 126
5.2.2 典型數據采集卡介紹 127
5.2.3 數據采集卡的測試及配置 131
5.3 基於LabVIEW的數據采集過程 135
5.4 數據采集編程實例 136
5.4.1 NI-DAQmx簡介 136
5.4.2 DAQ助手的使用 137
5.4.3 DAQmx編程實例 139
思考題和習題5 147
第6章 虛擬儀器信號分析與處理 149
6.1 信號分析與處理概述 149
6.1.1 信號分析與處理的基本內容 149
6.1.2 LabVIEW中信號分析與處理實現 150
6.2 信號產生 151
6.2.1 數字信號的產生與數字化頻率的概念 151
6.2.2 信號生成 152
6.2.3 波形生成 155
6.3 信號的時域分析 159
6.3.1 周期信號的幅值特征分析 160
6.3.2 卷積運算 162
6.3.3 相關分析 163
6.4 信號的頻域分析 167
6.4.1 快速傅裏葉變換（FFT） 167
6.4.2 譜分析 171
6.5 數字濾波器 178
6.5.1 使用數字濾波器應註意的問題 179
6.5.2 LabVIEW中的數字濾波器 180
6.5.3 數字濾波器應用舉例 180
6.6 窗函數 183
6.6.1 LabVIEW中的窗函數 183
6.6.2 加窗處理舉例 184
6.7 曲線擬合 186
6.7.1 LabVIEW中的曲線擬合函數 187
6.7.2 曲線擬合應用舉例 187
思考題和習題6 191
第7章 虛擬儀器通信技術 193
7.1 串行通信 193
7.1.1 串行通信的基本概念 193
7.1.2 LabVIEW的串行通信函數 195
7.1.3 串行通信應用舉例 197
7.2 TCP通信 199
7.2.1 TCP簡介 200
7.2.2 LabVIEW的TCP函數 200
7.2.3 TCP通信舉例 201
7.2.4 TCP通信說明 203
7.3 UDP通信 203
7.3.1 UDP簡介 204
7.3.2 LabVIEW的UDP函數 204
7.3.3 UDP通信舉例 205
7.3.4 UDP通信說明 206
7.4 DataSocket通信 207
7.4.1 DataSocket技術 207
7.4.2 DataSocket配置 207
7.4.3 LabVIEW的DataSocket函數 208
7.4.4 DataSocket通信舉例 209
7.5 藍牙通信 211
7.5.1 藍牙技術概述 211
7.5.2 LabVIEW的藍牙函數 211
7.5.3 藍牙通信舉例 212
思考題和習題7 213
第8章 虛擬儀器設計實例 214
8.1 虛擬儀器的設計原則 214
8.1.1 總體設計原則 214
8.1.2 硬件設計的基本原則 214
8.1.3 軟件設計的基本原則 215
8.2 虛擬儀器的設計步驟 215
8.3 虛擬儀器軟面板設計技術 216
8.3.1 虛擬儀器軟面板的設計思想 217
8.3.2 虛擬儀器軟面板的設計原則 217
8.4 虛擬儀器設計實例 219
8.4.1 虛擬數字電壓表 219
8.4.2 虛擬示波器 224
8.4.3 基於聲卡的數據采集與分析系統 230
8.4.4 基於NI myDAQ的音頻信號處理系統 236
8.4.5 基於虛擬儀器的電能質量監測系統 241
8.5 虛擬儀器程序發布 253
8.5.1 創建獨立可執行程序 253
8.5.2 創建安裝程序 255
思考題和習題8 257
參考文獻 258
