LabVIEW virtual instrument data acquisition and serial port communication

第1章　虚拟仪器设计概述　1

1.1　虚拟仪器简介　1

1.1.1　虚拟仪器的产生　1

1.1.2　虚拟仪器的概念　2

1.1.3　虚拟仪器的特点　3

1.1.4　虚拟仪器的应用　4

1.2　虚拟仪器的结构　5

1.2.1　虚拟仪器的基本结构　5

1.2.2　虚拟仪器的构成方式　6

1.2.3　构建虚拟仪器的步骤　9

1.3　虚拟仪器的软件　10

1.3.1　虚拟仪器的软件结构　10

1.3.2　虚拟仪器的开发平台　11

1.4　虚拟仪器的设计原则和方法　12

1.4.1　虚拟仪器的设计原则　12

1.4.2　虚拟仪器的设计方法　14

第2章　labview程序设计基础　16

2.1　labview概述　16

2.1.1　labview简介　16

2.1.2　g语言与虚拟仪器　17

.2.1.3　labview应用解决方案　18

2.1.4　labview程序设计方法　18

2.2　labview 8.6中文版的编程环境　21

2.2.1　启动labview 8.6中文版　21

2.2.2　labview 8.6中文版的菜单简介　22

2.2.3　labview 8.6中文版的工具栏　26

2.2.4　labview 8.6中文版的操作选板　27

2.3　labview中的基本概念　30

2.3.1　vi与子vi　31

2.3.2　前面板　31

2.3.3　框图程序　32

2.3.4　数据流驱动　33

2.4　labview程序设计步骤　34

2.4.1　建立新vi　34

2.4.2　前面板设计　34

2.4.3　框图程序设计——添加节点　35

2.4.4　框图程序设计——连线　37

2.4.5　运行程序　38

2.4.6　程序的保存与载入　38

2.5　子程序的创建与调用　39

2.5.1　创建subvi　39

2.5.2　调用subvi　41

2.6　vi的调试　42

第3章　vi前面板设计　47

3.1　前面板对象设计基础　47

3.1.1　前面板对象的基本设计方法　47

3.1.2　前面板对象的基本属性配置方法　48

3.1.3　前面板对象快捷键设置　49

3.2　前面板对象的编辑与属性设置　50

3.2.1　数值型控件　51

3.2.2　文本型控件　53

3.2.3　布尔型控件　54

3.2.4　图形型控件　56

3.3　前面板的修饰　56

3.3.1　设置前面板对象的颜色　57

3.3.2　设置前面板对象的文字风格　57

3.3.3　前面板对象的位置与排列　57

3.3.4　调整前面板对象的大小　58

3.3.5　用修饰控件装饰前面板　59

3.3.6　前面板对象的显示和隐藏　59

第4章　vi数据操作　60

4.1　数据类型　60

4.1.1　数据类型概述　60

4.1.2　数值型数据　63

4.1.3　布尔型数据　65

4.2　数组数据　66

4.2.1　数组数据的组成　66

4.2.2　数组数据的创建　67

4.2.3　数组数据的使用　68

4.3　簇数据　72

4.3.1　簇数据的组成　72

4.3.2　簇数据的创建　73

4.3.3　簇数据的使用　74

4.4　字符串数据　77

4.4.1　字符串的概念　77

4.4.2　字符串的创建　77

4.4.3　字符串的使用　79

第5章　vi框图程序设计　85

5.1　局部变量与全局变量　85

5.1.1　局部变量　85

5.1.2　全局变量　87

5.2　程序流程控制　90

5.2.1　for循环结构　91

5.2.2　while循环结构　94

5.2.3　定时结构　97

5.2.4　条件结构　98

5.2.5　顺序结构　100

5.2.6　事件结构　103

5.3　节点　106

5.3.1　公式节点　106

5.3.2　反馈节点　109

5.3.3　表达式节点　110

5.3.4　属性节点　110

第6章　vi图形显示与文件i/o　113

6.1　图形显示控件　113

6.1.1　波形图表控件　113

6.1.2　波形图控件　118

6.1.3　xy图控件　120

6.1.4　强度图控件　121

6.2　波形数据　122

6.2.1　波形数据的创建　122

6.2.2　波形数据的使用　126

6.3　文件i/o　130

6.3.1　文件i/o概述　130

6.3.2　文本文件的读写　131

6.3.3　电子表格文件的读写　133

6.3.4　二进制文件的读写　135

6.3.5　数据记录文件的读写　136

6.3.6　波形文件的读写　137

第7章　数据采集系统设计基础　139

7.1　数据采集系统概述　139

7.1.1　数据采集系统的含义　139

7.1.2　数据采集系统的功能　140

7.1.3　数据采集系统的硬件　141

7.1.4　数据采集系统的软件　142

7.1.5　数据采集系统的输入与输出信号　143

7.2　基于pc的daq系统组成　145

7.2.1　硬件子系统　146

7.2.2　软件子系统　147

7.2.3　daq仪器的特点　148

7.3　数据采集卡　149

7.3.1　数据采集卡的产生　149

7.3.2　数据采集卡的组成　150

7.3.3　数据采集卡的功能　150

7.3.4　数据采集卡的类型　151

7.3.5　数据采集卡的性能指标　152

7.3.6　数据采集卡的选择　155

7.4　典型数据采集卡的安装与测试　155

7.4.1　ni pci-6023e数据采集卡　156

7.4.2　研华pci-1710hg数据采集卡　161

7.5　基于labview的数据采集系统　169

第8章　labview数据采集编程基础　170

8.1　daq vis简介　170

8.1.1　daq vis子选板　170

8.1.2　daq vis通用输入输出端口介绍　171

8.2　模拟输入vis　172

8.2.1　简易模拟输入vis　173

8.2.2　中级模拟输入vis　173

8.3　模拟输出vis　176

8.3.1　简易模拟输出vis　177

8.3.2　中级模拟输出vis　178

8.4　数字i/o　179

8.4.1　数字i/o简介　179

8.4.2　简易数字i/o vis　180

8.5　daqmx节点及其编程　181

8.5.1　daq节点常用的参数简介　181

8.5.2　daqmx节点的使用　183

8.5.3　daq assistant的使用　187

第9章　基于ni数据采集卡的 labview程序设计　190

9.1　模拟量输入(ai)　190

9.1.1　硬件线路　190

9.1.2　设计任务　190

9.1.3　任务实现　191

9.2　开关量输入(di)　194

9.2.1　硬件线路　194

9.2.2　设计任务　195

9.2.3　任务实现　195

9.2.3.1　任务实现(一)：采用读写一条数字线的方式实现数字量输入　195

9.2.3.2　任务实现(二)：采用读写一个数字端口的方式实现数字量输入　197

9.3　开关量输出(do)　199

9.3.1　硬件线路　199

9.3.2　设计任务　199

9.3.3　任务实现　199

9.3.3.1　任务实现(一)：采用读写一条数字线的方式实现数字量输出　199

9.3.3.2　任务实现(二)：采用读写一个数字端口的方式实现数字量输出　202

9.4　温度测量与报警控制　204

9.4.1　硬件线路　204

9.4.2　设计任务　204

9.4.3　任务实现　204

第10章　基于研华数据采集卡的labview程序设计　208

10.1　模拟量输入(ai)　208

10.1.1　基于研华数据采集卡的labview程序硬件线路　208

10.1.2　基于研华数据采集卡的labview程序设计任务　208

10.1.3　基于研华数据采集卡的labview程序任务实现　209

10.2　模拟量输出(ao)　214

10.2.1　硬件线路　214

10.2.2　设计任务　214

10.2.3　任务实现　214

10.3　开关量输入(di)　217

10.3.1　硬件线路　217

10.3.2　设计任务　218

10.3.3　任务实现　218

10.4　开关量输出(do)　222

10.4.1　硬件线路　222

10.4.2　设计任务　222

10.4.3　任务实现　223

10.5　脉冲量(pulse)输出　226

10.5.1　硬件线路　226

10.5.2　设计任务　226

10.5.3　任务实现　227

10.6　温度测量与报警控制　229

10.6.1　硬件线路　229

10.6.2　设计任务　230

10.6.3　任务实现　230

第11章　labview实验室中数据采集应用案例　237

11.1　基于声卡的数据采集　237

11.1.1　声卡的基本常识　237

11.1.2　与声卡相关的函数节点　241

11.1.3　基于声卡的双声道模拟输入　243

11.1.4　基于声卡的双声道模拟输出　245

11.1.5　声音信号的采集与存储　246

11.1.6　声音信号的功率谱分析　247

11.2　虚拟仪器的网络与通信　248

11.2.1　网络化测控仪器概述　249

11.2.2　tcp/ip概述　251

11.2.3　labview中的tcp节点　253

11.2.4　datasocket 技术概述　256

11.2.5　labview中的datasocket函数节点　258

11.2.6　在labview 中利用tcp/ip实现网络通信　259

11.2.7　在labview中利用datasocket技术实现网络通信　261

11.2.7.1　在labview中利用datasocket技术实现网络通信实例一　261

11.2.7.2　在labview中利用datasocket技术实现网络通信实例二　263

第12章　labview串口通信基础　265

12.1　串口通信与rs-232c接口标准　265

12.1.1　串口通信的基本概念　265

12.1.2　rs-232c串口通信标准　268

12.1.3　rs-485串口通信标准　271

12.1.4　串口通信线路连接　272

12.1.5　计算机中的串行端口　274

12.1.6　串口通信调试程序的使用　275

12.1.7　虚拟串口的使用　276

12.2　labview与串口通信　278

12.2.1　labview中的串口通信功能函数　278

12.2.2　labview串口通信步骤　280

第13章　labview串口通信程序设计　282

13.1　pc与pc串口通信　282

13.1.1　pc与pc串口通信硬件线路　282

13.1.2　设计任务　283

13.1.3　任务实现　283

13.2　pc与单片机串口通信程序设计　287

13.2.1　pc与单片机串口通信程序设计硬件线路　288

13.2.2　pc与单片机串口通信程序设计任务　288

13.2.3　任务实现　289

13.2.3.1　利用keil c51实现单片机与pc串口通信任务一　289

13.2.3.2　利用labview实现pc与单片机串口通信任务一　291

13.2.3.3　利用keil c51实现单片机与pc串口通信任务二　295

13.2.3.4　利用labview实现pc与单片机串口通信任务二　298

13.3　pc与智能仪器串口通信案例　300

13.3.1　pc与智能仪器串口通信硬件线路　301

13.3.2　设计任务　304

13.3.3　任务实现　305

13.4　pc与plc串口通信案例　309

13.4.1　pc与plc串口通信硬件线路　309

13.4.2　设计任务　310

13.4.3　任务实现　310

13.4.3.1　plc端(下位机)程序实现　310

13.4.3.2　pc端(上位机)labview程序实现　313

13.5　pc与gsm短信模块串口通信案例　313

13.5.1　pc与gsm短信模块串口通信硬件线路　314

13.5.2　pc与gsm短信模块串口通信设计任务　314

13.5.3　任务实现　314

13.6　pc与智能仪器构成dcs案例　316

13.6.1　pc与智能仪器构成dcs硬件线路　316

13.6.2　设计任务　317

13.6.3　任务实现　318

13.7　pc与远程i/o模块构成dcs　323

13.7.1　硬件线路　323

13.7.2　设计任务　326

13.7.3　任务实现　326

参考文献　332