隨著人工智能、物聯網等新興技術的不斷普及，各類智能化裝置得以大量部署和應用，從而催生了嵌入式繫統應用開發技術人纔的巨大需求。嵌入式繫統應用開發所涉及的知識點龐雜，且具有多領域知識的特點，初學者學習嵌入式技術時不可避免地面臨入門難、學習周期長等問題。NI公司針對嵌入式應用開發相關技術學習中存在的問題，推出了板載資源豐富、簡單易用、便攜可靠且基於LabVIEW程序設計語言進行開發的myRIO嵌入式開發平臺，在國內外眾多高校電子信息、自動化、測控、機電等專業得到廣泛應用。為滿足廣大讀者對myRIO嵌入式開發技術快速入門學習的需求，作者編著了此書。

本書呈現了以下嵌入式開發技術與應用：

• LabVIEW程序設計基礎；


• myRIO開發平臺配置與測試方法；


• myRIO模擬信號采集與輸出；


• myRIO數字信號采集與輸出；


• myRIO繫統級通信技術及應用；


• myRIO器件級通信技術及應用；


• myRIO聲音信號采集及輸出；


• myRIO圖像采集與機器視覺。

myRIO是NI公司針對嵌入式繫統學習和創新應用出品的便攜式開發平臺，可以幫助工程技術人員實現嵌入式相關工程應用繫統的快速創意開發。針對目前myRIO使用過程中資料匱乏、入門應用無從著手的問題，《嵌入式繫統應用開發：基於NI LabVIEW&myRIO的設計與實現（清華開發者書庫）》從LabVIEW圖形化編程快速入門開始，全面細致地介紹myRIO硬件基本結構、應用配置與測試方法，在此基礎上結合豐富的工程應用實例，將myRIO模擬信號采集與輸出、數字信號采集與輸出、UART通信及其擴展應用、WiFi無線局域網通信與物聯網通信、SPI通信、12C通信、聲音信號采集與輸出、圖像采集與機器視覺等應用開發技術全景式展開，可以使讀者在較短時間內繫統地掌握myRIO嵌入式開發平臺，具備快速開發、部署嵌入式應用繫統的基本能力。
《嵌入式繫統應用開發：基於NI LabVIEW&myRIO的設計與實現（清華開發者書庫）》可作為高等院校電子信息類、自動化類、機電類專業的教材，也可作為相關培訓機構的指導書，還可作為學生創新設計及相關工程技術人員的參考用書。

楊帆，陝西科技大學副教授、省級一流專業（電子信息工程）負責人，主要從事計算機監控與智能信息處理相關教學與科研工作。近年來積極探索產教融合的工程教育新模式，曾獲全國電子信息類實驗教學案例設計競賽一等獎，參與、主持完成國家級、省部級科技項目、教改研究項目多項，出版教材3部。

嵌入式技術應用是一門實踐性極強的技術，其內容豐富、綜合性強，對於培養學生工程實踐能力、問題分析和解決能力具有至關重要的作用。隨著IT技術的快速發展，知識爆炸現像日益突出。嵌入式繫統開發也從起初的以模擬、數字I/O端口數據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，並不斷融合物聯網、機器視覺、人工智能等技術。這種變化使得嵌入式繫統技術體繫越來越龐大，技術復雜度空前提高，同時也導致學習者難以在短時間內快速掌握嵌入式繫統開發方法，具備應用繫統的設計與開發能力。

NI公司出品的myRIO是專門針對學生創新應用而推出的便攜式嵌入式開發平臺，具有易於上手使用、編程開發簡單、板載資源豐富等顯著特點，能夠使開發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、機器人等領域的繫統級應用設計和開發。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繫統級通信端口，可以容易實現物聯網相關技術應用。

得益於LabVIEW圖形化開發語言，基於myRIO的嵌入式應用繫統開發入門難度大幅降低，而且由於LabVIEW強大的數學、統計、通信、信號處理等工具支持，嵌入式繫統開發過程中涉及的工程技術範圍也空前擴大，可以使用的技術手段更加豐富，使得嵌入式開發人員可以在有限時間內迅速具備復雜工程繫統設計與開發能力。

為了促進讀者快速具備嵌入式應用繫統開發能力，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繫統設計實例，所有實例既重視myRIO嵌入式開發基本技術的多種實現途徑，又特意體現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、完整的程序實現等工作階段，引導讀者模仿書中實例，繫統、深入地學習基於的嵌入式應用繫統開發的核心技術。

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的集成開發環境、主要數據類型、基本程序設計方法及典型設計模式。

第2章為myRIO嵌入式應用開發基礎，全方位展示myRIO開發平臺基本特點、軟件配置方法、不同連接方式下的項目創建、功能測試及板載硬盤數據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操作函數節點及其使用流程，模擬信號采集及模擬信號輸出相關應用的電路連接、程序實現。

第4章為myRIO數字信號采集與輸出，介紹了myRIO中數字I/O端口的引腳分布，數字I/O操作函數節點及其使用流程，數字信號采集及數字信號輸出相關應用的電路連接、程序實現。

第5章為myRIO繫統級通信技術應用，介紹了myRIO中UART通信端口的引腳分布、UART通信相關函數節點及其使用流程，myRIO內置WiFi模塊的配置和使用方法，WiFi通信相關函數節點及其使用流程，並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通信相關函數節點及其使用流程，並結合實用案例分別介紹了SPI、I2C通信相關應用的電路連接，以及數據收發程序的實現方法。

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節點及其使用流程，並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實現方法。

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節點，並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，並對全文進行初步校對。曾益慧創公司汪天陽、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，在此一並表示誠摯的感謝！此外，本書得到了2019年產教合作協同育人項目(編號： 201901198034、201901107061)和陝西省科技廳社會發展項目(編號： 2016SF418)支持。

為了便於讀者使用，本書提供全部範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本書頁面下載相關資源。本書內容涉及技術面較為寬廣，由於作者學識所限，書中難免出現疏忽之處，懇請讀者批評指正。

作者
2023年7月於西安