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本书从测控应用的实际出发，系统地介绍LabWindows/CVI在数据采集和串口通信方面的应用技术。全书内容分为三篇（共12章）：基础知识篇介绍虚拟仪器的含义、结构和开发平台，LabWindows/CVI数据采集基础、串口通信基础、计数制与编码等；数据采集篇通过两个典型的数据采集卡讲解LabWindows/CVI数据采集程序的设计方法；串口通信篇通过PC、远程I/O模块、三菱PLC、西门子PLC、单片机、智能仪器等典型工控设备，详细讲解LabWindows/CVI开发串口通信及测控程序的设计方法。

目    录
基础知识篇
第1章  虚拟仪器设计概述	（2）
1.1  虚拟仪器含义与特点	（2）
1.1.1  虚拟仪器的产生	（2）
1.1.2  虚拟仪器的概念	（3）
1.1.3  虚拟仪器的特点	（4）
1.1.4  虚拟仪器的应用	（6）
1.2  虚拟仪器的结构	（7）
1.2.1  虚拟仪器的基本结构	（7）
1.2.2  虚拟仪器的构成方式	（8）
1.2.3  构建虚拟仪器的步骤	（10）
1.3  虚拟仪器的软件	（11）
1.3.1  虚拟仪器的软件结构	（11）
1.3.2  虚拟仪器的开发平台	（13）
1.4  虚拟仪器的设计原则和方法	（15）
1.4.1  虚拟仪器的设计原则	（15）
1.4.2  虚拟仪器的设计方法	（16）
第2章  LabWindows/CVI数据采集基础	（18）
2.1  数据采集系统概述	（18）
2.1.1  数据采集系统的含义	（18）
2.1.2  数据采集系统的功能	（19）
2.1.3  数据采集系统的硬件	（20）
2.1.4  数据采集系统的软件	（21）
2.1.5  数据采集系统的输入与输出信号	（22）
2.2  数据采集卡	（24）
2.2.1  数据采集卡的产生	（24）
2.2.2  数据采集卡的组成	（25）
2.2.3  数据采集卡的功能	（26）
2.2.4  数据采集卡的类型	（26）
2.2.5  数据采集卡的性能指标	（28）
2.2.6  数据采集卡的选择	（30）
2.3  基于PC的DAQ系统组成	（31）
2.3.1  硬件子系统	（31）
2.3.2  软件子系统	（32）
2.3.3  DAQ仪器的特点	（33）
2.4  LabWindows/CVI数据采集函数库的使用	（34）
2.4.1  Traditional NI-DAQ函数厍	（34）
2.4.2  Easy I/O for DAQ函数库	（39）
2.4.3  数据采集卡的端口操作函数	（41）
2.5  基于声卡的LabWindows/CVI数据采集	（41）
2.5.1  声卡的基本常识	（41）
2.5.2  基于声卡采集的虚拟示波器	（46）
第3章  LabWindows/CVI串口通信基础	（52）
3.1  串行通信概述	（52）
3.1.1  串行通信的基本概念	（52）
3.1.2  串行通信协议	（56）
3.1.3  串行通信的接口标准	（61）
3.1.4  串行通信线路连接	（65）
3.1.5  串口调试工具	（67）
3.2   计数制与编码	（69）
3.2.1  计数制	（69）
3.2.2  计数制转换及其程序设计	（72）
3.2.3  字符编码	（78）
3.3  LabWindows/CVI串口通信函数	（80）
3.3.1  串行口打开/关闭函数	（80）
3.3.2  串行口输入/输出函数	（81）
3.3.3  串行口控制函数	（82）
3.3.4  串行口状态查询函数	（83）
3.3.5  串行口事件处理函数	（83）
3.3.6  调制解调文件传输函数	（84）
数据采集篇
第4章  NI数据采集卡测控实例	（86）
4.1  NI PCI-6023E数据采集卡的安装与测试	（86）
4.1.1  PCI-6023E数据采集卡简介	（86）
4.1.2  安装LabWindows/CVI的DAQ设备驱动程序	（88）
4.1.3  PCI-6023E数据采集卡的参数设置与测试	（90）
4.2  模拟量输入程序设计	（93）
4.2.1  设计任务	（93）
4.2.2  线路连接	（93）
4.2.3  任务实现	（93）
4.3  数字量输入程序设计	（106）
4.3.1  设计任务	（106）
4.3.2  线路连接	（106）
4.3.3  任务实现	（107）
4.4  数字量输出程序设计	（109）
4.4.1  设计任务	（109）
4.4.2  线路连接	（109）
4.4.3  任务实现	（110）
4.5  温度测控程序设计	（112）
4.5.1  设计任务	（112）
4.5.2  线路连接	（113）
4.5.3  任务实现	（113）
第5章  研华数据采集卡测控实例	（118）
5.1  研华PCI-1710HG数据采集卡的安装与测试	（118）
5.1.1  PCI-1710HG多功能板卡介绍	（118）
5.1.2  用PCI-1710HG多功能板卡组成的测控系统	（119）
5.1.3  PCI-1710HG板卡设备的安装	（121）
5.1.4  PCI-1710HG板卡设备的测试	（123）
5.1.5  ActiveDAQ控件的安装	（125）
5.2  模拟量输入程序设计	（125）
5.2.1  设计任务	（125）
5.2.2  线路连接	（125）
5.2.3  任务实现	（126）
5.3  模拟量输出程序设计	（133）
5.3.1  设计任务	（133）
5.3.2  线路连接	（134）
5.3.3  任务实现	（134）
5.4  数字量输入程序设计	（141）
5.4.1  设计任务	（141）
5.4.2  线路连接	（142）
5.4.3  任务实现	（142）
5.5  数字量输出程序设计	（148）
5.5.1  设计任务	（148）
5.5.2  线路连接	（148）
5.5.3  任务实现	（148）
5.6  温度测控程序设计	（154）
5.6.1  设计任务	（154）
5.6.2  线路连接	（154）
5.6.3  任务实现	（155）
 
串口通信篇
第6章  PC与PC串口通信及应用	（166）
6.1  PC中的串行端口	（166）
6.1.1  查看串行端口信息	（166）
6.1.2  虚拟串口的使用	（167）
6.2  PC与PC串口通信程序设计	（169）
6.2.1  设计任务	（169）
6.2.2  线路连接	（169）
6.2.3  串口通信调试	（170）
6.2.4  任务实现	（171）
6.3  PC双串口互通信程序设计	（174）
6.3.1  设计任务	（174）
6.3.2  线路连接	（174）
6.3.3  串口通信调试	（175）
6.3.4  任务实现	（176）
第7章  PC与远程I/O模块串口通信	（180）
7.1  典型分布式I/O模块简介	（180）
7.1.1  集散控制系统的结构与特点	（180）
7.1.2  ADAM4000远程数据采集控制系统	（182）
7.1.3  ADAM4000系列模块简介	（184）
7.1.4  ADAM4000系列模块的软件安装	（191）
7.2  模拟电压采集程序设计	（193）
7.2.1  设计任务	（193）
7.2.2  线路连接	（193）
7.2.3  串口通信调试	（194）
7.2.4  任务实现	（194）
7.3  模拟电压输出程序设计	（198）
7.3.1  设计任务	（198）
7.3.2  线路连接	（198）
7.3.3  串口通信调试	（199）
7.3.4  任务实现	（199）
7.4  开关信号输入程序设计	（202）
7.4.1  设计任务	（202）
7.4.2  线路连接	（202）
7.4.3  串口通信调试	（203）
7.4.4  任务实现	（203）
7.5  开关信号输出程序设计	（208）
7.5.1  设计任务	（208）
7.5.2  线路连接	（208）
7.5.3  串口通信调试	（209）
7.5.4  任务实现	（209）
7.6  温度测控程序设计	（212）
7.6.1  设计任务	（212）
7.6.2  线路连接	（212）
7.6.3  串口通信调试	（213）
7.6.4  任务实现	（214）
第8章  PC与三菱PLC串口通信	（219）
8.1  三菱PLC特殊功能模块与通信协议	（219）
8.1.1  FX2N系列PLC的特殊功能模块	（219）
8.1.2  三菱PLC编程口通信协议	（229）
8.2  模拟电压采集程序设计	（236）
8.2.1  设计任务	（236）
8.2.2  线路连接	（236）
8.2.3  PLC端电压输入程序	（237）
8.2.4  串口通信调试	（239）
8.2.5  任务实现	（240）
8.3  模拟电压输出程序设计	（243）
8.3.1  设计任务	（243）
8.3.2  线路连接	（243）
8.3.3  PLC端电压输出程序	（244）
8.3.4  串口通信调试	（246）
8.3.5  任务实现	（247）
8.4  开关信号输入程序设计	（250）
8.4.1  设计任务	（250）
8.4.2  线路连接	（250）
8.4.3  串口通信调试	（251）
8.4.4  任务实现	（252）
8.5  开关信号输出程序设计	（255）
8.5.1  设计任务	（256）
8.5.2  任务实现	（256）
8.5.3  串口通信调试	（256）
8.5.4  任务实现	（257）
8.6  温度测控程序设计	（262）
8.6.1  设计任务	（262）
8.6.2  线路连接	（262）
8.6.3  PLC端温度测控程序	（263）
8.6.4  串口通信调试	（265）
8.6.5  任务实现	（266）
第9章  PC与西门子PLC串口通信	（270）
9.1  西门子PLC模拟量扩展模块与通信协议	（270）
9.1.1  西门子S7-200 PLC的模拟量扩展模块	（270）
9.1.2  西门子S7-200 PLC PPI通信协议	（275）
9.2  模拟电压采集程序设计	（278）
9.2.1  设计任务	（279）
9.2.2  线路连接	（279）
9.2.3  PLC端电压输入程序	（280）
9.2.4  串口通信调试	（281）
9.2.5  任务实现	（282）
9.3  模拟电压输出程序设计	（286）
9.3.1  设计任务	（286）
9.3.2  线路连接	（286）
9.3.3  PLC端电压输出程序	（287）
9.3.4  串口通信调试	（288）
9.3.5  任务实现	（289）
9.4  开关信号输入程序设计	（293）
9.4.1  设计任务	（293）
9.4.2  线路连接	（293）
9.4.3  串口通信调试	（294）
9.4.4  任务实现	（295）
9.5  开关信号输出程序设计	（299）
9.5.1  设计任务	（299）
9.5.2  线路连接	（299）
9.5.3  串口通信调试	（300）
9.5.4  任务实现	（300）
9.6  温度测控程序设计	（304）
9.6.1  设计任务	（304）
9.6.2  线路连接	（304）
9.6.3  PLC端温度测控程序	（305）
9.6.4  串口通信调试	（307）
9.6.5  任务实现	（308）
第10章  PC与单片机串口通信	（312）
10.1  典型单片机开发板简介	（312）
10.1.1  单片机测控系统的组成	（312）
10.1.2  单片机开发板B的功能	（314）
10.1.3  单片机开发板B的主要电路	（316）
10.2  模拟电压采集程序设计	（319）
10.2.1  设计任务	（319）
10.2.2  线路连接	（319）
10.2.3  单片机端C51程序	（321）
10.2.4  串口通信调试	（325）
10.2.5  任务实现	（325）
10.3  模拟电压输出程序设计	（328）
10.3.1  设计任务	（328）
10.3.2  线路连接	（328）
10.3.3  单片机端C51程序	（329）
10.3.4  串口通信调试	（332）
10.3.5  任务实现	（333）
10.4  开关信号输入程序设计	（335）
10.4.1  设计任务	（335）
10.4.2  线路连接	（335）
10.4.3  单片机端C51程序	（336）
10.4.4  串口通信调试	（338）
10.4.5  任务实现	（339）
10.5  开关信号输出程序设计	（341）
10.5.1  设计任务	（341）
10.5.2  线路连接	（342）
10.5.3  单片机端C51程序	（343）
10.5.4  串口通信调试	（344）
10.5.5  任务实现	（345）
10.6  温度测控程序设计	（347）
10.6.1  设计任务	（347）
10.6.2  线路连接	（347）
10.6.3  单片机端Pt100温度检测C51程序	（348）
10.6.4  单片机端DS18B20温度检测C51程序	（353）
10.6.5  串口通信调试	（358）
10.6.6  任务实现	（359）
第11章  PC与智能仪器串口通信	（363）
11.1  典型智能仪器简介	（363）
11.1.1  智能仪器的结构与特点	（363）
11.1.2  XMT-3000A型智能仪器的通信协议	（364）
11.2  单台智能仪器温度测量程序设计	（367）
11.2.1  设计任务	（367）
11.2.2  线路连接	（367）
11.2.3  串口通信调试	（368）
11.2.4  任务实现	（370）
11.3  多台智能仪器温度测量程序设计	（375）
11.3.1  设计任务	（375）
11.3.2  线路连接	（375）
11.3.3  串口通信调试	（376）
11.3.4  任务实现	（377）
第12章  PC与GSM短信模块串口通信	（383）
12.1  GSM网络短信测控技术	（383）
12.1.1  GSM短信测控系统的特点与组成	（383）
12.1.2  AT指令介绍	（387）
12.1.3  超级终端的使用	（391）
12.2  短信发送与接收程序设计	（396）
12.2.1  设计任务	（396）
12.2.2  线路连接	（396）
12.2.3  单片机端C51短信发送程序	（397）
12.2.4  单片机端C51短信接收程序	（405）
12.2.5  任务实现	（411）
参考文献	（416）

前    言
随着微电子技术、计算机技术和通信技术的迅速发展，测控技术与仪器科学领域发生了巨大的变化，美国国家仪器公司（NI）于20世纪80年代中期首先提出了基于计算机技术的虚拟仪器概念，随后研制和推出了基于多种总线系统和开发平台的虚拟仪器，把现代测试及仪器科学技术带入了新的发展时期。
虚拟仪器编程语言LabWindows/CVI是NI公司开发的Measurement Studio软件组中的一员，它是32位的面向计算机测控领域的虚拟仪器软件开发平台，可以在多操作系统下运行。LabWindows/CVI是以ANSI C为核心的交互式虚拟仪器开发环境，它将功能强大的C语言与测控技术有机结合，具有灵活的交互式编程方法和丰富的库函数，为开发人员建立检测系统、自动测试环境、数据采集系统、过程监控系统等提供了理想的软件开发环境。
LabWindows/CVI主要应用在各种测试、控制、故障分析及信息处理软件的开发中，与NI公司开发的另一个虚拟仪器开发工具LabVIEW相比，它更适合中、大型复杂测试软件的开发。基于LabWindows/CVI设计的虚拟仪器，在无损检测、电力仪表系统、温控系统、流程控制系统、故障诊断和医疗等领域中发挥着重要的作用。LabWindows/CVI已经成为测控领域最受欢迎的开发平台之一，并且已得到较为广泛的应用。
虚拟仪器软件要实现仪器功能，一项重要的任务是获取被测对象的数据，因此，数据采集和通信是LabWindows/CVI的核心技术。
本书从测控应用实际出发，系统地介绍了LabWindows/CVI在数据采集和串口通信方面的应用技术。全书内容分为三篇：基础知识篇介绍虚拟仪器的含义、结构和开发平台，LabWindows/CVI数据采集基础、串口通信基础、计数制与编码等；数据采集篇通过两个典型的数据采集卡讲解了LabWindows/CVI数据采集程序的设计方法；串口通信篇通过PC、远程I/O模块、三菱PLC、西门子PLC、单片机、智能仪器等典型工控设备，详细讲解LabWindows/CVI开发串口通信及测控程序的设计方法。
本书的特色在于通过大量典型实例，详细介绍LabWindows/CVI数据采集与串口通信的编程方法，弥补了LabWindows/CVI同类书籍在测控实践方面的缺憾，因此对LabWindows/CVI测控领域的学习者具有很好的参考价值。
本书由石河子大学李江全编编写第1、10章，欧阳异能编写第2、3章，陈江春编写第4、6章，冯静安编写第5章，刘恩博编写第7、11章，刘姣娣编写第8章，李华编写第12章，塔里木大学张洪洲编写第9章，全书由李江全教授担任主编并统稿，刘恩博、欧阳异能、冯静安担任副主编。参与本书编写工作的还有田敏、郑瑶、李伟、李宏伟、郑重、汤智辉、胡蓉等老师。研华科技、电子开发网等公司为本书提供了大量的技术支持，编者借此机会对他们致以深深的谢意。
由于编者水平有限，书中难免存在不妥或错误之处，恳请广大读者批评指正。
编  者  
                                            2013年9月

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