《虚拟仪器》教学大纲(本科)

《虚拟仪器》教学大纲注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业
课：课程性质是指必修/限选/任选。

一、课程地位与课程目标
（一）课程地位
虚拟仪器是测控仪器发展的新形式。

虚拟仪器的实现原理是结合计算机的通用资源、通用硬件模块，利用软件实现传统仪器的功能，包括测量结果显示、仪器控制和数据存储分析等功能。

虚拟仪器的核心思想是“软件即仪器”0通过本课程的学习，使学生掌握虚拟仪器的基本概念、组成，了解虚拟仪器的发展方向。

课程的重点是实现虚拟仪器设计的开发软件学习，主要讲述目前比较流行的虚拟仪器软件开发环境一LabVIEW的编程方法。

课程采用理论学习和上机实验两种形式，使学生掌握图形化编程思想、LabVIEW的编程和调试方法、虚拟仪器软件设计的基本思想，初步具备一定的工程设计和应用能力。

（二）课程目标
通过本课程的学习，使学生掌握虚拟仪器的概念和编程基本思想，初步掌握利用LabVIEW 实现虚拟仪器功能的工程设计和应用能力，初步具备灵活的思维方法与开放的科学精神。

合格的学生将具备如下具体要求。

课程目标I掌握虚拟仪器的发展历史、基本组成及其在我国工业现代化进程中的作用。

课程目标2掌握虚拟仪器进行测量和控制所需要的接口总线类别和特点。

课程目标3具备LabVIEW初级编程能力，能够灵活运用各种编辑功能、结构代码、调试功能。

课程目标4具有信号采集和仪器控制的编程经历。

课程目标5能对工程测量和控制进行初步的虚拟仪器设计。

二、课程目标达成的途径与方法
主要通过课堂教学和上机实践，结合自学和独立程序设计，实现上述教学目标。

课堂教学：主要讲解虚拟仪器的基本原理、组成、总线类别等，结合当代测控技术发展趋势，表明虚拟仪器的发展潜力及在测控专业中的重要应用，提高对虚拟仪器的认识和兴趣。

讲解LabVIEW这一图形化编程语言的图形化和数据流编程思想，结合软件操作和实例演示介绍LabVIEW编程方法和技巧。

课堂教学尽可能引入互动环节，使同学们能更好地融入课堂教学，提高教学效果。

上机实践：是学生重点掌握LabVIEW编程技术的方法和途径，通过多个验证实验，带着编程任务，利用所学知识完成编程要求，不仅掌握编程方法，更是对编程思想的训练。

上机实践注重教师的指导，充分建立学生和教师之间地沟通，对任何疑问，教师能第一时间做有效的指导。

自学：学生对一些编程技巧的训练需要学生自己练习。

教师提供案例及代码，学生通过自学完成知识点的巩固掌握。

独立程序设计：对学生的综合设计能力的重要提升，也是对学习效果的考验。

三、课程目标与相关毕业要求的对应关系注：I .支撑强度分别填写H、M或L （其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低工
四、课程主要内容与基本要求
第1章虚拟仪器基础
了解虚拟仪器的发展历程，掌握虚拟仪器基本概念及特点，了解虚拟仪器在其在我国工业现代化进程中的作用，掌握LabVIEW编程环境、掌握LabVIEW的数据流编程思想。

第2章程序结构
掌握循环结构、条件结构、顺序结构以及公式节点。

第3章数据类型
掌握LabVIEW的基本数据类型以及数据结构。

第4章图形显示控件
掌握波形图控件以及XY图形控件的使用方法。

第5章字符串和文件I/O
掌握字符串控件及字符串函数；了解LabVIEW文件I/O的功能及使用方法，掌握测量数据的读取和保存功能。

第6章数据采集
了解数据采集软硬件环境和基本知识，理解简单的模拟信号采样及控制输出。

第7章信号分析与处理
了解常用信号分析与处理方法，掌握LabVIEW信号分析与处理的实现功能，能设计简单的滤波器。

第8章其他高级应用
掌握创建和使用局部变量与全局变量，掌握子VI的创建与调用，了解事件结构、状态机等进阶应用，理解项目工程的管理与程序优化。

五、课程学时安排
注：I.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。

（一）推荐教材：
1.虚拟仪器设计教程，黄松岭王珅赵伟著，清华大学出版社，2015,第1版.虚拟仪器设计基础教程，
黄松岭吴静著，清华大学出版社，2008,第1版（二）主要参考书：
LLabVIEW程序设计与应用,杨乐平李海涛杨磊，电子工业出版社,2005,第2版
2.现代测试技术及虚拟仪器，曹玲芝,北京航空航天大学出版社,2004,第1版。