LabWindows虚拟仪器设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防工业出版社（图书发行部）（新时代出版社）

作者:史君成,张淑伟,律淑珍

出品人:

页数:349

译者:

出版时间:2007-4

价格:33.00元

装帧:

isbn号码:9787118050516

丛书系列:

图书标签:

• LabWindows/CVI
• 虚拟仪器
• 仪器控制
• 数据采集
• 测试测量
• 编程
• 软件开发
• 自动化测试
• LabVIEW
• 工程应用

《LabWindows/CVI：从原理到实践的虚拟仪器开发指南》 本书旨在为读者提供一套系统而深入的虚拟仪器设计与开发方法论，帮助工程师和技术人员掌握使用National Instruments LabWindows/CVI（以下简称CVI）平台构建高性能、高可靠性虚拟仪器的关键技术。内容不涉及特定设备厂商的专有驱动或应用程序，而是聚焦于通用的虚拟仪器设计理念、软件工程实践以及CVI核心功能的应用。 第一部分：虚拟仪器设计基础与CVI平台概览 本部分将首先深入探讨虚拟仪器的核心概念，包括虚拟仪器的定义、优势、组成部分（硬件接口、软件控制、用户界面），以及与传统仪器的区别。我们将分析虚拟仪器在现代测试测量、数据采集和自动化控制领域的广泛应用，并强调其灵活性、可扩展性和成本效益。 随后，本书将详细介绍LabWindows/CVI集成开发环境（IDE）的架构和核心组件。读者将熟悉CVI的工作流程，包括项目创建、源代码编辑、用户界面设计、编译调试和部署。我们将深入讲解CVI的面板（Panel）和控件（Controls）概念，为构建直观易用的用户界面奠定基础。此外，还将介绍CVI的内置库函数，涵盖用户界面元素、文件I/O、字符串处理、数学运算等，为后续的深入开发做好铺垫。 第二部分：硬件接口与数据采集技术 虚拟仪器的核心在于软件与物理世界的交互，本部分将聚焦于实现这一目标的关键技术。我们将详细阐述各种硬件接口的原理与应用，重点包括： 通用串行总线（USB）接口： 介绍USB协议的工作原理，以及如何利用CVI提供的USB库函数与USB设备进行通信，包括设备枚举、数据传输（块传输、中断传输）和控制传输。我们将分析常见的USB设备类型，如USB数据采集卡、USB信号发生器等，并提供相应的编程示例。 串行通信（RS-232/RS-485）： 讲解串行通信的基本概念，包括波特率、数据位、停止位、校验位等参数的设置。我们将深入介绍CVI的串口库函数，演示如何打开、配置、读写串口，以及如何处理可能的错误和异常。 IEEE 488.2（GPIB）接口： 阐述GPIB协议的特点和优势，以及如何在CVI中利用GPIB库函数与GPIB设备进行高效通信。我们将详细介绍GPIB命令的构成、查询和命令的发送，以及如何处理GPIB设备的响应。 以太网（TCP/IP）通信： 介绍TCP/IP协议栈的基本原理，以及如何利用CVI的TCP/IP库函数实现基于网络的服务和客户端。我们将演示如何建立TCP连接，发送和接收数据，以及如何处理网络通信中的常见问题。 数据采集卡（DAQ）集成： 重点介绍如何利用CVI与通用的数据采集卡进行集成。我们将讲解DAQ卡的基本结构，包括模拟输入（AI）、模拟输出（AO）、数字输入（DI）、数字输出（DO）和计数器（Counters）等功能。本书将详细介绍CVI提供的DAQmx库函数（或早期NI-DAQ驱动的接口），指导读者如何配置DAQ通道、采样率、触发方式，并实现数据的采集和写入。 第三部分：用户界面设计与交互 一个优秀的虚拟仪器不仅功能强大，更需要具备直观易用的用户界面（UI）。本部分将深入探讨CVI的用户界面设计原则和实践。 控件的灵活运用： 除了基本的按钮、文本框、列表框等，我们将重点介绍CVI中更高级的控件，如图表控件（Graph Controls）用于实时数据显示和波形显示，表格控件（Table Controls）用于组织和展示数据，以及进度条（Progress Bar）用于指示操作进度等。 事件驱动编程模型： 详细讲解CVI的事件驱动编程模型，这是构建响应式用户界面的核心。读者将学会如何创建回调函数（Callback Functions）来响应用户的操作，如按钮点击、滑块拖动、菜单选择等，并实现相应的逻辑。 动态界面生成与布局： 介绍如何动态创建和销毁用户界面元素，以及如何实现灵活的界面布局，以适应不同分辨率的显示器和用户偏好。 用户体验设计： 探讨用户体验（UX）设计的基本原则，包括信息架构、导航设计、反馈机制等，以及如何在CVI中实现这些原则，从而提升虚拟仪器的易用性和用户满意度。 第四部分：信号处理与数据分析 虚拟仪器往往需要对采集到的数据进行实时的处理和分析。本部分将重点介绍CVI中常用的信号处理和数据分析技术。 信号处理基础： 讲解滤波（低通、高通、带通、带阻）、傅里叶变换（FFT）等基本信号处理技术。我们将介绍CVI提供的数学库函数，演示如何实现这些处理算法，并分析处理后的结果。 数据可视化与绘图： 深入讲解CVI的绘图功能，包括绘制线图、散点图、柱状图、饼图等。我们将演示如何动态更新图表，以实现实时数据的可视化，并讨论如何根据不同的数据类型选择合适的绘图方式。 数据统计与分析： 介绍常用的数据统计方法，如均值、标准差、峰值、 RMS值等，并演示如何在CVI中实现这些计算。我们将探讨如何利用CVI进行数据的趋势分析、异常检测等。 集成外部分析库： 简要介绍如何通过DLL或ActiveX控件等方式，将外部强大的信号处理和数据分析库集成到CVI开发的虚拟仪器中，以满足更复杂的分析需求。 第五部分：软件工程实践与高级主题 为了构建健壮、可维护的虚拟仪器，良好的软件工程实践至关重要。本部分将探讨一些高级主题和最佳实践。 模块化设计与代码重用： 强调将复杂的虚拟仪器分解为更小的、可管理的模块（如功能库、DLL），以提高代码的可读性、可维护性和可重用性。 错误处理与异常管理： 详细讲解CVI的错误处理机制，包括如何使用`GetUserError`、`SetUserError`等函数，以及如何设计健壮的错误处理流程，确保虚拟仪器在异常情况下能够优雅地运行。 多线程与并发处理： 介绍在CVI中实现多线程编程的技术，以提高程序的响应速度和处理效率，例如在后台进行数据采集和处理，同时保持用户界面的流畅。 状态机设计模式： 讲解状态机设计模式在虚拟仪器开发中的应用，如何通过状态机来管理仪器的不同工作状态和流程，使其逻辑清晰、易于调试。 数据持久化与文件管理： 介绍CVI中丰富的文件I/O功能，如何将采集到的数据、配置参数等保存到文件中（如CSV、INI、二进制文件），以及如何从文件中读取数据，实现数据的持久化存储。 软件部署与打包： 指导读者如何将开发的虚拟仪器打包成可执行文件，并进行分发和部署，包括安装程序的创建等。 第六部分：案例分析与进阶应用 最后，本书将通过一系列精心设计的案例分析，将前面章节所学的理论知识和技术实践相结合。这些案例将涵盖不同类型的虚拟仪器应用，例如： 通用数据采集与显示系统： 构建一个能够连接多种数据采集卡，并实时显示多通道数据的虚拟仪器。 信号发生器控制软件： 开发一个能够通过GPIB或TCP/IP控制信号发生器，设置输出参数并采集其输出波形的虚拟仪器。 自动化测试序列构建器： 设计一个允许用户定义和执行一系列测试步骤，自动采集数据并生成测试报告的虚拟仪器。 嵌入式系统通信接口： 演示如何使用CVI与嵌入式设备进行串行或网络通信，实现远程控制和数据交互。 这些案例将逐步引导读者掌握从需求分析、系统设计、编码实现到测试部署的完整虚拟仪器开发流程，并深入理解CVI在解决实际工程问题中的强大能力。 本书适合于电子工程、自动化、计算机科学等相关领域的学生、工程师和科研人员。通过学习本书，读者将能够独立设计、开发和部署功能强大、界面友好的虚拟仪器，从而显著提高工作效率，优化测试测量流程。

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这本《LabWindows虚拟仪器设计》的书名听起来就让人充满期待，毕竟在自动化测试和数据采集领域，LabWindows/CVI 作为一个老牌而强大的平台，仍然有着不可替代的地位。我迫不及待地想看看作者是如何深入浅出地讲解如何利用这个平台构建高性能、用户友好的虚拟仪器的。尤其关注它在处理复杂信号采集、实时数据分析以及与各种硬件接口（比如 GPIB、PXI 等）通信方面的实践案例。如果书中能详细剖析一些常见的工程难题，比如如何优化内存管理以实现高速数据流的处理，或者如何设计出模块化、易于维护的软件架构，那就太棒了。我希望它不仅仅是一本工具书，更是一本能启发工程师思考设计模式和优化策略的实战指南。特别是对于那些刚刚接触 CVI 平台，或者希望将现有测试系统升级到更高水平的专业人士来说，一本详实、覆盖面广且具有前瞻性的技术手册是至关重要的。我期望它能提供大量贴近实际工业现场的“避坑”经验，而不是停留在教科书式的理论讲解上。

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对于我这种长期在嵌入式系统和上位机软件之间穿梭的工程师而言，一本优秀的工具书应该能够架起这两者之间的桥梁。《LabWindows虚拟仪器设计》如果能在书中探讨如何使用 CVI 作为中央控制站，来调度和管理分布在网络中的多个测试节点，那将是非常实用的内容。我特别关注书中关于网络通信协议（如 TCP/IP, UDP）在测试架构中的应用讲解，以及如何利用 CVI 的内置功能实现远程监控和诊断。如果作者能提供一套完整的、从底层驱动到顶层应用的系统集成范例，特别是涉及到复杂时间同步和数据一致性保证的章节，那这本书就真的抓住了现代分布式测试系统的核心痛点。我希望看到的不是零散的技术点罗列，而是一个完整、可复制的解决方案蓝图。

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说实话，市面上关于测试测量软件的书籍很多，但真正能把理论和实践完美结合的凤毛麟角。《LabWindows虚拟仪器设计》如果能做到这一点，那绝对是值得收藏的。我最关心的是它在“虚拟仪器”这个概念上的诠释深度。它是否超越了简单的“软件模拟硬件”的范畴，而是深入探讨了如何利用软件架构来更好地理解、控制和分析物理世界的信号？我期待看到关于状态机设计模式在仪器控制中的应用，以及如何用面向对象（Object-Oriented）的思想来构建可复用的测试模块。此外，对于数据可视化方面，如果书中能介绍如何利用 CVI 的绘图函数库实现高精度的波形显示、频谱分析图（FFT）的实时更新，并提供优化渲染速度的技巧，那无疑会大大提升这本书的实战价值。毕竟，工程师需要的是可靠、快速且美观的测试结果展示。

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我最近在寻找一本能够系统提升我 NI 平台软件开发能力的参考书，因此，《LabWindows虚拟仪器设计》这个标题立刻吸引了我。我个人更偏向于那种能够深度挖掘底层原理，同时又兼顾上层应用开发的书籍。例如，书中是否会详尽阐述 CVI 编译器的工作机制，以及如何通过精细的编程技巧来榨取硬件的最佳性能？对于图形用户界面（GUI）的设计部分，我非常好奇它是否会涉及最新的 UI/UX 趋势，毕竟一个直观的界面是虚拟仪器成功的关键。我希望看到的不仅仅是如何简单地拖放控件，而是如何利用 CVI 强大的回调函数机制和事件驱动模型，构建出响应灵敏、交互流畅的专业级控制面板。如果能辅以一些关于多线程编程和并发控制的先进技术讨论，那这本书的价值将倍增。毕竟，在现代测试系统中，并行处理能力是衡量一个系统是否先进的重要指标。

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我更倾向于那些能够教会我“为什么”而不是仅仅“怎么做”的书籍。因此，对于《LabWindows虚拟仪器设计》的评价，我会非常看重它在软件工程原则上给予的指导。它是否强调了代码的健壮性、可维护性和可移植性？在错误处理方面，书中是如何推荐设计一个既能快速定位问题，又不会在异常情况下导致系统崩溃的容错机制的？我希望看到关于如何利用版本控制工具与 CVI 项目协同工作，以及如何编写清晰、规范的注释和文档的实践建议。如果书中能将这些软件工程的最佳实践融入到 LabWindows 的具体代码实例中，而不是孤立地讨论理论，那么这本书就不仅仅是一本关于特定工具的书籍，而是一本关于如何构建高质量工程软件的宝贵教材。

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