Lab VIEW 7实用教程（附CD-ROM光盘一张）——国外电子通隹教材 (2008 年度畅销榜NO.4098 )

成千上万的工程师、科学家和技术人员使用LabVIEW来创建应用程序需要的解决方案。LabVIEW是一个革命性的图形编程开发环境，它以G编程语言为基础，用于进行数据采集、控制、数据分析和数据表示。\r\n 本书以LabVIEW为对象，循序渐进地讲述了虚拟仪器设计的主要思想、图形化编程语言的原理、方法和应用技术。全书共分12章，介绍了LabVIEW的基础知识、虚拟仪器的组成、编辑和调试虚拟仪器、重用代码的重要性、如何创建VI图标/连接器。也讲述了结构、数组和簇、图表和图形、数据采集、字符串和文件I/O、仪器控制、分析等。书后附有LabVIEW学习版光盘，便于读者学习使用。\r\n 本书可作为大、中专院校通信、测控等相关专业的教材或教学参考书，也可作为有关工程技术人员设计开发仪器或自动测试系统的技术参考书。

第1章 LabVIEW入门\r\n 1.1 系统配置要求\r\n 1.2 安装LabVIEW学习版\r\n 1.3 LabVIEW环境\r\n 1.4 启动画面\r\n 1.5 前面板和框图窗口\r\n 1.6 快捷菜单\r\n 1.7 下拉菜单\r\n 1.8 选项板\r\n 1.9 打开、装载和保存VI\r\n 1.10 LabVIEW帮助选项\r\n 1.11 搭积木：轨迹分析\r\n 1.12 课后阅读：用LabVIEW实现遥控挖掘\r\n 1.13 小结\r\n 关键术语\r\n 练习\r\n 习题\r\n第2章 虚拟仪器\r\n 2.1 什么是虚拟仪器\r\n 2.2 几个工作示例\r\n 2.3 前面板\r\n 2.4 框图\r\n 2.5 创建第一个VI\r\n 2.6 数据流编程\r\n 2.7 使用Express VI构建VI\r\n 2.8 搭积木：位移、速度和加速度\r\n 2.9 课后阅读：LabVIEW自动化脑电图实验\r\n 2.10 小结\r\n 关键术语\r\n 练习\r\n 习题\r\n第3章 编辑和调试虚拟仪器\r\n 3.1 编辑技术\r\n 3.2 调试技术\r\n 3.3 快捷键\r\n 3.4 搭积木：测量容量\r\n 3.5 课后阅读：LabVIEW协助下一代微处理器的制造过程\r\n 3.6 小结 \r\n 关键术语\r\n 练习\r\n 习题\r\n第4章 子VI\r\n 4.1 什么是子VI\r\n 4.2 基本知识回顾\r\n 4.3 编辑图标和连接器\r\n 4.4 帮助窗口\r\n 4.5 将VI用做子VI\r\n 4.6 从选定内容创建子VI\r\n 4.7 保存子VI\r\n 4.8 层次窗口\r\n 4.9 搭积木：测量容量\r\n 4.10 课后阅读：LabVIEW Real-Time在生物圈中的应用\r\n 4.11 小结\r\n 关键术语\r\n 练习\r\n 习题\r\n第5章 结构\r\n 5.1 For循环\r\n 5.2 While循环\r\n 5.3 移位寄存器和反馈节点\r\n 5.4 Case结构\r\n 5.5 单层和叠层顺序结构\r\n 5.6 公式节点\r\n 5.7 MATLAB脚本节点\r\n 5.8 结构连线中的一些常见问题\r\n 5.9 搭积木：测量容量\r\n 5.10 课后阅读：使用LabVIEW研究全球变暖现象\r\n 5.11 小结\r\n 关键术语\r\n 练习\r\n 习题\r\n第6章 数组和簇\r\n 6.1 数组\r\n 6.2 用循环创建数组\r\n 6.3 数组函数\r\n 6.4 多态性\r\n 6.5 簇\r\n 6.6 创建簇控件和指示器\r\n 6.7 簇函数\r\n 6.8 搭积木：测量容量\r\n 6.9 课后阅读：LabVIEW监控中世纪钟楼\r\n 6.10 小结\r\n 关键术语\r\n 练习\r\n 习题\r\n第7章 图表和图形\r\n 7.1 波形图表\r\n 7.2 波形图\r\n 7.3 坐标图\r\n 7.4 定制图表和图形\r\n 7.5 搭积木：测量容量\r\n 7.6 课后阅读：通过Web确定宇宙飞船的位置\r\n 7.7 小结\r\n 关键术语\r\n 练习\r\n 习题\r\n第8章 数据采集\r\n 8.1 DAQ系统的构成\r\n 8.2 信号类型\r\n 8.3 常见的转换器和信号调节\r\n 8.4 信号接地与测量\r\n 8.5 模拟I/O\r\n 8.6 DAQ VI的组织结构\r\n 8.7 DAQ硬件配置\r\n 8.8 使用 DAQ Assistant\r\n 8.9 模拟输入\r\n 8.10 模拟输出\r\n 8.11 数字I/O\r\n 8.12 搭积木：使用数字输出监控容量限制\r\n 8.13 课后阅读：燃料电池催化剂研究\r\n 8.14 小结\r\n 关键术语\r\n 练习\r\n 习题\r\n第9章 字符串和文件I/O\r\n 9.1 字符串\r\n 9.2 文件I/O\r\n 9.3 搭积木：测量容量\r\n 9.4 课后阅读：在线控驱动测试中使用LabVIEW\r\n 9.5 小结\r\n 关键术语\r\n 练习\r\n 习题\r\n第10章 仪器控制\r\n 10.1 仪器控制系统的构成\r\n 10.2 检测和配置仪器\r\n 10.3 使用Instrument I/O Assistant \r\n 10.4 仪器驱动程序\r\n 10.5 未来的仪器驱动程序和仪器控制\r\n 10.6 搭积木：DEMO SCOPE\r\n 10.7 课后阅读：圣弗朗西斯科海湾模型的自动化\r\n 10.8 小结\r\n 关键术语\r\n 练习\r\n 习题\r\n第11章 分析\r\n 11.1 线性代数\r\n 11.2 曲线拟合\r\n 11.3 在前面板中显示公式\r\n 11.4 微分方程组\r\n 11.5 寻找函数零点\r\n 11.6 积分和微分\r\n 11.7 信号生成\r\n 11.8 信号处理\r\n 11.9 搭积木：分析容量\r\n 11.10 课后阅读：摩托车制动测试\r\n 11.11 小结\r\n 关键术语\r\n 练习\r\n 习题\r\n第12章 LabVIEW的其他应用\r\n 12.1 事件驱动的编程\r\n 12.2 远程前面板\r\n 12.3 属性节点\r\n 12.4 随处可见LabVIEW \r\n 12.5 课后阅读：VI和田纳西大学的未来款卡车\r\n 12.6 小结\r\n 关键术语\r\n 练习\r\n 习题

LabVIEW是科学研究和工程领域最主要的图形开发环境，广泛应用于仿真、数据采集、仪器控制、测量分析和数据显示等嵌入式应用系统的开发。在大学实验室中，LabVIEW的应用遍及许多学科领域，典型的应用领域包括：电子和计算机工程、机械工程、物理学、生物学/生理学、化学和化学工程、Internet连通性、数学函数等。 本书是美国NI公司LabVIEW 7 Express学习版的配套书籍。本书英文版作者是美国奥斯汀得克萨斯大学的Robert H. Bishop教授。为了便于学生使用本书，作者专门开发了一组虚拟仪器示例，这些虚拟仪器将作为本书的补充材料。在多数情况下，我们要求学生按照书中的指导自己开发虚拟仪器，然后与作者提供的答案进行比较，通过在计算机上的同步练习，学习效率将大大提高。本书和这一版LabVIEW软件对前一版本进行了许多的修改。新增的Express VI技术，通过对话框的交互式操作编程，使得学习和使用LabVIEW比以前更简单，可以在最短的时间内创建出功能强大的复杂应用程序。 本书由西安交通大学电子与信息工程学院乔瑞萍、东华大学林欣翻译。西安交通大学的朱世华教授对本书进行了全面的统稿和审校。李振安、刘晖在翻译中给予了技术支持与指导，罗新民对本书的翻译方法提出过宝贵建议，董振兴参与了部分翻译工作，在此表示感谢。 翻译工作是细致而艰辛的工作，需要字斟句酌，译者对于本书所带软件进行了同步操作，为翻译工作做出了最大的努力，但因时间紧迫，加之译者水平有限，难免有错漏之处，恳请读者批评指正。 前 言 本书是美国NI公司LabVIEW 7 Express学习版的配套书籍，包含了LabVIEW 7 Express的最新特性和技术。本书和这一版LabVIEW软件对前一版本进行了修改。新的Express技术使得学习和使用LabVIEW比以前更简单，可以在最短的时间内创建出功能强大的复杂应用程序。当通读本书并运行示例时，希望读者能够感觉到本书是比软件手册内容更丰富的个人学习指南。 LabVIEW是科学研究和工程领域最主要的图形开发环境，广泛应用于仿真、数据采集、仪器控制、测量分析和数据显示等嵌入式应用系统的开发。LabVIEW 7 Express学习版广泛考虑了测试、测量、自动化和控制方面的工业标准，继承了LabVIEW专业版的所有性能。LabVIEW对科学研究和工程应用来说是很理想的工具，学生可以使用它设计课堂习题和实验的图形程序解决方案。LabVIEW 7 Express学习版给学生提供了自学和独立开发项目的机会。 本书的目标是帮助学生独立学习使用LabVIEW，全书配有400多幅插图，增强了本书的艺术性。每一部分都安排了从典型的LabVIEW会话中捕获的画面图片。为了帮助学生理解所看到的计算机画面内容，图中还对LabVIEW捕获画面添加了标注。 使用本书最有效的方法就是按照书中步骤在计算机上进行LabVIEW的同步练习。为了便于学生使用本书，作者专门开发了虚拟仪器目录，可以从www.prenhall.com/bishop上获得，这些虚拟仪器将作为本书的补充材料。在多数情况下，要求学生先按照书中的指导自己开发虚拟仪器，然后再与作者提供的答案进行比较，以得到即时反馈。在其他情况下，要求学生运行指定的虚拟仪器程序，作为验证LabVIEW重要概念的一种方法。 LabVIEW 7 Express学习版 由于高等教育强调实际动手能力的重要性，许多学校为了提高学生解决实际问题的能力，正着手改进实验设备。教育工作者受工业需求的影响，要培养出在数据采集和分析、构建物理系统的计算机仿真系统和计算机综合应用编程方面有经验的大学毕业生。为了达到这样的目标，LabVIEW提供了一个功能强大、高效并且容易使用的开发环境，为教育工作者提供了工具，仅仅使用这样一个开放的工业标准工具，就可以教会学生解决范围广阔的各种课题。使用LabVIEW可创建自己的虚拟仪器（VI）。改进实验室仪器的有效方法是修改和改进LabVIEW计算机程序（即仿效标准仪器的虚拟仪器），而不是用新的硬件设备更新实验室。在LabVIEW中，软件就是仪器。 LABVIEW 7 EXPRESS学习版软件包是一种功能强大而又灵活的应用仪器、分析和控制的软件平台，运行于PC机的Microsoft Windows或Apple Macintosh OS X平台上，其设计目的是使学生及早面对图形编程的许多应用。LabVIEW不仅帮助学生增进对基础科学、数学和工程学原理的了解，而且还鼓励学生探索高级课题。学生可通过运行所设计的LabVIEW程序认识到特殊的课题，或使用掌握的技术开发自己的应用程序。LabVIEW提供真实的亲身体验以补充整个学习过程。 LabVIEW 7 Express学习版的新特色 LabVIEW 7 Express学习版是在LabVIEW 7 Express工业版的基础上为满足高等院校对LabVIEW的需求而开发的，是LabVIEW Student Edition 6.0软件的一个重要的最新修订版，提供了专业版中所有的图形编程功能。本书可使学生在个人计算机上为课堂习题和实验创建图形程序解决方案。LabVIEW 7 Express学习版包括如下特性： ● 新的Express VI技术引入了交互式、基于配置的应用程序设计方法，用于采集、分析和显示数据。 ● 新的交互式测量助手和重新设计的NI-DAQ驱动程序，使得创建数据采集和设备控制应用程序比以前更简单。 ● LabVIEW的全部高级分析功能，包括13个新的分析Express VI和400多个固有的分析和信号处理函数。 ● 完全兼容NI公司的所有数据采集和仪器控制硬件。 ● 支持LabVIEW开发系统完全版使用的所有数据类型。 内容组织 对于学生来说，本书可作为学习LabVIEW的资源。本书由12章组成，首次学习LabVIEW时应该顺序阅读本书。对于有经验的学生来说，本书可作为参考书。各章内容如下： 第1章介绍LabVIEW环境，帮助学生打开虚拟仪器，本章主要讨论以下概念：窗口、工具条、菜单和选项板等。 第2章介绍虚拟仪器组件：前面板、框图和图标连接器对，也介绍控件（输入）和指示器（输出）的概念，在框图中如何将对象连接起来，以及Express VI。 第3章介绍调整对象大小、改变对象颜色和设置对象标签的一些基本编辑技术。学生可使用加亮执行、探针、单步执行和断点来检查错误，本章列举了几个可用的调试工具例子。 第4章强调重用代码的重要性，说明如何创建VI图标/连接器。本章还展示了LabVIEW和文本编程语言之间的相似性。 第5章介绍VI中控制执行流的循环、Case结构、单层顺序结构、叠层顺序结构，以及用于实现复杂数学公式的公式节点。还介绍LabVIEW环境下用于运行m文件的MATLAB节点。 第6章介绍如何组合具有同一类型（数组）元素或不同类型（簇）元素的数据。本章还说明如何创建和操作数组和簇。 第7章说明如何显示、定制单个和多个图表与图形的外观。 第8章讨论模拟和数字信号的基本特征，以及采集和产生这些信号时需要考虑的一些因素。还向学生介绍Measurement and Automation Explorer（MAX）和DAQ助手。 第9章说明如何在前面板和方框图中创建、处理字符串。也说明如何在文件中读写数据。 第10章展示使用GPIB或串行接口仪器控制系统的构成，介绍仪器驱动程序以及使用MAX检测、安装仪器驱动程序的概念。也介绍Instrument I/O Assistant（仪器I/O助手）。 第11章讲述可以用多种方式使LabVIEW支持信号与系统的分析，讨论一些重要的分析内容，包括在信号生成、信号处理、线性代数、曲线拟合、在前面板中公式显示、微分方程组、寻找根（函数零点）以及微积分中使用LabVIEW。 第12章简要讨论LabVIEW的其他特征，包括事件驱动的编程、远程前面板及属性节点。 每一章包括如下内容： 1. 本章内容的简单浏览。 2. 本章学习目标，聚焦本章的讨论重点。 3. 每章小结和关键术语列表。 4. 每章后面标题为“搭积木”的一节，提供了一个“容量测量”虚拟仪器的连续开发和修改过程，希望学生根据本节给出的指令构建VI。在以后各章节中，采用同一个VI作为起点，利用每章新介绍的概念改进该VI，作为学生的一种练习方法。容量测量VI不用于“搭积木”一节，只是为了证明使用不同的仪器说明本章的重要概念更有效。 5. 在每一章中包括许多工作示例。在大多数情况下，按照文中给出的一系列指示，学生可构建出示例中所讨论的VI。在开始的几章中，构建的VI是十分具体的。但在后面的各章中，则希望学生能在没有明确的逐步指示下构建VI。当然，作为LabVIEW 7 Express学习版的一部分，所有章节中VI示例的工作版都提供于Learning目录下。这里是部分工作示例： ● 温度系统示例 ● 求解一组线性微分方程 ● 构建第一个虚拟仪器 ● 计算棒球击球率 ● 计算并绘图显示资金时值 ● 使用数理微分方程研究混沌 ● 采集数据 ● 将ASCII码数据写入文件 6. 在名为“课后阅读”的一节中描述如何利用LabVIEW解决有趣的实际问题。这些材料是用来让学生从学习LabVIEW技术的紧张状态中暂时放松一下，激励学生思考如何将LabVIEW用于其他不同的场合。 7. 每章后面的练习和习题用于强化该章的主题，作为学习LabVIEW的实践。 资料来源 撰写本书时参考了一些重要参考书目。这些参考书都是NI公司出版的手册，其中有一本手册实际上已用于实习课堂环境，由NI公司的教师在自己的课堂上讲授。确切地说，下列资料是主要的资料来源： ● LabVIEW Basics I, Course Software Version 7.0, Copyright * 2003. ● LabVIEW User Manual, Copyright * 2003. 通过精心设计，使得本书所介绍的资料与NI公司LabVIEW手册所包含的资料之间有强的相关性，但对手册中所包含的内容和范围进行了精简，从而让学生在独立学习LabVIEW时更容易接受。 LabVIEW 7 Express学习版软件 本书假定读者具有Windows或Mac OS X操作系统的应用知识。如果读者的计算机经验有限，可能要先花一些时间来熟悉计算机，了解Mac或PC机的操作。读者应该知道如何访问下拉菜单、打开和保存文件、从CD上安装软件及使用鼠标。读者将会发现，以往的计算机编程经验非常有用，但不是必需的。 本书作者开发了一组虚拟仪器，读者需要从本书在Prentice Hall的配套网站上获得Learning目录，站点地址为http://www.prenhall.com/bishop。读者也可以访问NI公司的站点http://www.ni.com/labviewse获取更多信息。 本书中所有VI示例均在一台运行Windows XP Professional操作系统的Dell Dimensions XPS D300 PC机上测试过。很显然，在所有适合于LabVIEW的Windows和Macintosh平台上验证每一个VI是不可能的。如果遇到与平台有关的问题，请告诉我们。 如果想获得升级到LabVIEW 7 Express专业版的信息，请写信给： National Instruments att.: Academic Sales 11500 North Mopac Expressway Austin, TX 78759 或访问NI公司的网站http:// www.ni.com。 致谢 感谢NI公司的人员在撰写本书的过程中提供的帮助，特别要感谢Jim Cahow在本书即将完成的最后的日子里所给予的大力支持。最后希望借此对Lynda Bishop表达我的感激之情，她为帮助笔者进行手稿的准备工作付出了巨大的努力，对书稿提出了有价值的评论并帮助处理与整个书稿有关的各种事务。 保持联系 笔者和Pearson Prentice Hall以及NI公司的人员希望与LabVIEW 7 Express Student Edition的用户建立通信联系，我们鼓励学生就本书及后续版本给我们发送E-mail，提出自己的意见和建议。 Robert H. Bishop rhbishop@mail.utexas.edu Jim Cahow National Instruments Academic Resources Manager jim. cahow@ni.com

Robert H.Bishpop，教授一直从事大规模的工程项目，包括航天飞机和空间站计划，目前正参与几项NASA火星探索项目。他是位于奥斯汀的得克萨斯大学航空工程与工程力学系的主任，也是Myron L.Begeman工程领域的会员。