Arduino与LabVIEW开发实战

推荐序一

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前　　言

第1章　Arduino基础 / 1

1.1　Arduino是什么 / 1

1.1.1　Arduino控制器系列 / 1

1.1.2　Arduino Uno控制器 / 4

1.2　搭建Arduino开发平台 / 7

1.2.1　安装驱动 / 7

1.2.2　Arduino IDE的使用 / 8

1.2.3　第一个项目——Blink / 10

1.2.4　Arduino程序框架 / 12

1.3　数字输入/输出 / 13

1.3.1　数字I/O的函数库 / 13

1.3.2　实验：百变流水灯 / 14

1.3.3　实验：“听话”的灯 / 15

1.4　模拟输入/输出 / 16

1.4.1　模拟I/O的函数库 / 16

1.4.2　实验：会呼吸的灯 / 17

1.4.3　实验：调光LED / 18

1.5　串口通信 / 19

1.5.1　串口函数库的使用 / 20

1.5.2　实验：回音壁 / 22

1.5.3　实验：串口电压表 / 23

1.6　时间函数 / 24

1.6.1　时间函数库 / 24

1.6.2　实验：系统已运行时间 / 25

第2章　LabVIEW基础 / 26

2.1　LabVIEW与虚拟仪器 / 26

2.1.1　什么是虚拟仪器 / 26

2.1.2　什么是LabVIEW / 27

2.1.3　数据流与图形化编程 / 27

2.2　认识LabVIEW / 29

2.2.1　前面板 / 29

2.2.2　程序框图 / 30

2.2.3　图标/连接器 / 31

2.2.4　第一个项目——Hello，World！/ 31

2.2.5　程序调试技术 / 32

2.3　数据类型与数据运算 / 33

2.3.1　数值型 / 33

2.3.2　枚举型 / 35

2.3.3　布尔型 / 36

2.3.4　数组 / 38

2.3.5　字符串 / 45

2.3.6　簇 / 51

2.4　程序结构 / 55

2.4.1　顺序结构 / 55

2.4.2　循环结构 / 57

2.4.3　条件结构 / 61

2.4.4　定时结构 / 63

2.4.5　事件结构 / 65

2.4.6　公式节点 / 67

2.4.7　局部变量与全局变量 / 68

2.5　波形显示 / 70

2.5.1　波形图表 / 70

2.5.2　波形图 / 71

2.5.3　XY图 / 73

2.6　文件I/O / 75

2.6.1　文本文件的读写 / 75

2.6.2　电子表格文件的读写 / 76

2.6.3　二进制文件的读写 / 79

2.7　信号分析与处理 / 82

2.7.1　数字滤波 / 82

2.7.2　曲线拟合 / 84

2.8　设计模式 / 86

2.8.1　事件处理循环模式 / 87

2.8.2　状态机模式 / 89

第3章　如何连接Arduino与LabVIEW / 91

3.1　LabVIEW Interface for Arduino方式 / 91

3.1.1　LIAT的下载与安装 / 92

3.1.2　LIAT函数库及使用 / 94

3.2　串口控制方式 / 105

3.2.1　串口通信 / 105

3.2.2　VISA函数库的使用 / 110

3.2.3　实验：Arduino与LabVIEW串口通信的实现 / 112

3.3　无线串口方式 / 116

3.3.1　Bluetooth / 117

3.3.2　APC220 / 123

3.3.3　ZigBee / 127

3.4　Ethernet方式 / 138

3.4.1　Ethernet硬件简介 / 138

3.4.2　Ethernet库及使用 / 140

3.4.3　TCP函数库的使用 / 147

3.4.4　实验：基于Ethernet的Arduino与LabVIEW通信实现 / 152

第4章　基础实验篇 / 156

4.1　实验：闪烁灯 / 156

4.2　实验：流水灯 / 157

4.3　实验：虚拟电压表 / 159

4.4　实验：会呼吸的灯 / 160

4.5　实验：RGB调色 / 162

4.6　实验：简易示波器 / 163

4.7　实验：数据采集卡 / 164

4.8　实验：单个舵机的控制 / 166

4.9　实验：多个舵机的控制 / 167

4.10　实验：液晶时钟 / 169

4.11　实验：液晶滚动显示 / 170

4.12　实验：数码管显示 / 171

4.13　实验：基于LM35的温度计 / 173

4.14　实验：基于热敏电阻的温度计 / 174

4.15　实验：基于光敏电阻的光强计 / 175

第5章　应用进阶篇 / 177

5.1　多路数据采集 / 177

5.1.1　概述 / 177

5.1.2　数据采集定义 / 177

5.1.3　Arduino部分设计 / 178

5.1.4　LabVIEW程序设计 / 180

5.1.5　实验与演示 / 182

5.1.6　小结 / 182

5.2　热电偶高温监测 / 182

5.2.1　概述 / 182

5.2.2　热电偶 / 183

5.2.3　MAX6675 / 184

5.2.4　Arduino部分设计 / 184

5.2.5　LabVIEW程序设计 / 186

5.2.6　实验与演示 / 187

5.2.7　小结 / 188

5.3　多路温度数字测量 / 189

5.3.1　概述 / 189

5.3.2　DS18B20 / 189

5.3.3　Arduino部分设计 / 190

5.3.4　LabVIEW程序设计 / 192

5.3.5　实验与演示 / 194

5.3.6　小结 / 195

5.4　温湿度测量 / 195

5.4.1　概述 / 195

5.4.2　DHT11 / 196

5.4.3　Arduino部分设计 / 197

5.4.4　LabVIEW程序设计 / 198

5.4.5　实验与演示 / 200

5.4.6　小结 / 200

5.5　超声波测距 / 200

5.5.1　概述 / 200

5.5.2　超声波传感器SR-04 / 201

5.5.3　Arduino部分设计 / 202

5.5.4　LabVIEW程序设计 / 204

5.5.5　小结 / 206

5.6　红外测距 / 207

5.6.1　概述 / 207

5.6.2　红外测距传感器 / 207

5.6.3　Arduino部分设计 / 208

5.6.4　LabVIEW程序设计 / 210

5.6.5　小结 / 213

5.7　小量程电子称重系统 / 213

5.7.1　概述 / 213

5.7.2　称重传感器 / 214

5.7.3　HX711 / 215

5.7.4　Arduino部分设计 / 218

5.7.5　LabVIEW程序设计 / 219

5.7.6　小结 / 225

第6章　实战项目篇 / 226

6.1　无线遥控智能小车 / 226

6.1.1　概述 / 226

6.1.2　传感与执行部分 / 227

6.1.3　Arduino部分设计 / 230

6.1.4　LabVIEW程序设计 / 235

6.1.5　调试与故障排除 / 240

6.1.6　小结 / 240

6.2　基于ZigBee的个人小型气象站 / 240

6.2.1　概述 / 240

6.2.2　传感器部分 / 241

6.2.3　Arduino部分设计 / 247

6.2.4　LabVIEW程序设计 / 250

6.2.5　调试与故障排除 / 254

6.2.6　小结 / 256

6.3　基于485总线的智能农业监测系统 / 256

6.3.1　概述 / 256

6.3.2　传感器部分 / 257

6.3.3　Arduino部分设计 / 260

6.3.4　LabVIEW程序设计 / 263

6.3.5　调试与故障排除 / 265

6.3.6　小结 / 266

6.4　基于网络的远程智能家居系统 / 266

6.4.1　概述 / 266

6.4.2　传感器及控制部分 / 267

6.4.3　Arduino部分设计 / 272

6.4.4　LabVIEW程序设计 / 275

6.4.5　调试与故障排除 / 276

6.4.6　小结 / 279

参考文献 / 280

沈金鑫编著的《Arduino与LabVIEW开发实战》按照由易到难的顺序编写。同时各章节相对独立，分为Arduino基础篇、LabVIEW基础篇、如何连接Arduino与LabVlEW、基础实验篇、应用进阶篇和实战项目篇，共六个章节。全书通过大量的实例和项目引导读者一步步掌握如何使用Arduino和LabVIEWI陕速搭建一个能够解决问题的系统原型。掌握这两个技术之后，你可以使用它们搭建测试的系统、控制的系统，以及其他任何需要上位机数据处理和下位机数据采集相结合的控制系统。《Arduino与LabVIEW开发实战》由沈金鑫编著。 《Arduino与LabVIEW开发实战》简介： Arduino和LabVIEW理念似乎有类似之处。它们分别为将原来复杂繁琐的单片机设计和软件设计变得简单化，使用户更加易于接受和学习；同时，这两者又有互补之处。Arduino控制器需要简单易用的上位机软件，实现较为复杂的运算与显示功能；LabVIEW软件需要便宜好用的下位机，负责采集数据和输出执行的任务；如果将两者结合起来组成上下位机系统，各司其职，分工协作，即可实现两者的功能互补。而如何使用Arduino控制器和LabVIEW软件，并将两者有机结合起来，做出基于Arduino控制器与LabVIEW软件的实际应用和项目正是本书想要解决的问题。【作者简介】沈金鑫 硕士研究生毕业于南京理工大学，研究方向为仪器仪表与自动化，对LabVIEW图形化程序开发技术颇有研究。他是一名Arduino业余开发爱好者，业余时间撰写了大量的Arduino、LabVIEW及结合两者开发的文章，是Geek-workshop社区最活跃的版主之一。他也是《无线电》等杂志著名的专栏作者之一。