LabVIEW程序设计与应用

目 录

第1章 概述 1

1．1 LabVIEW概述 1

1．1．1 LabVIEW概述 1

1．1．2 LabVIEW的作用 2

1．1．3 选择LabVIEW的优势 3

1．2 G语言 4

1．3 虚拟仪器 5

第2章 LabVIEW编程环境 8

2．1 LabVIEW2012的安装 8

2．2 LabVIEW启动 11

2．3 LabVIEW选板 13

2．3．1 控件选板 13

2．3．2 函数选板 14

2．3．3 工具选板 15

2．4 LabVIEW菜单栏 15

2．5 LabVIEW工具栏 20

2．5．1 前面板工具栏 21

2．5．2 程序框图工具栏 21

2．6 项目浏览器窗口 21

2．7 LabVIEW2012简体中文版的帮助系统 23

2．7．1 使用即时帮助 23

2．7．2 使用目录和索引查找在线帮助 24

2．7．3 查找LabVIEW范例 25

2．7．4 使用网络资源 25

第3章 LabVIEW编程入门 26

3．1 基本概念 26

3．1．1 前面板 26

3．1．2 程序框图 29

3．1．3 使用数据连线 31

3．1．4 图标/连接端口 32

3．2 创建和编辑VI 32

3．2．1 创建VI 33

3．2．2 VI的编辑 36

3．3 运行和调试VI 38

3．3．1 运行VI 39

3．3．2 调试VI 39

3．4 创建和调用子VI 41

3．4．1 创建子VI 41

3．4．2 调用子VI 43

3．5 Express VI 45

3．5．1 Express VI的特点 45

3．5．2 Express VI的使用方法 45

第4章 数据操作 48

4．1 数据类型 48

4．1．1 数值型 48

4．1．2 布尔型 49

4．1．3 字符串型 51

4．1．4 枚举类型 61

4．1．5 时间类型 62

4．2 数据运算 62

4．2．1 算术运算 62

4．2．2 布尔运算 62

4．2．3 比较运算 63

第5章 变量、数组、簇与波形数据 66

5．1 局部变量 66

5．1．1 局部变量的创建 66

5．1．2 局部变量的应用举例 67

5．1．3 局部变量的特点 67

5．2 全局变量 68

5．2．1 全局变量的创建 68

5．2．2 全局变量的应用举例 68

5．2．3 全局变量的特点 70

5．3 数组 70

5．3．1 数组的创建 70

5．3．2 数组函数 71

5．3．3 多态性 76

5．4 簇 76

5．4．1 簇的创建 76

5．4．2 簇函数 78

5．5 波形数据 80

5．5．1 波形数据控件 80

5．5．2 波形数据操作函数 81

第6章 程序结构 85

6．1 For循环 85

6．1．1 For循环的建立 85

6．1．2 For循环的自动索引 86

6．1．3 移位寄存器 87

6．1．4 For循环的应用举例 89

6．2 While循环 89

6．2．1 While循环的建立 89

6．2．2 While循环的应用举例 90

6．3 反馈节点 91

6．3．1 反馈节点的建立 91

6．3．2 反馈节点的应用举例 92

6．4 顺序结构 92

6．4．1 顺序结构的创建 93

6．4．2 顺序结构的数据传递 93

6．4．3 顺序结构的应用举例 94

6．5 条件结构 95

6．5．1 条件结构的创建 95

6．5．2 条件结构的设置 95

6．5．3 条件结构的应用举例 96

6．6 事件结构 97

6．6．1 事件结构的创建 98

6．6．2 用户界面事件的分类与注册 98

6．6．3 事件结构的设置 99

6．6．4 事件结构的应用举例 100

6．7 公式节点 101

6．7．1 公式节点的创建 101

6．7．2 公式节点的应用举例 101

6．8 属性节点 102

6．8．1 属性节点的创建 102

6．8．2 属性节点的使用 102

第7章 波形显示 106

7．1 实时趋势图 106

7．1．1 波形图表 106

7．1．2 波形图表的定制 107

7．1．3 波形图表的应用举例 111

7．2 事后记录波形控件 112

7．2．1 波形图的特点 112

7．2．2 波形图的应用 113

7．3 XY波形控件（XY图与Express XY图） 115

7．4 强度图与强度图表 118

7．4．1 强度图 118

7．4．2 强度图表 120

7．5 三维图形 120

7．5．1 三维曲面图 120

7．5．2 三维参数曲面图 121

7．5．3 三维线条图 123

第8章 文件输入/输出 125

8．1 基本概念及术语 125

8．1．1 路径 125

8．1．2 引用句柄 125

8．1．3 文件I/O操作流程控制 125

8．1．4 文件I/O的出错管理 126

8．1．5 基本文件类型 126

8．2 文件操作 126

8．3 文件输入/输出 127

8．3．1 文本文件的输入/输出 127

8．3．2 二进制文件的输入/输出 130

8．3．3 电子表格格式文件的输入/输出 132

8．3．4 数据记录文件的输入/输出 133

8．3．5 波形文件的输入/输出 135

第9章 信号基础 138

9．1 信号及其描述 138

9．1．1 信号的定义与分类 138

9．1．2 信号的描述方法 140

9．1．3 随机信号描述 140

9．1．4 测试信号的分析处理 145

9．2 LabVIEW中的信号来源 146

9．2．1 信号发生器产生仿真信号 146

9．2．2 公式节点产生仿真信号 154

9．2．3 从文件读入和直接采集测试信号 155

9．3 LabVIEW中的测试信号分析处理函数库简介 156

第10章 测试信号处理 161

10．1 测试信号的时域处理 161

10．1．1 信号特征值处理及LabVIEW实现 161

10．1．2 信号运算及LabVIEW实现 166

10．1．3 滤波器及LabVIEW实现 168

10．1．4 测试信号的相关分析和卷积运算 180

10．1．5 波形对齐、越限监测和波形操作 188

10．2 测试信号的频域处理 193

10．2．1 离散时间傅里叶变换及其LabVIEW实现 193

10．2．2 测试信号谱分析及其LabVIEW实现 198

10．2．3 截断加窗及LabVIEW中的窗函数VI 211

10．2．4 谐波分析及其LabVIEW实现 213

第11章 信号调理和数据采集 217

11．1 信号调理及其硬件选型 217

11．1．1 常见的信号调理方法 218

11．1．2 信号调理硬件的选型原则 219

11．2 数据采集及其硬件选型 221

11．2．1 模数转换的基本原理 222

11．2．2 模数转换芯片的几种类型及其选用 224

11．2．3 数据采集卡的选用 228

11．3 NI-DAQmx编程 230

11．3．1 了解Measurement＆Automation Explorer 230

11．3．2 DAQ助手 Express VI 232

11．3．3 NI-DAQmx仿真设备 233

11．3．4 数据采集VI 234

11．3．5 NI-DAQmx应用实例 239

第12章 总线技术 241

12．1 总线技术的基本概念及常见总线类型 241

12．1．1 总线的基本概念 241

12．1．2 总线的分类 242

12．1．3 总线的发展及常见类型 243

12．2 LabVIEW支持的总线 245

12．2．1 PCI总线 245

12．2．2 GPIB总线 246

12．2．3 PXI总线 247

12．2．4 VXI总线 249

12．3 正确选用和应用LabVIEW支持的总线 249

12．3．1 各类总线比较 249

12．3．2 应用PCI总线 251

12．3．3 应用GPIB总线 252

12．3．4 应用PXI总线 257

12．3．5 应用VXI总线 258

12．3．6 VISA 259

第13章 远程测控 263

13．1 串行通信 263

13．1．1 串行通信的基本概念 263

13．1．2 LabVIEW串口通信功能函数 264

13．1．3 LabVIEW串口通信步骤 267

13．2 利用DataSocket技术实现数据共享 268

13．2．1 DataSocket的组成 268

13．2．2 LabVIEW中的DataSocket节点 271

13．2．3 DataSocket应用实例 274

13．3 利用网络协议进行通信 277

13．3．1 TCP协议简介 277

13．3．2 LabVIEW中的TCP节点 278

13．3．3 TCP通信编程实例 283

13．4 在Web上发布程序 285

13．4．1 远程前面板概述 285

13．4．2 服务器端的Web发布配置 286

13．4．3 操作远程前面板 288

第14章 基于LabVIEW的测试系统实例 290

14．1 基于NI USRP 的2×2 MIMO 系统 290

14．1．1 概述 290

14．1．2 软、硬件配置 290

14．1．3 系统设置 291

14．1．4 系统应用 293

14．2 基于LabVIEW的BCU单板测试与诊断试验台 295

14．2．1 概述 295

14．2．2 BCU单板测试系统的设计背景和开发理念 295

14．2．3 BCU单板测试系统的整体设计 297

14．2．4 试验台设计实现 299

14．2．5 现场测试试验 305

14．2．6 结论 306

14．3 基于NI Compact RIO 的高精度研磨系统 306

14．3．1 设计原则 306

14．3．2 总体设计 307

14．3．3 软件实现 308

14．3．4 实验及结论 313

14．4 基于声卡的测试系统 314

14．4．1 声卡的基本常识 314

14．4．2 Lab VIEW中的声音输入／输出控件 314

14．4．3 基于声卡的虚拟示波器 315

14．4．4 声卡的双声道模拟输出 317

14．4．5 声音信号的采集与存储 318

14．4．6 声音信号的功率谱分析 319

参考文献 321

本书以LabVIEW在测试技术领域的应用为背景，以LabVIEW2012为对象，系统地介绍了LabVIEW程序设计的基本概念、关键技术和实际应用的专门知识，包括虚拟仪器的基础理论、LabVIEW2012编程环境安装及介绍、数据操作、变量/数组/簇与波形数据、程序结构、波形显示、文件输入/输出、信号基础、测试信号处理、信号调理和数据采集、总线技术、远程测控及基于LabVIEW的测试系统实例等内容。全书理论与实践相结合，步步深入地引导读者熟悉LabVIEW编程和在测试领域的应用。

LabVIEW2012提供了强大的帮助系统和丰富的实例库，绝大多数应用均可在实例库中找到范例，在此基础上稍作修改即能达到实用的目的。《LabVIEW程序设计与应用》提供的实例程序具有实际参考价值，全部在LabVIEW2012环境中调试通过，读者可按照书中提供的前、后面板直接在不同LabVIEW版本上练习并编辑修改。