《虚拟仪器原理与设计》课程教学大纲_2012版

《虚拟仪器原理与设计》课程教学大纲

课程名称：虚拟仪器原理与设计

英文名称：The Principle and Design of Virtual Instruments

课程编码：51510556

学时/学分：28/1.5

课程性质：选修课

适用专业：机械电子工程、机械设计制造及其自动化、过程装备与控制工程、材料成形与控制、车辆工程等。

先修课程：软件技术基础、计算机程序设计、机械工程测试技术

一、课程的目的与任务

虚拟仪器原理与设计是机电工程专业平台课程。通过本课程的学习可以获得虚拟仪器原理、虚拟仪器构成、基于LabVIEW的虚拟仪器设计等方面的基础知识，为今后的工程应用和项目开发打下一个良好的基础。通过本课程的学习应达到如下的基本要求：

（1）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。

（2）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。

（3）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。

二、教学内容及基本要求

第一章虚拟仪器概述

教学目的和要求：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。

教学难点和重点：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。

教学方法和手段：课堂多媒体教学。

课时安排：2学时

第一节虚拟仪器的基本概念、构成、分类及其特点

第二节虚拟仪器的开发环境及设计方法

第三节虚拟仪器在测试、测量和自动化领域中的应用

复习与作业要求：掌握虚拟仪器的基本概念、构成、分类及其特点，了解虚拟仪器的

开发环境及设计方法。

考核知识点：虚拟仪器的基本概念，虚拟仪器的构成、分类、特点及应用。

第二章LabVIEW基础

教学目的和要求：了解LabVIEW的编程环境、使用方法，掌握LabVIEW的基本数据类型，了解LabVIEW的帮助系统和范例系统等。

教学难点和重点：LabVIEW的使用方法，LabVIEW的基本数据类型。

教学方法和手段：课堂多媒体教学。

课时安排：2学时

第一节启动LabVIEW

第二节LabVIEW程序的基本构成

2.2.1 前面板和程序框图

2.2.2 菜单和工具条

2.2.3 图标和连接器

第三节LabVIEW的选板

2.3.1 工具选板

2.3.2 控件选板

2.3.3 函数选板

第四节LabVIEW的基本数据类型

2.4.1 数值数据类型

2.4.2 布尔数据类型

第五节LabVIEW的帮助系统和范例系统

复习与作业要求：能够通过LabVIEW的帮助系统和范例系统较为熟练的使用和操作LabVIEW。

考核知识点：LabVIEW程序的基本构成，LabVIEW控件选板和函数选板的操作及使用，LabVIEW的基本数据类型。

辅助教学活动：LabVIEW操作演示。

第三章VI的创建、编辑和调试

教学目的和要求：掌握VI（虚拟仪器）的建立、编辑和调试的基本方法，能够独立完成一个简单VI的设计。

教学难点和重点：VI及子VI的创建方法、编辑和调试技术。

教学方法和手段：课堂多媒体教学。

课时安排：2学时

第一节VI的创建

3.1.1 创建前面板

3.1.2 创建程序框图

第二节子VI

3.2.1 创建和编辑图标

3.2.2 定义连接器

第三节VI的编辑

3.3.1 创建对象

3.3.2 选择和移动对象

3.3.3 复制和删除对象

3.3.4 对象的连线、排列等其它方面的编辑

第四节VI的调试

复习与作业要求：掌握VI及子VI的创建、编辑和调试的基本方法。

考核知识点：VI和子VI的创建、编辑的基本方法。

辅助教学活动：LabVIEW操作演示。

第四章程序结构

教学目的和要求：了解LabVIEW程序结构的类型和特点，掌握LabVIEW常用程序结构的工作原理、应用场合和使用方法。

教学难点和重点：LabVIEW程序结构的工作原理和使用方法。

教学方法和手段：课堂多媒体教学。

课时安排：2学时

第一节循环结构

4.1.1 While循环

4.1.2 For循环

第二节条件结构

第三节顺序结构

4.3.1 层叠式顺序结构

4.3.2 平铺式顺序结构

第四节事件结构

复习与作业要求：了解LabVIEW程序结构的类型和特点，能够根据程序设计的要求熟练使用不同类型的结构进行编程。

考核知识点：LabVIEW常用程序结构的类型、特点和使用方法。

辅助教学活动：LabVIEW操作演示。

第五章数组、簇和波形

教学目的和要求：了解复合数据类型的基本概念，掌握LabVIEW复合数据类型的创建和操作。

教学难点和重点：数组、簇和波形等LabVIEW复合数据类型的创建和操作。

教学方法和手段：课堂多媒体教学。

课时安排：2学时

第一节数组

5.1.1 数组的创建

5.1.2 数组操作函数

第二节簇

5.2.1 簇的创建

5.2.2 簇的操作函数

第三节波形

5.3.1 波形的创建

5.3.2 波形操作函数

复习与作业要求：了解复合数据类型的基本概念，能够创建、操作和灵活运用数组、簇和波形等LabVIEW复合数据类型。

考核知识点：数组、簇和波形等LabVIEW复合数据类型的创建和操作。

辅助教学活动：LabVIEW操作演示。

第六章波形的显示

教学目的和要求：了解波形常见的显示方式，掌握波形显示控件的操作和使用方法，能够根据要求对波形图的属性进行定制。

教学难点和重点：波形显示控件的使用和属性的定制。

教学方法和手段：课堂多媒体教学。

课时安排：2学时

第一节波形图

6.1.1 波形图的数据格式

6.1.2 波形图属性的定制

第二节波形图表

第三节X-Y图

复习与作业要求：了解波形常见的显示方式，能熟练的操作和使用波形显示控件。考核知识点：波形显示控件的操作、使用和定制方法。

辅助教学活动：LabVIEW操作演示。

第七章字符串和文件I/O

教学目的和要求：了解和掌握字符串控件的类型和字符串函数的操作和使用，了解和掌握数据文件的输入输出和文件I/O函数的操作和使用。

教学难点和重点：数据文件的输入输出和文件I/O函数的操作和使用。