《虚拟仪器技术》教学大纲.docx
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《虚拟仪器技术》教学大纲
VirtualInstrumentsTechnology
课程编码：
12A08141 学分：
2.5 课程类别：
专业方向课
计划学时：
48 其中讲课：
32 实验或实践：
16 上机：
0
适用专业：
电子信息科学与技术
推荐教材：
胡乾苗，《LabVIEW虚拟仪器设计与应用》，清华大学出版社，2015年
参考书目：
1. 黄松岭等，《虚拟仪器设计教程》，清华大学出版社，2015年
2. 林静等，《LabVIEW虚拟仪器程序设计从入门到精通》，人民邮电出版社，2010年
3. 岂兴明等，《LabVIEW入门与实战开发100例》，电子工业出版社，2011年
课程的教学目的与任务
本课程的教学目的是使学生掌握虚拟仪器的概念、虚拟仪器系统的基本构成及基本设计方法。
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。
课程的主要任务是本课程着重讨论虚拟仪器系统软件的设计方法。
介绍虚拟仪器在测量、仪器控制、信号分析等方面的应用。
课程的基本要求
1、通过课堂讲解使学生掌握。
掌握虚拟仪器的基本原理、虚拟仪器的体系结构、虚拟仪器的软硬件系统等基本知识。
熟悉虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW的工作原理，掌握LabVIEW程序设计的基本原理与方法。
掌握基于LabVIEW的信号分析与处理的基本方法和技能。
能够综合运用虚拟仪器和LabVIEW的相关知识，完成一项较为复杂和完善的虚拟仪器的设计任务。
2、通过实验，使学生熟悉虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW的编辑环境，能独立进行程序的编辑、调试和运行，初步掌握一些调试程序的方法与技巧。
3、要求学生在学完本课程后，能运用LabVIEW程序设计的基本理论，对问题进行独立分析，写出问题的求解步骤，然后用G语言编程解决该问题。
各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验）
第一章 虚拟仪器基础 建议学时：
2
[教学目的与要求] 掌握虚拟仪器的构成、特点，虚拟仪器的软硬件系统。
了解虚拟仪 器的开发环境及设计方法，以及虚拟仪器在测试、测量及自动化领域中的应用等。
[教学重点与难点] 虚拟仪器的构成，虚拟仪器的软硬件系统，虚拟仪器的开发环境及设计方法。
[授 课 方 法] 课堂讲授，演示式教学，课堂多媒体教学。
[授 课 内 容]
一、虚拟仪器技术概述
二、虚拟仪器的构成及分类
三、虚拟仪器软件开发环境
第二章 LabVIEW基础 建议学时：
4
[教学目的与要求] 了解LabVIEW平台的特点、G语言的开发方法以及其用于开发虚拟仪器的优越性、LabVIEW应用解决方案。
熟悉LabVIEW编程软件的安装及使用，熟悉LabVIEW编程环境。
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。
[教学重点与难点]G语言及虚拟仪器的概念，LabVIEW常用的实用工具使用方法，VI及子VI创建、编辑技术和调试技术。
[授 课 方 法] 课堂讲授，演示式教学。
[授 课 内 容]
一、LabVIEW概述
二、LabVIEW编程环境
三、 LabVIEW帮助系统
四、LabVIEW的初步操作
五、子VI的创建与调用
六、VI的调试方法
实验1：
熟悉LabVIEW环境。
第三章 数据类型和操作 建议学时：
6
[教学目的与要求] 掌握LabVIEW的数据类型以及数学运算、布尔运算和比较运算的使用方法。
掌握变量的创建与使用方法，理解并掌握数组和簇的使用方法。
[教学重点与难点] 创建和调试subVI，数据类型以及数学运算、布尔运算和比较运算的使用。
变量的创建与使用方法，数组和簇的使用方法。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
一、LabVIEW的基本数据类型
二、数据运算
三、数组
四、簇
五、波形数据
六、不同数据函数的综合应用
实验2：
变量、数组与簇。
第四章 程序结构 建议学时：
6
[教学目的与要求] 熟练掌握循环、顺序结构、条件结构、事件结构的特点及使用方法，掌握公式节点的使用方法。
[教学重点与难点] 循环、顺序结构、条件结构、事件结构的特点及使用方法，掌握公式节点的使用方法。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
一、循环结构
二、条件结构
三、顺序结构
四、事件结构
五、公式节点
六、LabVIEW中变量的数值传递
实验3：
程序结构。
第五章 数据的图形显示 建议学时：
4
[教学目的与要求] 熟练掌握各种波形控件的使用方法。
[教学重点与难点] 各种波形控件的使用。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
一、波形显示
二、XY图和Express XY图
三、强度图形
四、三维图形
五、数字波形图
实验4：
显示控件操作。
第六章 文件I/O 建议学时：
4
[教学目的与要求] 熟练掌握文件I/O的特点及使用方法。
[教学重点与难点] 文件I/O的特点及使用方法。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
一、文件的类型
二、文件操作
三、常用文件类型的使用
四、二进制文件的写入与读取
五、据记录文件
六、压缩文件
七、高级文件I/O函数
实验5：
文件的读取及存储操作。
第七章 数据采集 建议学时：
6
[教学目的与要求] 理解数据采集的基本概念，熟练掌握DAQ的安装与配置并能熟练应用。
[教学重点与难点] 数据采集的基本概念，DAQ的安装与配置及应用。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
一、数据采集基础
二、数据采集卡的选用与配置
三、NIDAQmx简介
四、DAQmx应用实例
实验6：
数据采集。
第八章 数字信号处理 建议学时：
4
[教学目的与要求] 熟悉LabVIEW环境中有关数学分析和信号处理的相关功能模块，并能熟练掌握利用LabVIEW进行数学分析和信号处理的方法。
[教学重点与难点] 利用LabVIEW进行数学分析和信号处理。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
一、信号产生
二、波形调理和波形测量
三、信号的时域分析
四、信号的频域分析
五、窗函数
六、数字滤波器
七、逐点分析库
实验7：
频谱分析仪。
第九章 虚拟仪器通信技术 建议学时：
4
[教学目的与要求] 了解基于网络的数据采集方案，理解DataSocket技术，熟悉TCP、UDP协议及串行通信的实现。
[教学重点与难点]TCP、UDP、DataSocket及串行通信的实现。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
一、TCP通信
二、UDP通信
三、DataSocket通信技术
四、串行通信
实验8：
串行通信。
第十章 LabVIEW常用编程技巧 建议学时：
2
[教学目的与要求] 掌握属性节点和方法节点的使用方法。
掌握程序创建与维护的方法 。
[教学重点与难点] 属性节点和方法节点的使用。
程序创建与维护的方法。
[授 课 方 法] 课堂讲授，演示式教学。
[授 课 内 容]
一、VI属性设置
二、人机交互界面设计
三、LabVIEW应用程序的制作
第十一章 应用程序开发设计方法 建议学时：
6
[教学目的与要求] 掌握虚拟仪器设计的原则及步骤，能够根据实际需求设计正确的虚拟仪器系统。
[教学重点与难点] 虚拟仪器的设计开发。
[授 课 方 法] 课堂讲授，演示式教学。
[授 课 内 容]
一、虚拟仪器的设计原则
二、虚拟仪器的设计步骤
三、虚拟仪器设计实例分析
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