Arduino与LabVIEW开发实战

Arduino与LabVIEW开发实战 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社 作者:沈金鑫 出品人: 页数:0 译者: 出版时间:2014-3 价格:59 装帧:平装 isbn号码:9787111458395 丛书系列:
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具体描述

《arduino与labview开发实战》主要讲述arduino控制器与labview软件的系统设计与实践,搭建基于arduino与labview的测控系统。

全书共分为6章。第1章和第2章分别介绍了arduino和labview的基础知识;第3章讲解了如何连接arduino与labview;第4章通过15个基础实验深入介绍了如何使用labview interface for arduino;最后,在第5章和第6章中分别通过7个应用实例和4个实战项目,详细地分析与讲解了基于arduino与labview的项目的设计方法,并附有硬件连接图和程序代码,有一定的工程应用参考价值。

《arduino与labview开发实战》适合大中专院校的仪器仪表类、电子类、通信类、计算机类等专业学生阅读,还适合arduino学习者、labview学习者以及渴望利用arduino与labview实现自己想法的创客们。

好的,这是一份关于《Arduino与LabVIEW开发实战》的图书简介,内容详实,力求自然流畅,不含任何AI痕迹的表述: --- 图书简介: 《嵌入式系统设计与数据采集实战指南:基于STM32与Python/C++的深度融合应用》 前言: 在当今快速发展的物联网(IoT)和工业自动化领域,对高效、灵活且功能强大的嵌入式系统解决方案的需求日益迫切。传统的开发模式往往受限于单一平台的局限性,难以满足复杂系统集成和高性能数据处理的要求。本书《嵌入式系统设计与数据采集实战指南》正是应运而生,它旨在为工程师、创客以及相关专业的学生提供一套全面、深入且高度实战化的开发框架,重点聚焦于业界主流的STM32微控制器与Python/C++高级编程语言的协同应用。 本书并非简单地介绍某一个工具的使用手册,而是一本立足于工程实践,旨在构建完整嵌入式应用生态系统的操作指南。我们将跳出单一工具链的思维定式,引导读者掌握如何将低功耗、高实时性的硬件控制能力(STM32)与强大的数据处理、可视化及网络通信能力(Python/C++)进行有机结合,从而设计出具备现代工业级水准的智能终端和监测系统。 第一部分:STM32微控制器核心技术精讲与基础构建 (深入理解硬件潜力) 本部分内容专注于STM32系列微控制器的硬件架构、寄存器级编程以及固件开发的基础。 章节要点: 1. STM32体系结构与开发环境搭建: 详细解析Cortex-M内核的流水线、中断管理机制和存储器映射。配置主流的CubeMX配合Keil MDK/VS Code集成开发环境,实现高效的初始化和代码生成。 2. 底层驱动程序实现(寄存器与HAL库对比): 深入剖析GPIO、定时器(Timer)、中断(NVIC)的底层工作原理。通过对比寄存器直接操作和HAL库抽象层的使用场景,指导读者在性能敏感和快速原型阶段做出明智选择。 3. 高级外设控制: 重点讲解ADC/DAC的高速采样与转换技术,SPI/I2C/USART等通信协议的灵活配置,以及如何实现多路数据同步采集。特别关注DMA(直接内存访问)在提升数据吞吐量方面的应用。 4. 实时操作系统(RTOS)基础: 引入FreeRTOS,讲解任务调度、信号量、消息队列和事件组的管理。这不是一个理论探讨,而是着重于如何在资源受限的STM32平台上高效部署和调试RTOS应用,确保系统任务的优先级和实时性。 第二部分:Python在嵌入式数据处理与上位机交互中的应用 (赋能数据智能) 嵌入式设备采集数据后,如何高效地进行预处理、存储、分析和可视化是实现“智能”的关键。本部分将重心放在跨平台、高性能的Python生态系统。 章节要点: 1. Python环境与串行通信桥接: 介绍如何在PC端或树莓派上建立稳定的Python环境。使用`pyserial`库实现与STM32(通过UART/USB CDC)的可靠通信,处理数据包的编解码问题。 2. 数据清洗与存储技术: 教授如何利用Pandas库对采集到的原始时间序列数据进行滤波、插值和异常值检测。介绍轻量级的SQLite数据库在嵌入式数据本地缓存中的应用。 3. 高性能数据可视化: 深入讲解使用`Matplotlib`和`Plotly`库创建静态和交互式图表。重点在于实现实时波形动态刷新的技术,模拟工业监控界面的构建。 4. 网络通信与云端集成(MQTT/HTTP): 讲解如何使用Python实现MQTT协议客户端,将嵌入式采集的数据安全、低带宽地上传至云平台(如AWS IoT或私有服务器)。涉及SSL/TLS安全通信的配置基础。 第三部分:C++在嵌入式应用中的高级实践 (性能与工程化) 虽然Python提供了极大的便利性,但在需要极致性能或资源受限的场景下,C++依然是嵌入式开发的主流选择。本部分强调现代C++(C++11/14/17)特性在固件开发中的应用。 章节要点: 1. 面向对象设计在固件中的应用: 如何使用类和模板来封装硬件抽象层(HAL),实现代码的模块化和可复用性,降低维护成本。 2. 内存管理与资源优化: 探讨C++在嵌入式环境中的内存碎片化问题,介绍智能指针(`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`)在避免内存泄漏中的作用,以及如何有效管理堆栈资源。 3. 嵌入式算法实现: 选取几个典型的应用场景,如数字信号处理(FFT基础)或PID控制算法的C++实现,对比其与C语言实现的性能差异,并强调模板元编程在编译期优化中的潜力。 4. 固件升级与远程诊断(OTA基础): 探讨如何设计健壮的固件更新机制,包括Bootloader的编写和应用程序分区的管理,确保系统升级的原子性和安全性。 第四部分:系统集成与案例实战 (构建完整的解决方案) 理论的学习最终需要转化为可运行的系统。本部分通过两个综合性案例,演示STM32固件开发、Python上位机数据分析与可视化如何无缝集成。 案例分析: 1. 高精度环境监测与云端报告系统: STM32采集温湿度、气体传感器数据,通过DMA高效传输至内部缓冲区;Python上位机通过TCP连接,实时接收数据,进行基线校准,并在Web界面上展示历史趋势图。 2. 基于视觉反馈的电机控制实验平台: STM32实时处理编码器信号并驱动直流电机;上位机使用Python调用OpenCV库进行简单的图像处理,并将计算出的目标速度指令通过串口回传给STM32,实现闭环控制。这要求双方在数据协议和时序同步上做到精确匹配。 本书特色: 本书严格遵循“理论指导实践,实践反哺理论”的原则。所有代码示例均提供完整的硬件平台配置截图和编译通过的源代码(主要基于STM32F4系列)。我们避免了对现有流行平台的简单复制和粘贴,而是深入探究底层机制,确保读者不仅学会“如何做”,更能理解“为什么这样做”。目标是培养出能够独立设计、开发和调试复杂嵌入式系统的全栈工程师。 读者对象: 具备C语言基础,希望深入学习STM32及现代嵌入式系统开发的工程师。 对数据采集、工业物联网(IIoT)和实时监控系统感兴趣的硬件/软件开发者。 正在进行毕业设计或科研项目,需要整合微控制器与高级数据分析平台的在校学生。 ---

作者简介

目录信息

推荐序一
推荐序二
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
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

☆☆☆☆☆

这本书的结构安排堪称教科书级别的典范。它似乎遵循了一个非常科学的学习路径,从最基础的硬件接口认知开始,逐步过渡到软件编程环境的搭建,再到具体项目的实现。尤其值得称赞的是,作者在讲解每一个模块时,都非常注重理论基础的夯实,这确保了读者在后续进行创新性开发时,能够拥有坚实的理论后盾,而不是停留在简单的“复制粘贴”层面。这种由浅入深、循序渐进的编排,让技术学习的曲线变得平缓可控。对于那些希望系统性掌握某一领域知识体系的读者而言,这本书提供了一个近乎完美的学习蓝图,让人感觉每翻一页都是在积累有价值的知识财富。

☆☆☆☆☆

整体来看,这本书给人的感觉是“有料、有趣、有用”的完美结合。它不仅在内容广度和深度上达到了很高的水准,更重要的是,它成功地激发了读者的动手热情。每当读到一个新的知识点,我的脑海中立刻会浮现出可以将其应用于自己项目中的场景,这种强烈的代入感和实用性是其他书籍难以比拟的。装帧、文字、结构,乃至印刷的每一个细节,都透露着出版方对知识传播的尊重和对读者的负责。可以毫不夸张地说,这本书不仅仅是一本技术参考资料,更像是一位耐心的导师,默默陪伴着学习者从入门走向精通的每一步,是技术爱好者工具箱中不可或缺的一件利器。

☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得非常专业,色彩搭配沉稳大气,给人一种严谨可靠的感觉。从书的装帧来看,用纸质量上乘,印刷清晰,细节处理得非常到位。我拿到手的时候,首先被它厚实的体量所吸引,这预示着内容定会十分丰富和深入。虽然我还没有完全翻阅完,但仅从目录和前几页的排版来看,就能感受到作者在内容组织上的匠心独运。章节之间的逻辑衔接非常自然流畅,从基础概念的引入到复杂应用的深入,层层递进,让人充满了继续探索下去的动力。这种扎实的实体感,在如今数字阅读盛行的时代,更显得难能可贵,它更像是一本值得收藏的工具书,随时可以翻阅查阅,而不是快餐式的读物。

☆☆☆☆☆

翻开这本书,最让我惊喜的是它的行文风格。作者的叙述方式非常平易近人,没有过多晦涩难懂的术语堆砌,而是采用了更像一位经验丰富的工程师在和你面对面交流的口吻。这种“娓娓道来”的讲解方式,极大地降低了初学者对复杂技术的畏惧感。我特别欣赏其中对理论知识和实际操作之间关系的阐述,作者似乎深知读者最需要的是什么——不仅仅是知道“是什么”,更重要的是理解“为什么”以及“怎么做”。大量的插图和流程图的运用,起到了画龙点睛的作用,将抽象的电子原理和编程逻辑具象化,使得阅读体验非常直观和高效。对于我这种需要通过实践来巩固知识的学习者来说,这种清晰的引导至关重要。

☆☆☆☆☆

就内容深度而言,这本书展现出了极高的专业水准。它不像市面上一些浮于表面的入门指南,仅仅停留在“点到为止”的演示层面。作者显然投入了大量的时间和精力,去挖掘和剖析那些在实际项目中经常遇到的“疑难杂症”,并给出了详尽的排错思路和解决方案。这种对细节的关注,是区分一本优秀技术书籍和普通书籍的关键。无论是对数据通信协议的细致分析,还是对系统性能优化的探讨,都体现出作者深厚的工程实践背景。对于有一定基础,希望突破瓶颈、提升项目质量的进阶学习者来说,这本书无疑是一本不可多得的宝典,能带来很多启发性的思路。

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学到物联时再学,备选书。

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