嵌入式技術(shù)應(yīng)用是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的技術(shù)，其內(nèi)容豐富、綜合性強(qiáng)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力、問題分析和解決能力具有至關(guān)重要的作用。隨著IT技術(shù)的快速發(fā)展，知識(shí)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(kuò)展到聲音、圖像等不同類型信號(hào)的采集和處理，并不斷融合物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器視覺、人工智能等技術(shù)。這種變化使得嵌入式系統(tǒng)技術(shù)體系越來越龐大，技術(shù)復(fù)雜度空前提高，同時(shí)也導(dǎo)致學(xué)習(xí)者難以在短時(shí)間內(nèi)快速掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法，具備應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)能力。

NI公司出品的myRIO是專門針對(duì)學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用而推出的便攜式嵌入式開發(fā)平臺(tái)，具有易于上手使用、編程開發(fā)簡(jiǎn)單、板載資源豐富等顯著特點(diǎn)，能夠使開發(fā)者快速獨(dú)立完成完整的嵌入式工程項(xiàng)目，特別適合測(cè)控、機(jī)電、機(jī)器人等領(lǐng)域的系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用設(shè)計(jì)和開發(fā)。myRIO接口類型極為豐富，涵蓋8個(gè)單端模擬輸入、2個(gè)差分模擬輸入、4個(gè)單端模擬輸出、2個(gè)對(duì)地參考模擬輸出、40個(gè)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(gè)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(shè)備。此外，myRIO還提供了SPI、I2C、UART、WiFi等器件級(jí)通信端口和系統(tǒng)級(jí)通信端口，可以容易實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用。

得益于LabVIEW圖形化開發(fā)語(yǔ)言，基于myRIO的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)入門難度大幅降低，而且由于LabVIEW強(qiáng)大的數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)、通信、信號(hào)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(shù)范圍也空前擴(kuò)大，可以使用的技術(shù)手段更加豐富，使得嵌入式開發(fā)人員可以在有限時(shí)間內(nèi)迅速具備復(fù)雜工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)能力。

為了促進(jìn)讀者快速具備嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)能力，本書采用基本原理和應(yīng)用案例相結(jié)合的編寫方式，精心設(shè)計(jì)具有實(shí)用價(jià)值的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例，所有實(shí)例既重視myRIO嵌入式開發(fā)基本技術(shù)的多種實(shí)現(xiàn)途徑，又特意體現(xiàn)不同基本技術(shù)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(yīng)用開發(fā)分解為設(shè)計(jì)目標(biāo)導(dǎo)向下的硬件連線設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、完整的程序?qū)崿F(xiàn)等工作階段，引導(dǎo)讀者模仿書中實(shí)例，系統(tǒng)、深入地學(xué)習(xí)基于的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的核心技術(shù)。

全書分為8章。

第1章為L(zhǎng)abVIEW程序設(shè)計(jì)快速入門，簡(jiǎn)要介紹了程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言LabVIEW的集成開發(fā)環(huán)境、主要數(shù)據(jù)類型、基本程序設(shè)計(jì)方法及典型設(shè)計(jì)模式。

第2章為myRIO嵌入式應(yīng)用開發(fā)基礎(chǔ)，全方位展示myRIO開發(fā)平臺(tái)基本特點(diǎn)、軟件配置方法、不同連接方式下的項(xiàng)目創(chuàng)建、功能測(cè)試及板載硬盤數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和程序獨(dú)立部署運(yùn)行等實(shí)用技術(shù)。

第3章為myRIO模擬信號(hào)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(diǎn)及其使用流程，模擬信號(hào)采集及模擬信號(hào)輸出相關(guān)應(yīng)用的電路連接、程序?qū)崿F(xiàn)。

第4章為myRIO數(shù)字信號(hào)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(diǎn)及其使用流程，數(shù)字信號(hào)采集及數(shù)字信號(hào)輸出相關(guān)應(yīng)用的電路連接、程序?qū)崿F(xiàn)。

第5章為myRIO系統(tǒng)級(jí)通信技術(shù)應(yīng)用，介紹了myRIO中UART通信端口的引腳分布、UART通信相關(guān)函數(shù)節(jié)點(diǎn)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(guān)函數(shù)節(jié)點(diǎn)及其使用流程，并結(jié)合實(shí)用案例介紹了相關(guān)通信程序設(shè)計(jì)方法。

第6章為myRIO器件級(jí)通信技術(shù)應(yīng)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(guān)函數(shù)節(jié)點(diǎn)及其使用流程，并結(jié)合實(shí)用案例分別介紹了SPI、I2C通信相關(guān)應(yīng)用的電路連接，以及數(shù)據(jù)收發(fā)程序的實(shí)現(xiàn)方法。

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

第8章為myRIO圖像采集與機(jī)器視覺，介紹了圖像采集原理與機(jī)器視覺的基本概念，圖像采集與機(jī)器視覺相關(guān)函數(shù)節(jié)點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)例介紹了圖像采集相關(guān)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)方法、幾類典型機(jī)器視覺應(yīng)用的程序設(shè)計(jì)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(xué)生王志強(qiáng)、馬佳、汪湘濤、謝林睿等參與了部分資料收集整理和程序驗(yàn)證，并對(duì)全文進(jìn)行初步校對(duì)。曾益慧創(chuàng)公司汪天陽(yáng)、趙旭棟工程師在本書的編寫過程中針對(duì)部分技術(shù)給予了耐心指導(dǎo)，在此一并表示誠(chéng)摯的感謝！此外，本書得到了2019年產(chǎn)教合作協(xié)同育人項(xiàng)目(編號(hào)： 201901198034、201901107061)和陜西省科技廳社會(huì)發(fā)展項(xiàng)目(編號(hào)： 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(guān)鍵技術(shù)的微視頻，需要的讀者可在清華大學(xué)出版社官網(wǎng)本書頁(yè)面下載相關(guān)資源。本書內(nèi)容涉及技術(shù)面較為寬廣，由于作者學(xué)識(shí)所限，書中難免出現(xiàn)疏忽之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

作者
2023年7月于西安