虚拟仪器技术分析与设计
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前言

虚拟仪器技术是现代仪器技术与计算机技术相结合的产物,是21世纪科学技术中的核心技术之一。它的出现导致传统仪器的结构、概念和设计观点都发生了巨大的变革,代表着仪器发展的最新方向和潮流。

虚拟仪器利用计算机软件代替传统仪器的硬件来实现信号分析、数据处理和显示等多种功能,突破了传统仪器由厂家定义功能,用户无法改变的固定模式。虚拟仪器具有组建灵活、研制周期短、成本低、易维护、扩展方便和软件资源丰富等优点,“软件即是仪器”最本质地刻画出虚拟仪器的特征。

美国国家仪器公司(NI)在20世纪80年代最早提出了虚拟仪器(Virtual Instrument,VI)的概念。近30年来,虚拟仪器这种计算机操纵的模块化仪器系统在世界范围内已得到了广泛的认同和应用。近几年来,我国对虚拟仪器应用的需求开始急剧增长,虚拟仪器的应用范围也在不断扩大。特别是伴随着计算机技术的飞速发展,高性能的计算机推动了以软件作为核心的虚拟仪器技术的快速发展。虚拟仪器技术已被广泛应用于军事、科研、测量、检测、计量、测控等众多领域。

本书的第1版自2007年出版以来,得到了读者的鼓励和鞭策,并提出了许多宝贵意见,编者十分感谢。这次再版结合虚拟仪器技术的最新发展在内容方面进行了相应的增删,并对第1版中出现的印刷错误进行了修订。

本次再版以美国国家仪器公司最新推出的LabVIEW 2010图形化编程语言为虚拟仪器开发平台,介绍虚拟仪器的基本原理与设计方法,并给出大量的虚拟仪器设计实例,其目的是通过理论与实例结合的方式,图文并茂,深入浅出地介绍虚拟仪器的设计方法和技巧。

全书分为8章。第1章简要介绍虚拟仪器的基本概念和组成;第2章介绍GPIB,VXI,PXI,LXI等几种目前用于虚拟仪器的专用总线;第3章讲述程控仪器标准命令(SCPI)、虚拟仪器软件结构(VISA)、虚拟仪器驱动程序等虚拟仪器软件标准;第4章介绍图形化编程语言LabVIEW的基本特性以及LabVIEW 2010的编程环境与虚拟仪器的创建步骤和调试方法;第5章介绍程序结构,字符串、数组和簇,局部变量和全局变量,文件操作,图形显示等几种LabVIEW编程中常用的控件和函数的用法;第6章结合实例,介绍在LabVIEW中进行数据采集、信号产生、信号分析与处理的方法和技巧;第7章介绍串行通信,TCP/UDP网络通信,NI的DataSocket通信,共享变量,IrDA无线数据通信的LabVIEW实现方法;第8章从工程实用的角度出发,结合实例,介绍虚拟仪器的工程设计。

本书配有电子课件等教辅资料,读者可以登录电子工业出版社华信教育资源网www.hxedu.com.cn下载。

本书在编写过程中,南京理工大学的朱晓华教授对书稿进行了详尽的审阅,提出了许多宝贵意见。南京理工大学电子工程系的老师们对本书的编写给予了大力的支持与帮助。在此,谨向他们表示最诚挚的谢意。

由于虚拟仪器技术发展迅速,应用广泛,限于编者水平,缺点错误在所难免,欢迎读者批评指正。

编者

2012年3月