机工 LabVIEW图形化编程:基础与测控扩展 陈忠

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测控技术与以工业互联和工业智能为核心的智能制造技术密切相关。虚拟仪器既涉及测量应用领域，也涉及工业测控领域。LabVIEW实际上已成为工业标准化测控图形开发平台。本书在侧重阐述LabVIEW图形化编程基础知识的同时，还讲述了与工业测控相关的专业主题知识。本书分为基础篇和高级应用篇。基础篇涉及LabVIEW图形化编程的基础知识，包括虚拟仪器与LabVIEW入门、数据类型与操作、程序控制要素、输入与输出、程序调试技术与界面设计、程序设计模式，以及综合设计案例。高级应用篇涉及Arduino与LabVIEW嵌入式编程、Modbus通信和DSC、LabVIEW机器视觉、LabVIEW FPGA编程基础4大测控主题知识。各章均配有示例，且大部分章节配有编程短视频，便于读者自主学习。 本书适合高等学校机电、自动化、测控类等相关专业的学生使用，也适合有LabVIEW入门与提高学习需求的各类工程技术人员使用。
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前言 二维码清单 基础篇 第1章虚拟仪器与LabVIEW入门31.1虚拟仪器相关的概念与发展3 1.1.1虚拟仪器的起源与定义3 1.1.2图形化编程与LabVIEW6 1.2LabVIEW界面8 1.2.1菜单9 1.2.2工具栏10 1.2.3控件选板与函数选板10 1.2.4接口与图标11 1.2.5工具选板12 1.3项目管理与快速设计示例13 1.3.1LabVIEW项目创建13 1.3.2项目浏览器与项目管理13 1.3.3VI文件创建14 1.3.4项目设计示例16 本章小结17 上机练习17 思考与编程习题17 参考文献17 第2章数据类型与操作182.1基本数据类型及其操作18 2.1.1数值型18 2.1.2布尔型21 2.1.3下拉列表与枚举型22 2.1.4时间与变体类型23 2.2数组及其操作24 2.2.1数组创建与基本算术运算24 2.2.2数组比较25 2.2.3数组大小、索引与子集提取26 2.2.4数组初始化、插入、删除、合并与重整26 2.3簇及其操作28 2.3.1簇的创建28 2.3.2簇的捆绑与解除捆绑28 2.3.3簇数组与簇/数组转换29 2.4字符串及其操作29 2.4.1字符串的显示30 2.4.2字符串的操作30 2.5波形及其操作32 2.5.1波形数据类型32 2.5.2波形数据操作32 本章小结33 上机练习33 思考与编程习题33 参考文献34 第3章程序控制要素——结构、功能节点、变量与子程序353.1LabVIEW控制结构35 3.1.1顺序结构35 3.1.2For循环37 3.1.3While循环40 3.1.4定时结构41 3.1.5条件结构42 3.1.6事件结构45 3.2功能节点47 3.2.1公式节点47 3.2.2反馈节点48 3.2.3使能结构49 3.3变量50 3.3.1局部变量50 3.3.2全局变量51 3.3.3共享变量52 3.4子程序 52 本章小结54 上机练习54 思考与编程习题54 参考文献54 第4章输入与输出——文件、图形/图表与信号采集554.1文件55 4.1.1文件类型与操作的基本要素55 4.1.2文本文件与二进制文件的基本操作57 4.1.3读写电子表格文件60 4.1.4数据记录文件操作61 4.1.5读写XML文件62 4.2图形与图表64 4.2.1波形图表64 4.2.2波形图67 4.2.3XY图70 4.2.4强度图表与强度图71 4.2.5数字波形图73 4.3信号采集74 4.3.1数据采样基本原理74 4.3.2数据采集操作75 4.3.3基于声卡与虚拟数据采集卡的数据采集79 4.4综合实例81 本章小结84 上机练习84 思考与编程习题84 参考文献85 第5章程序调试技术与界面设计865.1调试技术86 5.1.1集成调试环境与错误列表86 5.1.2高亮执行87 5.1.3断点88 5.1.4探针88 5.1.5其他调试方法92 5.1.6代码常见错误92 5.2界面设计94 5.2.1界面设计概念94 5.2.2自定义控件/数据96 5.2.3菜单100 5.2.4颜色与对象排列102 5.2.5选项卡、子面板与分隔栏104 5.2.6光标工具108 5.2.7界面设计案例108 本章小结109 上机练习110 思考与编程习题110 参考文献110 第6章程序设计模式1116.1程序的错误处理111 6.1.1不可预期错误111 6.1.2可预期错误112 6.1.3自定义错误113 6.1.4错误信息处理113 6.2常用程序设计模式115 6.2.1状态机概念与标准状态机115 6.2.2状态机设计模式117 6.2.3状态机工具121 6.2.4LabVIEW基本设计模式124 6.2.5队列消息处理器模式126 6.3案例与设计模式处理127 本章小结129 上机练习129 思考与编程习题129 参考文献130 第7章综合设计案例1317.1三洋伺服指令的串行通信131 7.1.1串行通信与操作方法131 7.1.2三洋直流4轴伺服驱动系统132 7.1.3三洋伺服指令串行通信格式133 7.1.4串行指令VI135 7.2基于状态机编程的洗车系统139 7.2.1洗车系统功能与状态机描述139 7.2.2基于状态机的洗车系统实现141 本章小结145 上机练习145 思考与编程习题145 参考文献145 高级应用篇 第8章Arduino与LabVIEW嵌入式编程1498.1Arduino基础与开发平台149 8.1.1Arduino基础149 8.1.2Arduino开发平台150 8.2Arduino与LabVIEW的通信与连接153 8.2.1基于工具包的快速通信与连接153 8.2.2基于VISA的串口通信与连接159 8.3Arduino与LabVIEW通信实例160 8.3.1基于LIAT的RGB彩色LED控制160 8.3.2基于LINX的舵机控制162 8.3.3基于VISA的无源蜂鸣器控制163 本章小结165 上机练习165 思考与编程习题166 参考文献166 第9章Modbus通信和DSC1679.1基于串口与TCP/IP的Modbus通信167 9.1.1串口通信167 9.1.2TCP/IP通信168 9.1.3Modbus通信169 9.2LabVIEW DSC模块170 9.2.1开放平台通信170 9.2.2LabVIEW DSC模块VI与功能简介171 9.2.3NI OPC服务器和共享变量绑定172 9.3LabVIEW实现Modbus通信174 9.3.1LabVIEW Modbus库174 9.3.2Modbus仿真环境的搭建174 9.3.3Modbus通信编程实现177 9.3.4使用信号量避免资源冲突182 9.3.5多寄存器实现多种数据类型传输183 本章小结184 上机练习184 思考与编程习题184 参考文献185 第10章LabVIEW机器视觉18610.1机器视觉基础186 10.1.1数字图像186 10.1.2机器视觉系统的组成186 10.2LabVIEW图像处理与视觉模块190 10.2.1图像采集190 10.2.2图像处理192 10.2.3机器视觉模块194 10.3LabVIEW视觉综合应用197 10.3.1LabVIEW视觉测量197 10.3.2LabVIEW立体视觉198 本章小结204 上机练习204 思考与编程习题204 参考文献205第11章LabVIEW FPGA编程基础20611.1FPGA基础206 11.1.1FPGA的概念与特点206 11.1.2常规FPGA编程207 11.2LabVIEW FPGA编程初步209 11.2.1FPGA编程环境构建209 11.2.2编写FPGA VI211 11.2.3FPGA程序编译213 11.2.4编译后FPGA程序的调用214 11.3FPGA编程中的端口与数据缓存216 11.3.1使用FPGA I/O216 11.3.2在FPGA VI中使用数组217 11.3.3使用FIFO218 11.4FPGA VI的优化220 11.4.1减少不必要的开支221 11.4.2单周期定时循环的使用222 11.4.3流水线化的程序处理223 11.5程序实例：伺服电动机的脉冲宽度调制和编码器解码223 11.5.1实现准确的脉冲宽度调制223 11.5.2读取伺服电动机绝对值编码器的输出224 本章小结226 上机练习227 思考与编程习题227 参考文献227 附录 附录A数据采集信号接口基础知识231 附录B使用FPGA接收绝对值编码器信号237

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