嵌入式技術應用是一門實踐性極強的技術，其內(nèi)容豐富、綜合性強，對于培養(yǎng)學生工程實踐能力、問題分析和解決能力具有至關重要的作用。隨著IT技術的快速發(fā)展，知識爆炸現(xiàn)象日益突出。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)也從起初的以模擬、數(shù)字I/O端口數(shù)據(jù)采集為主逐漸擴展到聲音、圖像等不同類型信號的采集和處理，并不斷融合物聯(lián)網(wǎng)、機器視覺、人工智能等技術。這種變化使得嵌入式系統(tǒng)技術體系越來越龐大，技術復雜度空前提高，同時也導致學習者難以在短時間內(nèi)快速掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法，具備應用系統(tǒng)的設計與開發(fā)能力。

NI公司出品的myRIO是專門針對學生創(chuàng)新應用而推出的便攜式嵌入式開發(fā)平臺，具有易于上手使用、編程開發(fā)簡單、板載資源豐富等顯著特點，能夠使開發(fā)者快速獨立完成完整的嵌入式工程項目，特別適合測控、機電、機器人等領域的系統(tǒng)級應用設計和開發(fā)。myRIO接口類型極為豐富，涵蓋8個單端模擬輸入、2個差分模擬輸入、4個單端模擬輸出、2個對地參考模擬輸出、40個數(shù)字I/O端口(支持PWM 、正交編碼輸入)、1組音頻輸入輸出、1個USB接口(可連接攝像頭、U盤等)，可連接常用的各種類型傳感器或者外圍設備。此外，myRIO還提供了SPI、I2C、UART、WiFi等器件級通信端口和系統(tǒng)級通信端口，可以容易實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)相關技術應用。

得益于LabVIEW圖形化開發(fā)語言，基于myRIO的嵌入式應用系統(tǒng)開發(fā)入門難度大幅降低，而且由于LabVIEW強大的數(shù)學、統(tǒng)計、通信、信號處理等工具支持，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程中涉及的工程技術范圍也空前擴大，可以使用的技術手段更加豐富，使得嵌入式開發(fā)人員可以在有限時間內(nèi)迅速具備復雜工程系統(tǒng)設計與開發(fā)能力。

為了促進讀者快速具備嵌入式應用系統(tǒng)開發(fā)能力，本書采用基本原理和應用案例相結合的編寫方式，精心設計具有實用價值的嵌入式應用系統(tǒng)設計實例，所有實例既重視myRIO嵌入式開發(fā)基本技術的多種實現(xiàn)途徑，又特意體現(xiàn)不同基本技術之間的相互滲透與融合。而且本書遵循解決工程問題的一般流程，將嵌入式應用開發(fā)分解為設計目標導向下的硬件連線設計、軟件設計、完整的程序?qū)崿F(xiàn)等工作階段，引導讀者模仿書中實例，系統(tǒng)、深入地學習基于的嵌入式應用系統(tǒng)開發(fā)的核心技術。

全書分為8章。

第1章為LabVIEW程序設計快速入門，簡要介紹了程序設計語言LabVIEW的集成開發(fā)環(huán)境、主要數(shù)據(jù)類型、基本程序設計方法及典型設計模式。

第2章為myRIO嵌入式應用開發(fā)基礎，全方位展示myRIO開發(fā)平臺基本特點、軟件配置方法、不同連接方式下的項目創(chuàng)建、功能測試及板載硬盤數(shù)據(jù)存儲和程序獨立部署運行等實用技術。

第3章為myRIO模擬信號采集與輸出，介紹了myRIO中模擬I/O端口的引腳分布，模擬I/O操作函數(shù)節(jié)點及其使用流程，模擬信號采集及模擬信號輸出相關應用的電路連接、程序?qū)崿F(xiàn)。

第4章為myRIO數(shù)字信號采集與輸出，介紹了myRIO中數(shù)字I/O端口的引腳分布，數(shù)字I/O操作函數(shù)節(jié)點及其使用流程，數(shù)字信號采集及數(shù)字信號輸出相關應用的電路連接、程序?qū)崿F(xiàn)。

第5章為myRIO系統(tǒng)級通信技術應用，介紹了myRIO中UART通信端口的引腳分布、UART通信相關函數(shù)節(jié)點及其使用流程，myRIO內(nèi)置WiFi模塊的配置和使用方法，WiFi通信相關函數(shù)節(jié)點及其使用流程，并結合實用案例介紹了相關通信程序設計方法。

第6章為myRIO器件級通信技術應用。介紹了SPI、I2C通信基本概念，myRIO中SPI、I2C通信端口的引腳分布情況，SPI、I2C通信相關函數(shù)節(jié)點及其使用流程，并結合實用案例分別介紹了SPI、I2C通信相關應用的電路連接，以及數(shù)據(jù)收發(fā)程序的實現(xiàn)方法。

第7章為myRIO聲音信號采集與輸出，介紹了聲音信號采集基本原理，myRIO中的聲音信號輸入/輸出端口分布情況，聲音采集與聲音輸出相關函數(shù)節(jié)點及其使用流程，并結合實用案例介紹了聲音信號采集與聲音信號輸出的程序?qū)崿F(xiàn)方法。

第8章為myRIO圖像采集與機器視覺，介紹了圖像采集原理與機器視覺的基本概念，圖像采集與機器視覺相關函數(shù)節(jié)點，并結合實例介紹了圖像采集相關應用程序設計方法、幾類典型機器視覺應用的程序設計方法。

本書由楊帆、張彩麗、劉晉東、李寧共同編寫。張彩麗編寫第1章和第2章，劉晉東編寫第3章和第4章，楊帆編寫第5章、第7章和第8章，李寧編寫第6章，全書由楊帆統(tǒng)稿。在本書的編寫過程中，學生王志強、馬佳、汪湘濤、謝林睿等參與了部分資料收集整理和程序驗證，并對全文進行初步校對。曾益慧創(chuàng)公司汪天陽、趙旭棟工程師在本書的編寫過程中針對部分技術給予了耐心指導，在此一并表示誠摯的感謝！此外，本書得到了2019年產(chǎn)教合作協(xié)同育人項目(編號： 201901198034、201901107061)和陜西省科技廳社會發(fā)展項目(編號： 2016SF��418)支持。

為了便于讀者使用，本書提供全部范例的程序代碼及關鍵技術的微視頻，需要的讀者可在清華大學出版社官網(wǎng)本書頁面下載相關資源。本書內(nèi)容涉及技術面較為寬廣，由于作者學識所限，書中難免出現(xiàn)疏忽之處，懇請讀者批評指正。

作者
2023年7月于西安