《LabVIEW虚拟仪器》课程教学大纲

《LabVIEW虚拟仪器》课程教学大纲课程编号：04211752课程性质：专业方向课适合专业：电子科学与技术先修课程：微机原理、C语言、传感器与检测技术开设学期：第六学期考核方式：考查或考试总学时数：54学分：3（一）课程教学目标虚拟仪器系统是计算机系统与仪器系统技术相结合的产物，它利用计算机系统的强大功能，结合相应的硬件，突破传统仪器在数据处理、显示、传送等方面的限制，使用户可以方便地对其进行维护、扩展、升级等，广泛地应用在通讯、自动化、半导体、航空、电子、电力、生化制药和工业生产等各种领域。通过课程的学习，使学生掌握虚拟仪器系统的基本构成及基本设计思想，学习应用图形化语言进行编程和设计，熟练掌握LabVIEW软件的应用。以基于LabVIEW图形化编程语言的虚拟仪器开发平台为基础，学习掌握LabVIEW编程环境、编程方法、数据采集、信号分析与处理等方面的内容。同时在掌握基本理论知识和编程方法的基础上，能够从测量问题的本身出发，通过题目分析，电路组成等设计合理的测量方案，利用数据采集卡和相应的硬件设施，解决实际的测量问题。使学生掌握虚拟仪器系统软件的设计方法，提高计算机技术综合应用的能力。（二）课程的目的与任务通过本课程的学习，培养学生利用LabVIEW平台、结合传统测量技术，配合计算机技术解决生产实际中信息采集与处理问题的能力，为后续的其它专业技术课程的学习打下必要的基础。（三）理论教学的基本要求1．了解虚拟仪器的概念、虚拟仪器系统的结构及应用领域；2．掌握LabVIEW软件，学会数据采集、输出编程，虚拟仪器的数据传输和仪器控制编程；3．初步掌握虚拟仪器系统的综合设计方法。（四）实践教学要求实验项目编号实验项目名称实验内容提要学时分配实验类型每组人数必开/选开0421175201LabVIEW开发环境新建、打开、调试、运行VI，给VI做注释；数组与簇的创建及操作函数3验证性1必开0421175202基本命令For/While循环；Charts与Graphs3验证性1必开0421175203机构和公式分支结构、顺序结构与公式结点3验证性1必开0421175204创建电话本程序通过创建这样一个VI，学会1.菜单的创建与响应方法；2.子VI的创建与调用；3.对VI属性的设置；4.如何生成类似Windows中的对话框；5.Sequence(顺序)结构的概念与创建方法。6.顺序结构的本地变量的创建与引用。3综合性1必开0421175205变量全局变量与局部变量；Reference3验证性1必开0421175206字符串字符串、文件I/O；事件驱动3验证性1必开0421175207数据采集学习和掌握使用模拟的数据采集卡进行数据采集实验。3验证性1选开0421175208虚拟设计1虚拟温度显示仪3验证性1选开0421175209虚拟设计2虚拟信号发生器3综合性1选开0421175210虚拟设计3虚拟电压表的设计3综合性1选开（五）教学学时分配数章次各章名称总学时学时分配讲课上机实验课外自学小计1虚拟仪器基础4442LabVIEW编程环境64283LabVIEW基本操作64284数组、簇与图形显示64285结构控制64286文件的I/O管理64287数据采集方案64288仪器控制方案42269网络功能与通信422610信号产生与信号处理6428总计54361854（六）大纲内容第1章绪论教学目的了解虚拟仪器的概念、发展趋势、应用领域，熟悉使用LabVIEW的基本方法。教学基本要求熟悉LabVIEWTM7Express开发环境，掌握工具模板、控件模板、函数模板及其参数设置，熟悉各种工具使用方法。教学内容1、虚拟仪器技术概述2、LabVIEW概述3、虚拟仪器的开发平台教学重点和难点重点：虚拟仪器概念，LabVIEW的操作模板难点：LabVIEW语言编程基础教学提示多上机，熟悉LabVIEW软件界面第2章LabVIEW开发入门教学目的初步掌握VI及子VI创建、编辑技术和调试技术，熟悉常用的实用工具使用方法。教学基本要求学会创建VI，掌握VI编辑和调试技术、掌握创建子VI的方法教学内容1、创建一个VI2、VI编辑技术3、VI调试技术4、创建子VI教学重点和难点重点：VI的创建与编辑方法；子VI创建与调用。难点：VI程序的调试。教学提示讲授与上机结合第3章数据对象类型与操作教学目的熟悉各种对象属性及其操作。教学基本要求熟悉数值型对象、布尔型对象、字符串对象适用场合及其属性设置和操作。教学内容1、数值型对象2、布尔型对象及其操作3、字符串对象4、其它数据类型5、变量操作教学重点和难点重点：各种数据对象的结构难点：各种数据对象的调用操作教学提示注意局部变量与全局变量使用中的区别及注意事项。第4章数组、簇与图形显示教学目的学习创建和使用数组、簇，掌握图形显示常用的控件。教学基本要求了解数组、簇的概念、创建及其操作，熟悉图形显示常用的控件。教学内容1、数组2、簇3、图形显示教学重点和难点重点：数组的创建和初始化；簇的创建和使用。难点：簇的使用。教学提示以理论讲授为主第5章结构控制教学目的熟悉各种程序结构特点和区别、掌握各种结构的建立和使用方法。教学基本要求掌握循环结构，顺序结构，选择结构，事件结构的概念、组成、配置及操作、实际应用。教学内容循环结构，顺序结构，选择结构，事件结构教学重点和难点重点：各种循环结构的建立和应用。难点：各种循环结构的建立和应用。教学提示多看实例、多理解第6章文件的I/O管理教学目的掌握文件类型，熟悉各种文件的写入与读取教学基本要求了解文件I/O的操作节点分类、文件类型，熟悉波形文件的操作、测量数据文件操作方法。教学内容1、字符串与表格2、文件类型3、文件I/O的操作节点分类4、特殊的数据文件记录教学重点和难点重点：文件类型和I/O操作难点：文件I/O操作教学提示加强理解，以理论学习为主第7章数据采集方案教学目的通过学习数据采集系统基础、构成，掌握基于DAQ任务的程序设计。教学基本要求了解数据采集系统的结构，熟悉在MAX中添加DAQmx任务及通道的方法，初步掌握基于DAQ任务的程序设计，了解常用信号调理类型，熟悉添加和设置SCXI系统的方法。教学内容数据采集系统的组成，NIDAQ与MAX，在MAX中设置的DAQ系统，DAQ程序设计初步，信号调理基础，设置SCXI系统，测试SCXI虚拟数据通道。教学重点和难点重点：DAQ的设置和调用难点：DAQ的使用教学提示加强理解，多上机练习。第8章仪器控制方案教学目的通过学习仪器总线及驱动概述、LabVIEW中的仪器控制模板，掌握仪器控制程序设计。教学基本要求了解GPIB、VXI、VISA、IVI仪器总线功能，熟悉LabVIEW中的仪器控制模板，初步掌握仪器控制程序设计基本方法。教学内容1、仪器总线及其驱动概述2、LabVIEW中的仪器控制模板3、仪器控制程序设计教学重点和难点重点：串行通讯的基本概念；GPIB基本概念；VISA的基本概念。难点：GPIB仪器的编程控制。教学提示理论讲授为主第9章网络功能与通信教学目的掌握TCP\UDP\串行通信等编程。教学基本要求了解基于网络的DAQ方案，理解RDA技术和DataSocket技术，熟悉TCP协议、UDP协议。教学内容基于网络的DAQ方案，RDA技术，DataSocket技术，DataSocket程序设计，VIServer技术，WebServer技术与远程面板，TCP与UDP节点。教学重点和难点重点：几种基本网络设计方案难点：各种网络设计方案的实际使用教学提示理论讲授为主第10章信号产生与信号处理教学目的掌握信号产生与分析处理的方法。教学基本要求熟悉波形产生VI和监视、波形测量工具的特点、其使用方法，掌握信号的时域处理、频域处理方法。了解窗函数的概念，掌握数字滤波器对波形调理的使用方法。教学内容波形产生与监视，波形测量，信号处理，数字滤波器与窗函数。教学重点和难点重点：熟悉LabVIEW中的各种信号处理功能难点：在实际工程中的应用教学提示理论讲授与上机结合（七）课程有关说明通过本课程的学习，可以使学生掌握LabVIEW软件，学会数据采集、输出编程，虚拟仪器的数据传输和仪器控制编程，初步掌握虚拟仪器系统的综合设计方法。本课程属于任意选修课，考核方式以考查为主，以实验、考勤、平时作业、课程结课报告等形式来判定学生成绩等级。（八）主要教学方法与媒体要求理论课授课阶段采用传统授课模式和多媒体教学相结合的手段，实验课采取学生课程设计的形式自己编制程序，上机调试学习的手法。课程设计、课堂讨论、考勤、实验等为平时成绩。（九）使用教材及主要参考书[1]张爱平.LabVIEW入门与虚拟仪器[M].北京：电子工业出版社，2014.5.[2]杨乐平、李海涛、肖相生.LabVIEW程序设计与应用[M].北京：电子工业出版社，2013.8.[3]陈锡辉、张银鸿.LabVIEW8.20程序设计从入门到精通[M]北京：清华大学出版社，2007.7.[4]童刚.虚拟仪器实用编程技术[M].北京：电子工业出版