《虚拟仪器》课程教学大纲

《虚拟仪器》教学大纲课程英文名LabVIEWTechnology课程代码03M0196学分3总学时48理论学时23实验/实践学时25课程类别专业课课程性质任选先修课程C语言程序设计、信号处理原理适用专业生物医学工程开课学院信息工程一、课程地位与课程目标（一）课程地位虚拟仪器技术是指采用数据采集和数据模拟发生技术、结合计算机的处理显示能力和软件可编程特性进行“虚拟”的仪器设计的技术。本课程主要通过实验加深上述知识点的理解，注重综合应用各门课的知识点进行医学仪器的某个部件或功能点的方案设计和实现，以提高综合应用能力，为以后医学仪器的设计打下基础，是面向生物医学工程专业本科高年级学生的专业教育课程。（二）课程目标1.通过本课程的学习，使学生打下坚实的虚拟仪器理论知识基础，掌握进行仪器设计开发和构建检测系统必可少的技术方法。2.通过实验加深上述课程中知识点的理解。3.注重综合应用各门课的知识点进行医学仪器的某个部件或功能点的方案设计和实现，以提高综合应用能力，为以后医学仪器的设计打下基础。二、课程目标达成的途径与方法课程目标达成的途径与方法课程目标1课堂教学为主，结合上机实验，课外作业课程目标2课内实验验收，递交综合程序作品课程目标3课内实验验收，递交综合程序作品，课堂专题讨论三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求2毕业要求3毕业要求4毕业要求5毕业要求10课程目标1HHHHH课程目标2HHHHL课程目标3HHHHL四、课程主要内容与基本要求1）基本概念：理解虚拟仪器系统的基本概念、组成与特点，了解虚拟仪器技术的发展现状与展望；2）LabVIEW开发环境：掌握LabVIEW主要功能和特性，熟练掌握编程环境以及帮助系统的使用、理解LabVIEW的前面板、前面板控件及其使用方法和属性设置、程序框图及其组成要素；3）VI：掌握创建和编辑VI的方法，运行和调试VI的方法与技巧以及创建和调用子VI的方法，ExpressVI的概念及使用方法，菜单的创建方法；4）数据类型：熟练掌握局部变量和全局变量，数组、簇和波形数据；5）程序控制结构：熟练掌握LabVIEW中的程序控制结构框图；6）数据处理与显示：熟练掌握LabVIEW中与数据显示相关的内容、掌握LabVIEW中与数据的存储和读取相关的内容；掌握LabVIEW中信号发生、分析和处理的相关内容；7）DAQ及VI的优化：熟练掌握数据采集的相关知识以及使用LabVIEW进行数据采集的方法；了解VI的优化方法；8）掌握在虚拟仪器平台上进行程序设计，数据显示，数据处理和分析，信号模拟等功能。结合数字滤波器和模拟滤波器的设计，体会不同方法进行信号处理的不同。9）掌握在虚拟仪器平台上进行程序设计，数据显示，数据处理和分析，信号模拟等功能。结合数字滤波器和模拟滤波器的设计，体会不同方法进行信号处理的不同。五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务对应课程目标第1-2章虚拟仪器系统的基本概念2P5-9练习1.1-1.2P32-56练习3.1-3.2课程目标1第3-4章LabVIEW开发环境2P67-87练习4.1-4.4课程目标1，2第5章VI2P97-110练习5.1-5.4课程目标1，2，3第6章程序控制结构4P115-144练习6.1-6.7课程目标1，2，3第7章数据类型6P149-176练习7.1-7.7课程目标1，2第8-9章数据处理与显示8P182-219练习8.1-8.6P224-241练习9.1-9.6课程目标1，2第10-11章DAQ及VI的优化8P272-302练习11.1练习11.5练习11.8程序作品课程目标1，2，3第12章VISA4P30912.4.2课程目标1，2第13-14章高级数据结构和函数4P324-352练习13.2-13.8P392-410练习14.1-14.4课程目标1，2第15-16章属性及连通性6P418-437练习15.1-15.5P459-476练习16.1-16.3课程目标1，2第17章编程艺术2P496练习17.1课程目标1，2六、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性质实验类别1实验1、VI认知2掌握VI的创建/编辑/运行/调试/调用V验证程序设计选做2实验2、Labview数据类型2掌握常量/变量/数组/簇/波形数据验证程序验证必做3实验3、Labview程序设计结构实验3掌握循环/分支/事件/属性节点/公式节点验证程序设计必做4实验4、DAQ2掌握DAQ的设置/信号发生/波形显示/信号采集验证程序设计必做5实验5、数学分析函数2掌握用labview进行概率分析/曲线拟合/数组运算验证程序综合必做6实验6、信号处理4掌握用labview求信号卷积/谐波分析/FFT//求功率谱验证程序综合选做7实验7、仪用运算放大器的CMRR测试2测试某一种仪用运算放大器的CMRR验证程序验证选做8实验8、模拟二阶低通滤波器的设计与特性测试4按要求设计二阶低通滤波器，并测试其主要特性参数验证程序综合选做9实验9、心电信号的模拟产生2按要求产生心电信号的模拟信号，加入噪声验证程序综合选做10实验10、心电信号模数转换电路实现4设计A/D电路将模拟心电信号进行模数转换，并与原来模拟的信号比对验证程序综合选做11实验11、VISA通信4掌握利用VISA实现与外部仪器通信的程序设计验证程序综合必做注：1.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。七、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核到课率、平时作业、平时实验点名、作业评分标准、程序验收标准40%期末考核程序作品，面试等程序作品评分标准、面试评分标准60%考核类别考查成绩登记方式百分制八、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：1、《LabVIEW大学实用教程》，JEFFREYTRAVIS、JIMKRING主编,乔瑞萍译.电子工业出版社,2008,第三版.2、《LabVIEWFunctionandVIReferenceManual》，NationalInstrumentCo.（二）主要参考书：1、《虚拟仪器实例指导教程》,