LabVIEW圖形化編程：基礎與測控擴展（簡體書）

本書在側重闡述LabVIEW圖形化編程基礎知識的同時，還講述了與工業測控相關的專業主題知識。

以工業互聯與工業智能為核心的智能制造技術，其核心的應用技術之一是測控技術，因此有必要編寫與基於工業互聯的測控技術和系統實現相關的專業教材。虛擬儀器技術雖然最早針對的是測量應用，但目前已擴展到工業測控領域。LabVIEW是美國國家儀器(NI)公司於1983年研發出來的圖形化開發系統，已成為事實上的工業標準化測控圖形開發平臺。其功能除了傳統的測量與測試應用外，還擴展到機器視覺、嵌入式系統、FPGA等與工業物聯網技術相關的領域。
本書分為基礎篇和高級應用篇。基礎篇用於課堂教學，使得學生可以通過上機與課堂教學基本掌握相關的圖形化測控編程知識；高級應用篇用於實踐，作為與測控關聯的擴展內容，是學生課外或課程學習後的自主學習擴展內容，這部分內容可以培養學生的測控系統圖形編程的實際應用能力。本書還配有小視頻，能更好地協助學生自主學習相關知識。因此，本書的特色在於有利於課堂學習、上機學習與自主學習等多維跨時空學習。
基礎篇適用於對具備高級語言基本編程能力的學生的課堂教學。該部分包括虛擬儀器與LabVIEW入門、數據類型與操作、程序控制要素、輸入與輸出、程序調試技術與界面設計、程序設計模式，以及綜合設計案例。高級應用篇在示例與必要數字資源的支持下，適用於欲提高應用能力的學生的自主學習。該部分包括Arduino與LabVIEW嵌入式編程、Modbus通信和DSC、LabVIEW機器視覺、LabVIEW FPGA編程基礎4大測控主題。這樣的安排能更好地體現新工科建設對教材的要求。
本書由陳忠、李海、吳淇森編寫，陳忠擔任主編並審閱全書。陳忠負責第1~7章、第10章以及附錄A的編寫；李海負責第8章的編寫；吳淇森負責第9、11章以及附錄B的編寫。
限於編者水平，書中難免存在不足之處，敬請讀者批評指正。

編者

前言
二維碼清單
基礎篇
第1章虛擬儀器與LabVIEW入門311虛擬儀器相關的概念與發展3
111虛擬儀器的起源與定義3
112圖形化編程與LabVIEW6
12LabVIEW界面8
121菜單9
122工具欄10
123控件選板與函數選板10
124接口與圖標11
125工具選板12
13項目管理與快速設計示例13
131LabVIEW項目創建13
132項目瀏覽器與項目管理13
133VI文件創建14
134項目設計示例16
本章小結17
上機練習17
思考與編程習題17
參考文獻17
第2章數據類型與操作1821基本數據類型及其操作18
211數值型18
212布爾型21
213下拉列表與枚舉型22
214時間與變體類型23
22數組及其操作24
221數組創建與基本算術運算24
222數組比較25
223數組大小、索引與子集提取26
224數組初始化、插入、刪除、合並與重整26
23簇及其操作28
231簇的創建28
232簇的捆綁與解除捆綁28
233簇數組與簇/數組轉換29
24字符串及其操作29
241字符串的顯示30
242字符串的操作30
25波形及其操作32
251波形數據類型32
252波形數據操作32
本章小結33
上機練習33
思考與編程習題33
參考文獻34
第3章程序控制要素——結構、功能節點、變量與子程序3531LabVIEW控制結構35
311順序結構35
312For循環37
313While循環40
314定時結構41
315條件結構42
316事件結構45
32功能節點47
321公式節點47
322反饋節點48
323使能結構49
33變量50
331局部變量50
332全局變量51
333共享變量52
34子程序 52
本章小結54
上機練習54
思考與編程習題54
參考文獻54
第4章輸入與輸出——文件、圖形/圖表與信號采集5541文件55
411文件類型與操作的基本要素55
412文本文件與二進制文件的基本操作57
413讀寫電子表格文件60
414數據記錄文件操作61
415讀寫XML文件62
42圖形與圖表64
421波形圖表64
422波形圖67
423XY圖70
424強度圖表與強度圖71
425數字波形圖73
43信號采集74
431數據采樣基本原理74
432數據采集操作75
433基於聲卡與虛擬數據采集卡的數據采集79
44綜合實例81
本章小結84
上機練習84
思考與編程習題84
參考文獻85
第5章程序調試技術與界面設計8651調試技術86
511集成調試環境與錯誤列表86
512高亮執行87
513斷點88
514探針88
515其他調試方法92
516代碼常見錯誤92
52界面設計94
521界面設計概念94
522自定義控件/數據96
523菜單100
524顏色與物件排列102
525選項卡、子面板與分隔欄104
526光標工具108
527界面設計案例108
本章小結109
上機練習110
思考與編程習題110
參考文獻110
第6章程序設計模式11161程序的錯誤處理111
611不可預期錯誤111
612可預期錯誤112
613自定義錯誤113
614錯誤信息處理113
62常用程序設計模式115
621狀態機概念與標準狀態機115
622狀態機設計模式117
623狀態機工具121
624LabVIEW基本設計模式124
625隊列消息處理器模式126
63案例與設計模式處理127
本章小結129
上機練習129
思考與編程習題129
參考文獻130
第7章綜合設計案例13171三洋伺服指令的串行通信131
711串行通信與操作方法131
712三洋直流4軸伺服驅動系統132
713三洋伺服指令串行通信格式133
714串行指令VI135
72基於狀態機編程的洗車系統139
721洗車系統功能與狀態機描述139
722基於狀態機的洗車系統實現141
本章小結145
上機練習145
思考與編程習題145
參考文獻145
高級應用篇
第8章Arduino與LabVIEW嵌入式編程14981Arduino基礎與開發平臺149
811Arduino基礎149
812Arduino開發平臺150
82Arduino與LabVIEW的通信與連接153
821基於工具包的快速通信與連接153
822基於VISA的串口通信與連接159
83Arduino與LabVIEW通信實例160
831基於LIAT的RGB彩色LED控制160
832基於LINX的舵機控制162
833基於VISA的無源蜂鳴器控制163
本章小結165
上機練習165
思考與編程習題166
參考文獻166
第9章Modbus通信和DSC16791基於串口與TCP/IP的Modbus通信167
911串口通信167
912TCP/IP通信168
913Modbus通信169
92LabVIEW DSC模塊170
921開放平臺通信170
922LabVIEW DSC模塊VI與功能簡介171
923NI OPC服務器和共享變量綁定172
93LabVIEW實現Modbus通信174
931LabVIEW Modbus庫174
932Modbus仿真環境的搭建174
933Modbus通信編程實現177
934使用信號量避免資源衝突182
935多寄存器實現多種數據類型傳輸183
本章小結184
上機練習184
思考與編程習題184
參考文獻185
第10章LabVIEW機器視覺186101機器視覺基礎186
1011數字圖像186
1012機器視覺系統的組成186
102LabVIEW圖像處理與視覺模塊190
1021圖像采集190
1022圖像處理192
1023機器視覺模塊194
103LabVIEW視覺綜合應用197
1031LabVIEW視覺測量197
1032LabVIEW立體視覺198
本章小結204
上機練習204
思考與編程習題204
參考文獻2