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本書以LabVIEW 2017為基礎(chǔ)，講述LabVIEW圖形化編程語(yǔ)言的原理，以及如何利用LabVIEW完成虛擬儀器設(shè)計(jì)。全書共15章，分為兩篇，分別是基礎(chǔ)知識(shí)篇（第1~13章）和實(shí)際應(yīng)用篇（第14、15章）。第1章，綜述虛擬儀器技術(shù)的構(gòu)建思想和方法論。第2~7章，講述LabVIEW圖形化編程語(yǔ)言的基本原理以及編程方法，內(nèi)容包括LabVIEW入門、基本數(shù)據(jù)類型、程序結(jié)構(gòu)、復(fù)合數(shù)據(jù)類型、文件I/O、圖形顯示及其他技巧。第8~12章，闡述如何利用LabVIEW去控制儀器硬件以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)信號(hào)的數(shù)據(jù)采集，內(nèi)容包括選擇專用的數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；利用計(jì)算機(jī)自帶的聲卡實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集；利用攝像頭完成圖像采集；儀器控制和控制單片機(jī)。第13章，講述用LabVIEW實(shí)現(xiàn)儀器應(yīng)用的若干算法和信號(hào)分析處理的相關(guān)知識(shí)。第14、15章，介紹利用LabVIEW完成有實(shí)際應(yīng)用背景的兩個(gè)虛擬儀器項(xiàng)目，分別是用LabVIEW構(gòu)建函數(shù)發(fā)生器和頻率計(jì)。本書可以作為大專院校虛擬儀器技術(shù)及相關(guān)課程的教材或教學(xué)參考書，也可供從事計(jì)算機(jī)化測(cè)量?jī)x器及系統(tǒng)構(gòu)建工作的工程技術(shù)人員使用。

前言
虛擬儀器技術(shù)誕生于20世紀(jì)80年代，經(jīng)過(guò)30多年的不斷發(fā)展和進(jìn)步，目前已廣泛應(yīng)用于許多行業(yè)和領(lǐng)域。
清華大學(xué)電機(jī)系虛擬儀器教學(xué)組，從1995年起開(kāi)始研究虛擬儀器的原理、技術(shù)及應(yīng)用，2000年建成了虛擬儀器教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，為全校多個(gè)院系的本科生和研究生開(kāi)設(shè)了多門設(shè)計(jì)型的虛擬儀器技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程。例如基于LabVIEW的虛擬儀器設(shè)計(jì)課程，就是在夏季學(xué)期面向電機(jī)系三年級(jí)本科生開(kāi)設(shè)的。本書第一作者從2008年起一直在系統(tǒng)講授該課程。該課程的教學(xué)采用基于項(xiàng)目、應(yīng)完成設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)模式，每年有30多名學(xué)生選修，集中授課兩星期。
盡管作者所在虛擬儀器教學(xué)組先后已出版了《LabVIEW 7.1編程與虛擬儀器設(shè)計(jì)》《虛擬儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程》和《虛擬儀器設(shè)計(jì)教程》3本教材，但在如何更好地開(kāi)展更有針對(duì)性的教學(xué)實(shí)踐中作者感到，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識(shí)，更好地進(jìn)行虛擬儀器教學(xué)，編寫一本新的虛擬儀器教材仍十分必要。歸納起來(lái)，有以下兩個(gè)主要原因：一是近年來(lái)，隨著虛擬儀器技術(shù)的不斷發(fā)展，為學(xué)生布置課程作業(yè)的選題逐年更新，無(wú)疑涉及有關(guān)虛擬儀器的新知識(shí)，鑒于此，在教材中十分有必要增加最新的虛擬儀器技術(shù)，以及這些新技術(shù)的典型應(yīng)用案例；二是在多年的教學(xué)實(shí)踐中，作者發(fā)現(xiàn)了一些學(xué)生學(xué)習(xí)用LabVIEW進(jìn)行虛擬儀器編程中常犯的錯(cuò)誤，并通過(guò)教學(xué)實(shí)踐和研究，對(duì)這些共性問(wèn)題進(jìn)行了梳理和總結(jié)，其中有些相關(guān)研究結(jié)果已發(fā)表在教學(xué)研究刊物上，將它們寫入新教材，無(wú)疑會(huì)對(duì)學(xué)生更深入、全面地體會(huì)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容起到針對(duì)性更強(qiáng)的啟發(fā)和幫助作用。同時(shí)，在新教材的編寫上，作者還將自己多年的教學(xué)體會(huì)和積累的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)等融匯其中，編寫出若干個(gè)新的更具典型性、啟發(fā)性的教學(xué)示例。
對(duì)初學(xué)者而言，建議在學(xué)習(xí)虛擬儀器相關(guān)知識(shí)過(guò)程中，對(duì)本書中提供的示例，要根據(jù)相關(guān)的講解及說(shuō)明等，自己動(dòng)手，將相應(yīng)的虛擬儀器程序編寫出來(lái)，并且對(duì)每一章最后提供的練習(xí)題也都做一做，以檢驗(yàn)自己對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握程度。實(shí)踐出真知。在學(xué)習(xí)本書第2~7章有關(guān)利用LabVIEW編寫虛擬儀器程序時(shí)，一定要多動(dòng)手、多實(shí)踐，即要強(qiáng)化自己主動(dòng)多編寫相關(guān)程序的意識(shí)；在學(xué)習(xí)第8~12章有關(guān)利用LabVIEW控制儀器硬件的相關(guān)知識(shí)時(shí)，更要多動(dòng)手、多練習(xí)，并且不僅要多編寫虛擬儀器程序，還要進(jìn)行必要的硬件連線等。
本書由郝麗高級(jí)工程師編寫，由趙偉教授審閱、修改。
感謝侯國(guó)屏教授、黃松嶺教授和王珅老師在虛擬儀器教學(xué)方面給予的幫助。感謝董甲瑞高級(jí)工程師幫助解決了虛擬儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境建設(shè)中的很多實(shí)際問(wèn)題。感謝汪芙平老師在信號(hào)處理方面提出的寶貴意見(jiàn)。感謝袁建生教授對(duì)本書第一作者多年的培養(yǎng)。感謝鄒軍教授的幫助。感謝這些年所教過(guò)以及輔導(dǎo)過(guò)的學(xué)生。
感謝NI中國(guó)有限公司院校合作經(jīng)理劉洋先生的支持和幫助。
感謝DIGILENT公司經(jīng)理李甫成先生的幫助。
感謝本書責(zé)任編輯盛東亮先生的鼓勵(lì)和建議。
編者2018年10月于清華園

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