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第1章 虚拟仪器概述1

1.1虚拟仪器的基本概念1

1.1.1虚拟仪器的定义1

1.1.2虚拟仪器的特点2

1.2虚拟仪器的形成和发展4

1.2.1虚拟仪器形成的背景4

1.2.2虚拟仪器的提出9

1.2.3虚拟仪器技术应用10

1.2.4虚拟仪器的发展与展望11

1.3虚拟仪器的系统结构12

1.3.1虚拟仪器的系统组成和基本功能12

1.3.2虚拟仪器的通用仪器硬件平台13

1.4虚拟仪器的软件系统17

1.4.1虚拟仪器的软件层次结构17

1.4.2虚拟仪器的软件开发环境18

第2章 虚拟仪器软件LabVIEW编程基础22

2.1 LabVIEW编程初步22

2.1.1 LabVIEW的基本VI介绍22

2.1.2 LabVIEW的基本开发环境23

2.1.3 LabVIEW的模板27

2.1.4 LabVIEW的数据类型32

2.1.5控件的属性设定33

2.1.6创建VI程序38

2.1.7 LabVIEW的项目管理器42

2.1.8使用LabVIEW的帮助45

2.2 LabVIEW的程序结构47

2.2.1 For循环47

2.2.2 While循环50

2.2.3条件结构51

2.2.4顺序结构53

2.2.5事件结构55

2.2.6公式节点58

2.2.7 VI子程序59

2.2.8局部变量和全局变量63

2.3数组、簇和字符串65

2.3.1数组65

2.3.2簇76

2.3.3字符串79

2.4图形化数据显示85

2.4.1图形控件模板85

2.4.2波形图表85

2.4.3波形图89

2.4.4 XY图92

2.5文件操作93

2.5.1基本概念93

2.5.2文件I/O函数95

2.5.3文本文件的读写98

2.5.4电子表格文件的读写100

2.5.5二进制文件的写入和读取102

第3章 LabVIEW扩展编程107

3.1人机界面交互设计107

3.1.1对话框107

3.1.2菜单109

3.1.3容器控件112

3.1.4自定义控件119

3.2属性节点及调用节点的应用130

3.2.1属性节点、调用节点概述130

3.2.2控件的属性节点及调用节点131

3.2.3 VI的属性节点及调用节点133

3.2.4综合示例135

3.3与外部程序的接口技术139

3.3.1 DLL技术139

3.3.2 ActiveX技术144

3.4多语言的实现技术151

3.4.1多语言实现概述151

3.4.2基于INI文件的方法152

3.4.3基于DLL文件的方法155

3.5程序安装包的制作技术159

3.5.1程序安装包制作概述159

3.5.2生成应用程序161

3.5.3基于LabVIEW平台的安装包制作165

第4章 虚拟仪器数据采集技术171

4.1数据采集（DAQ）及数据采集系统（DAS）172

4.1.1数据采集的基本概念172

4.1.2数据采集系统基本组成172

4.1.3数据采集系统的主要性能指标174

4.2信号获取与信号调理技术175

4.2.1信号获取方法和途径175

4.2.2采集信号调理的主要功能176

4.2.3模拟开关176

4.2.4测量放大电路177

4.2.5模拟量（激励信号）输出178

4.3采样保持与A/D转换技术180

4.3.1采样保持器180

4.3.2 A/D转换器的分类和指标182

4.3.3高速A/D转换器的原理185

4.4多通道的组建方案189

4.4.1不带采样/保持器的A/D转换通道189

4.4.2带采样/保持器的A/D转换通道190

4.5多功能数据采集卡193

4.6数据采集DAQ软件概述195

4.6.1数据采集软件的组成195

4.6.2 LabVIEW DAQ数据采集软件197

4.7 NI MAX硬件资源管理软件198

4.7.1 NI MAX概述198

4.7.2创建资源199

4.7.3测试面板200

4.7.4创建任务200

4.8 DAQmx中的DAQ函数202

4.8.1创建虚拟通道函数202

4.8.2定时和触发函数203

4.8.3读取和写入函数204

4.8.4基础任务处理函数205

4.8.5属性节点206

4.9 DAQ编程实例207

4.9.1模拟电压输入207

4.9.2模拟电压输出208

4.9.3数字I/O209

4.9.4计数器210

4.10 DAQ助手及任务引用211

4.10.1使用DAQ助手创建任务211

4.10.2任务引用214

第5章 虚拟仪器的测试信号分析与处理技术217

5.1测试信号分析处理的概述217

5.1.1测试信号的基本类型217

5.1.2测试信号的描述218

5.1.3虚拟仪器测试信号分析处理程序的基本内容222

5.1.4 LabVIEW中的测试信号分析处理函数库简介223

5.2测试信号产生226

5.2.1测试信号产生途径和波形数据表示226

5.2.2仿真信号产生函数概述228

5.2.3产生常规波形仿真信号230

5.2.4多谐信号附加噪声的波形发生器233

5.2.5公式波形函数产生仿真信号234

5.2.6产生任意波形的仿真信号236

5.3信号波形的时域测量和处理238

5.3.1信号的幅值特征值238

5.3.2信号的时间特征值241

5.3.3信号的相位特征值243

5.3.4信号运算及LabVIEW实现244

5.3.5波形修整、越限监测和波形操作246

5.4信号频谱分析技术及其软件实现249

5.4.1离散傅里叶变换250

5.4.2在LabVIEW中的频谱分析VI252

5.4.3功率谱分析及其VI257

5.4.4谐波分析及其LabV IE W实现258

5.5数字滤波器在虚拟仪器中的应用及其软件实现261

5.5.1使用数字滤波器的几个问题261

5.5.2在LabVIEW中应用滤波器262

5.6测试信号的相关分析和卷积运算267

5.6.1测试信号的相关分析267

5.6.2卷积积分268

5.6.3在LabVIEW中进行相关分析和卷积运算269

5.7常用的LabVIEW中的数学分析函数271

5.7.1概述271

5.7.2初等与特殊函数272

5.7.3微积分与微分方程273

5.7.4线性代数275

5.7.5概率与统计函数277

5.7.6拟合与插值281

第6章 虚拟仪器系统集成总线与网络通信技术288

6.1系统集成总线技术288

6.1.1总线的定义和分类288

6.1.2总线标准与标准总线291

6.1.3测控总线292

6.2网络测试系统概述296

6.2.1引言296

6.2.2测试系统的分布式体系结构296

6.2.3网络体系结构及网络协议297

6.2.4网络测试系统的组网模式302

6.2.5网络型测试系统的实现技术303

6.3 TCP网络通信技术303

6.3.1 IP地址及端口号303

6.3.2 TCP通信基础304

6.3.3 TCP节点函数304

6.3.4 TCP通信实例306

6.3.5 TCP通信说明310

6.4 UDP网络通信技术310

6.4.1 UDP通信基础310

6.4.2 UDP节点函数311

6.4.3 UDP通信实例312

6.4.4 UDP通信说明314

6.5 DataSocket通信技术314

6.5.1 DataSocket基础314

6.5.2 DataSocket服务器315

6.5.3 DataSocket节点函数317

6.5.4 DataSocket通信实例318

6.6远程面板通信技术321

6.6.1远程面板通信基础321

6.6.2 LabVIEW Web服务器的配置321

6.6.3通过LabVIEW Run-Time引擎连接远程VI面板321

6.6.4通过网页连接远程VI面板323

6.7共享变量网络通信技术326

6.7.1共享变量通信基础326

6.7.2共享变量的创建及使用方法327

6.7.3通过DataSocket函数访问共享变量的方法330

第7章 虚拟仪器设计实例333

7.1虚拟仪器硬件设计概述333

7.1.1虚拟仪器通用硬件平台的组成333

7.1.2虚拟仪器通用测试平台的应用334

7.2高速多功能DAQ主板334

7.2.1高速数据采集的关键技术334

7.2.2多功能DAQ硬件平台的方案设计335

7.2.3 DAQ主板的主要指标336

7.3模拟输入信号的调理336

7.3.1模拟输入通道的组成和量程设计336

7.3.2前级调理电路的设计338

7.3.3后级驱动放大器的设计340

7.4高速采集及存储系统设计341

7.4.1采集和存储系统方案设计341

7.4.2采集系统核心器件——AD9288342

7.4.3 ADC设计的几点考虑343

7.4.4采集存储器的读写控制345

7.5时序控制逻辑设计345

7.5.1关于采集速率的设计345

7.5.2触发电路的设计346

7.5.3基于FPGA的时序逻辑控制电路设计349

7.6 DDS信号源的设计351

7.6.1 DDS信号源概述351

7.6.2 DDS信号发生模块的原理和设计352

7.7模拟输出信号的调理技术360

7.7.1模拟输出通道的组成框图360

7.7.2输出频率361

7.7.3输出幅度调节362

7.7.4直流偏置的调节363

7.7.5放大器选择364

7.8低速采集通道的硬件设计364

7.8.1低速采集通道组成364

7.8.2程控增益放大器的设计365

7.9虚拟仪器的软件设计概述368

7.9.1虚拟仪器的设计方法与实现步骤368

7.9.2虚拟仪器的软件设计原则369

7.9.3虚拟仪器软面板的设计369

7.9.4测试功能软件370

7.10数字存储示波器的软件设计371

7.10.1功能和要求371

7.10.2前面板设计371

7.10.3框图程序设计375

7.11频率特性测试仪的软件设计376

7.11.1频率特性测试仪原理376

7.11.2频率特性测试仪前面板376

7.11.3框图程序设计377

7.12虚拟直流电压表的设计379

7.12.1设计要求和原理379

7.12.2前面板设计381

7.12.3框图程序设计382

7.13虚拟电子秤设计实验383

7.13.1设计要求和工作原理383

7.13.2前面板设计385

7.13.3程序框图的设计386

7.14温度检测与控制设计386

7.14.1温度检测和控制的原理387

7.14.2前面板的设计388

7.14.3程序框图的设计388

参考文献391