基于LabVIEW的电子时钟设计
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华侨大学厦门工学院Labview 课程设计报告题目:时钟计时器专业班级:11级通信工程一班学生:陈梓华指导教师:汪弦分数:年月日 0 0 (1) (1)2.总体设计 (2) (2) (3)3.程序描述 (4)3.1 子VI的调用 (4) (5) (5) (6)3.2.3 5个布尔灯的闪烁设置 (8) (8) (10)3.3.2 时间的时分秒转换 (11)4总结 (11)5参考资料 (12)LabVIEW是一种程序开发环境,由NI公司研制开发的,类似于C和BASIC开发环境,但是LabVIEW与其他电脑语言的显著区别是:其他电脑语言都是采用基于文本的语言产生代码,而LabVIEW 使用的是图形化编辑语言G编写程序,产生的程序是框图的形式。
LabVIEW提供很多外观与传统仪器〔如示波器、万用表〕类似的控件,可用来方便地创建用户界面。
用户界面在LabVIEW中被称为前面板。
使用图标和连线,可以通过编程对前面板上的对象进行控制。
这就是图形化源代码,又称G代码。
LabVIEW的图形化源代码在某种程度上类似于流程图,因此又被称作程序框图代码。
相对于传统的标准仪器来说,LabVIEW由于是基于软件的,所以提供了更大的灵活性。
通过LabVIEW开发的虚拟仪器是由用户而不是仪器生产商定义仪器功能的。
一台电脑、数采板卡和LabVIEW 的结合就能够变成一个可配置的虚拟仪器来完成用户设定的任务。
通过LabVIEW就可以用传统仪器几分之一的价格创建一个用户所需要的虚拟仪器。
当需要改变这个虚拟仪器的时候,只几分钟的时间通过LabVIEW修改就可以了。
为了便于使用,LabVIEW还集成了大量的函数库以及子程序来帮助完成绝大多数的编程任务。
在使用这些子函数的时候,可以忘掉传统编程语言中的令人头痛的指针操作、内存分配等编程问题。
除此之外,LabVIEW还包含了针对应用的数据采集〔DAQ〕、GPIB、串口、数据分析、数据显示、数据存储以及Internet 网络通信的函数库。
基于LABVIEW的数字钟设计摘要:LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench,实验室虚拟仪器集成环境)是一种图形化的编程语言(又称G语言),它是由美国NI公司推出的虚拟仪器开发平台,也是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件集成开发环境。
本文利用labview实现电子时钟的设计与仿真,即通过labview获取电脑的系统时间,然后分离出给数字,再通过布尔指示灯显示。
关键词:虚拟仪器;LABVIEW;数字时钟;可重入函数;引言随着科学技术的飞速发展,测试领域需要不断更新检测设备,以满足工业生产及科研开发需求。
在我国,传统测试仪器自动化程度较低,其测量精度和可靠性均低于国外,而高档测试仪器基本上依靠国外进口,不但造价高,而且功能单一、适用范围窄,虚拟仪器技术的出现,彻底改变了这种局面[1]。
虚拟仪器[2]是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密的融合在一起,利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能,打破了传统仪器的框架,利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。
本文首先介绍了系统的设计思路,在此基础上给出了各个功能模块的实现,并对数字钟的界面进行了适当的美化。
1设计思路本系统的基本设计思路是通过可以获取时间的控件来获取相关信息,如:年、月、日、星期、时、分、秒等,然后返回当前时间的时间标识。
然后利用除10取余取商分离个十位,再通过布尔指示灯显示。
数字的显示主要是由7个长条的布尔指示灯组成,原理与7段数码管相似,数字的显示通过7个不同的布尔值控制,将0-9对应的7段布尔显示值依次存入一个布尔数组里,只需提取此数组的不同段即可让其显示不同的值,如显示“0”提取数组的0-6位分别赋值给7个布尔指示灯显示。
以此类推,可以实现九位数字即0到9的可视化显示[3]。
2 数字时钟的组成[4]设计中要用到自动获取系统时间、指示灯、簇、数组、常量、真常量、假常量、加减乘除、条件判断、case结构等控件,主要由以下模块组成。
目录1 概述 (1)2 课题简介及意义 (2)2.1 设计时钟意义 (2)2.2 时钟简介 (2)3 虚拟仪器概述 (3)4 LabVIEW简介 (4)4.1 LabVIEW的运行机制 (4)4.1.1 LabVIEW应用程序的构成 (4)4.1.2 LabVIEW的操作模板 (6)4.2 LabVIEW的具体操作 (11)4.2.1 显示对象(Indicator)、控制对象(Control)和数值常数对象 (11)4.2.2 关于连线 (11)5 虚拟时钟系统设计的实现 (12)5.1 总体设计 (12)5.2 子vi的相关介绍 (14)5.3 功能及实现 (15)5.3.1 获得系统时间 (15)5.3.2 时、分、秒的获取 (16)5.3.3 数据的运算 (16)5.3.4 记录坐标变换 (18)5.3.5 图像的绘制 (19)5.3.6 While循环实现秒针的跳变 (20)5.3.7 程序结构介绍 (21)5.3.8 图像采集与图像处理 (22)5.3.9程序设计总体 (24)6. 结束语 (25)参考文献 (26)致谢 (27)1 概述随着科学技术的快速发展,各种功能的软件的都得到迅速的开发与应用。
虚拟仪器成为计算机技术和仪器科学领域完美结合的产特,代表了仪器仪表的发展方向。
LabVIEW 作为虚拟仪器开发的平台,是一个具有革命性的图形化开发环境,在工业测量和控制领域中掀起了一场变革。
它具有功能强大、编程灵活、人机界面友好的特点,在测量技术与仪器工程科学领域中得到了非常广泛的应用。
本文基于LabVIEW软件,设计一个虚拟的时钟程序,使之在桌面可以直接显示,形象、直观、方便。
通过对本设计的研究应该能够比较熟练的掌握Labview 软件的使用,并能在此平台上进行应用程序的开发。
下面我将由时钟开始,对虚拟仪器、LabVIEW 以及整个设计做详细的介绍。
2课题简介及意义2.1 设计时钟意义时钟,自从它被发明的那天起,就成为人们生活中必不可少的一种工具,尤其是在现在这个讲究效率的年代,时钟更是在人类生产、生活、学习等多个领域得到广泛的应用。
基于虚拟仪器技术的多功能电子时钟设计设计题目:多功能电子时钟班级:学号:姓名:指导教师:摘要本次设计是基于LABVIEW来设计一个多功能电子时钟,这个电子时钟具有计时、定时以及简单计算的功能。
本次设计运用事件结构、条件结构、顺序结构以及层叠式顺序结构等实现具体的多功能电子时钟。
关键词:虚拟仪器LabVIEW 多功能电子时钟AbstractThis design is the design of an electronic clock based on LABVIEW, theelectronic clock with timer, timing and simple calculation function. The design using the event structure, condition of structure, sequence structure andstacked sequence structure to achieve specific electronic clock function.Keywords:virtual instrument LABVIEW electronic clock目录一、虚拟仪器及LabVIEW的介绍 (5)1.1 虚拟仪器概述 (5)1.2 labview简介 (5)1.3虚拟仪器的定义 (6)1.4 LabVIEW 特点及发展 (6)1.5 LABVIEW的应用领域 (7)二、设计思路 (8)三、前面板设计 (9)四、程序设计 (11)4.1时间显示模块 (11)4.1.1 时钟及日期显示 (11)4.1.2 时间段显示 (12)4.1.3 星期的显示 (13)4.1.4 闹钟模块 (14)4.2简易计算器程序设计模块 (14)4.2.1数字0~9的输入 (15)4.2.2 加减乘除的运算 (15)4.2.3 等于号程序的编程 (16)4.3转换控件设计 (17)五、结论分析与改善 (18)六、心得体会 (19)七、参考文献...................................................................................................错误!未定义书签。
华侨大学厦门工学院目录1、设计实现的功能 (2)2、前面板设计 (2)3、程序框图设计 (3)3.1方案论证 (3)3.2总体设计 (5)3.3使用控件说明 (5)3.4 选出该方案的优缺点 (7)3.5 程序框图 (7)4.调试过程 (9)4.1调试中遇到的问题 (9)4.2解决方法: (10)4.3、调试结果 (10)5、结论 (11)6、致谢 (12)7、参考文献 (12)附录:课程设计成绩评定表....................................................... 错误!未定义书签。
1、设计实现的功能本次设计要完成一个十字路口交通信号灯的设计,这个交通信号灯系统能为行驶的车辆指示能否通行。
主要分为4个模式:禁止通行模式、常规通行模式、东西方向通行模式、南北方向通行模式。
这个交通路口每一个方向上的红绿黄灯按绿—黄—红的顺序循环,其中可人为根据当下路面情况设置通行(绿灯)的时间,等待通行(黄灯)的时间,禁止通行(红灯)的时间为绿灯与黄灯所输入时间之和。
当停止键按下时,循环停止。
信号灯按一定规律循环点亮。
每个循环包括四个阶段。
第一阶段:南北绿灯和东西红灯点亮,时间根据为输入值。
第二阶段:南北黄灯和东西红灯点亮第三阶段:南北红灯和东西绿灯点亮,第四阶段:南北红灯和东西黄灯点亮东、南、西、北四个方向分别放置一个时间显示器来显示离下一个信号到来的时间。
、特殊通行情况分为:禁止通行(红灯全亮)、东西方向通行模式(东西绿灯亮,南北红灯亮)、南北方向通行(南北绿灯亮,东西红灯亮)。
时间设置为人为手动输入。
用计数器产生以秒为单位的计时信号,再将产生的时间信号进行分段,每到一个时间段时系统进行相应的动作。
2、前面板设计前面板是VI的用户界面。
创建VI时,通常应先设计前面板,然后在前面板上创建输入/输出任务。
本课程设计需要用二十个指示灯、四个时间显示器、一个停止按键、一个菜单下拉列表、七个数值输入控件和一些仿真真实路面的线条。
目录1 概述 (1)2 课题简介及意义 (2)2.1 设计时钟意义 (2)2.2 时钟简介 (2)3 虚拟仪器概述 (3)4 LabVIEW简介 (4)4.1 LabVIEW的运行机制 (4)4.1.1 LabVIEW应用程序的构成 (4)4.1.2 LabVIEW的操作模板 (6)4.2 LabVIEW的具体操作 (11)4.2.1 显示对象(Indicator)、控制对象(Control)和数值常数对象 (11)4.2.2 关于连线 (11)5 虚拟时钟系统设计的实现 (12)5.1 总体设计 (12)5.2 子vi的相关介绍 (14)5.3 功能及实现 (15)5.3.1 获得系统时间 (15)5.3.2 时、分、秒的获取 (16)5.3.3 数据的运算 (16)5.3.4 记录坐标变换 (18)5.3.5 图像的绘制 (19)5.3.6 While循环实现秒针的跳变 (20)5.3.7 程序结构介绍 (21)5.3.8 图像采集与图像处理 (22)5.3.9程序设计总体 (24)6. 结束语 (25)参考文献 (26)致谢 (27)1 概述随着科学技术的快速发展,各种功能的软件的都得到迅速的开发与应用。
虚拟仪器成为计算机技术和仪器科学领域完美结合的产特,代表了仪器仪表的发展方向。
LabVIEW 作为虚拟仪器开发的平台,是一个具有革命性的图形化开发环境,在工业测量和控制领域中掀起了一场变革。
它具有功能强大、编程灵活、人机界面友好的特点,在测量技术与仪器工程科学领域中得到了非常广泛的应用。
本文基于LabVIEW软件,设计一个虚拟的时钟程序,使之在桌面可以直接显示,形象、直观、方便。
通过对本设计的研究应该能够比较熟练的掌握Labview 软件的使用,并能在此平台上进行应用程序的开发。
下面我将由时钟开始,对虚拟仪器、LabVIEW 以及整个设计做详细的介绍。
2课题简介及意义2.1 设计时钟意义时钟,自从它被发明的那天起,就成为人们生活中必不可少的一种工具,尤其是在现在这个讲究效率的年代,时钟更是在人类生产、生活、学习等多个领域得到广泛的应用。
摘要现今社会快速发展,各种各样的软件产品被开发出来,为人们的生活、工作提供便捷。
与此同时各类软件也深刻影响社会的发展。
在各类软件的开发中,精确的计时定时对软件功能的完整实现有着重大的影响,当今社会需要精确定时计时报警的领域也越来越多,因此开发准确稳定的计时定时软件刻不容缓。
本次多功能秒表设计是基于LabVIEW2011虚拟仪器平台,使用图形化编程语言,设计一个定时计时显示报警的实例,它主要通过条件结构的分支选择及平铺式顺序结构和while循环来确保程序按一定顺序执行,通过对系统和操作人员的输入进行检测和响应,进而实现相应的秒表计时,定时报警,闹钟叫醒和时钟报时功能。
本次基于LabVIEW的秒表的设计具有定时计时精度高、占用系统资源少、软件开发周期相对较短、可移植性强、可以与其他软件无缝合成,功能扩展性强等特点,可以在各类软件中可实现精确定时计时报警显示时间。
关键词:LabVIEW,虚拟仪器,秒表AbstractWith the rapid development of today's society, more and more people get into the design and development of software products for the way people living and working convenient. In the development of all types of software,precise timing has a significant impact on the functions of the software, and all kinds of timing software constantly enrich people's entertainment life .LabVIEW is an industry-leading industry standard software tools for the development of test, measurement and control system. At the same time, the LabVIEW virtual instrument development is a completely open system application software, and use it to set up a test system can greatly simplify programming.The stopwatch design is a virtual platform based on LabVIEW 2011, using a graphical programming language, it is primarily selected by the branch of the conditional structure and flat sequence structure to ensure the subroutine according to a certain order execution,and to detect and respons from system and operator input, and realize the corresponding function, teach through lively activities and highlight the breadth of the LabVIEW programming.Key Words: LabVIEW, virtual instrument, stopwatch目录基于LabVIEW的秒表的设计.................................. 错误!未定义书签。
目录1 目的及基本要求 (1)2 闹钟原理 (1)3 闹钟设计 (2)3.1 时间设置模块 (2)3.2 格式化日期/时间 (2)3.3 小睡延迟功 (3)3.4 闹钟设置 (3)3.5 触发模块 (4)3.6 音乐播放模块 (5)3.7 闹钟的总体设计 (7)3.8 设计中遇到的问题 (9)4 运行结果 (9)4.1 初始界面 (10)4.2 设置时间 (11)4.3 设置铃音 (12)4.4 闹铃响起 (13)参考文献 (14)1 目的及基本要求熟悉LabVIEW开发环境,掌握基于LabVIEW的虚拟仪器原理、设计方法和实现技巧,运用专业课程中的基本理论和实践知识,采用LabVIEW开发工具,实现Labview实现闹钟程序的设计和仿真。
此次设计是基于labview的软件仿真设计,仿真一个闹钟使它具有定点报时的功能,硬件需求是一台安装该软件的电脑,软件设计需要实现它的所有功能包括以下:1.可以显示系统时间,通过和系统连接获得。
2.可以显示闹钟定时的时间,该时间可以手动设置,定时后的时间可以修改,整点报时。
3.闹钟具有小睡延时功能,过一定时间可再次响起。
4.当设定时间和系统时间相等时,触发闹铃铃声,还可以手动停止闹铃或者自动停止。
2 闹钟原理为保证数字钟的精度,时间的获取可直接获取系统时间,并通过相应的系统函数转换为年月日,时分秒等信息。
由于转换后的时间信息为数字,为直观地通过布尔类型显示,需要进行译码操作,译码操作的完成可通过独立的子VI完成,方便主程序调用。
为实现闹钟功能,需要有闹钟时间设置和闹钟提醒模块。
为了直观地模仿数字钟的时间设置,在程序中不提供数字输入的相关控件,而是通过布尔类型的按钮完成。
当闹钟设置开关处于关闭状态时,此时按下时、分设置按钮,相应的闹钟时间可以被调整。
闹钟设置模块也通过独立的子VI 完成。
程序运行期间会比较系统时间和设置的闹钟时间,当闹钟开关处于开启状态且闹钟时间到来时,指示灯会亮起,并且会发出警报声。
【摘要】
时间是人类生活必不可少的重要元素,从古代的沙漏、十二天干地支,到后来的机械钟表以及当今的石英钟,都充分显现出了时间的重要性。
随着社会的发展,人们对时间计量的精度要求越来越高,应用越来越广,功能要求越来越多。
普通的机械钟表与半机械钟表对于当代人忙碌的生活显然早已不太适应,随着科技的进步,电子时钟应运而生,它不仅给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了时钟原先的功能。
本课题研究的主要目的就是设计一个基于Labview的时钟系统,通过获取电脑的系统时间,并分离出给数字,在通过布尔显示显示它以指示灯、获取日期/时间(秒)、格式化日期/时间字符串、截取数组、局部变量、真常量、假常量等等,通过连接就基本制作好一个数码管电子钟了。
关键词:虚拟仪器;Labview;时间;电子时钟。
基于labVIEW的可定时闹铃时钟基于LabVIEW的可定时闹铃时钟引言计算机技术的发展,使传统仪器发生了革命性的变化,虚拟仪器应运而生。
虚拟仪器是90年代提出的新概念,短短的几年间,获得了突飞猛进的发展,说明虚拟仪器大势所趋,是21所谓虚拟仪器就是世纪自动测试与电子测量仪器领域技术发展的重要方向。
何为虚拟仪器?基于计算机平台,利用其强大的软件和硬件资源,实现传统仪器的全部功能。
从表现形式上看,虚拟仪器没有传统仪器那样具体的物理结构,取而代之的是用计算机的软件系统实现的虚拟面板和插在计算机插槽内的电路板插卡。
因为软件是虚拟仪器的真正核心,通过软件设计可以实现和改变仪器的功能,故使得虚拟仪器在性能、易用性、用户可定制性等方面具有很多优点。
在一些大的测控场合,组成以计算机为核心的虚拟测控系统,更体现了虚拟仪器无与伦比的优越性:体积小、功能强、易组合,便于对多元信息系统的处理,使测控系统向小型化、测量功能多样化、信息处理多元化的方向发展。
开发和设计虚拟仪器,可使用LabWindows,CVI,LabVIEW,?sualBasic等语言[1J。
采用图形化编程语言kb?W7(0,设计出了任意波形发生器。
在现代电子测量仪器中,任意波形发生器(arbitrary waveformgenerator,AwG)作为当代最新的一类信号源,正日益引起人们的重视。
它不仅能产生传统函数发生器所有的正弦、余弦、方波、三角波、斜波等常见波形以及衰减振荡正弦、指数形脉冲等复杂波形,而且能根据实际测试需要产生用户想要的任意波形。
通常在靶场测试中,评价测试设备性能的方法是进行大量重复性的射击实验来获取数据,然后利用这些数据对设备进行检验。
但在某些特殊场合,例如弹丸造价昂贵,不适合进行大量的重复实验。
基于这种背景下提出了一种利用虚拟信号源来模拟现场复杂的弹丸信号,以此对靶场设备进行测试评定的方法,并根据这种需要设计了任意波形发生器。
labview电子钟课程设计。
一、课程目标知识目标:1. 学生理解LabVIEW编程基础知识,掌握时间控制相关的编程概念;2. 学生掌握电子时钟的原理和设计方法;3. 学生了解虚拟仪器在工程实践中的应用。
技能目标:1. 学生能运用LabVIEW软件设计并实现一个具有基本功能的电子时钟;2. 学生能通过程序调试,解决电子时钟运行中的问题,提高程序调试能力;3. 学生能对电子时钟进行优化和拓展,培养创新意识和实践能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子工程和计算机编程的兴趣,提高学习积极性;2. 学生养成合作、探讨的学习习惯,增强团队协作能力;3. 学生通过课程学习,认识到科技对社会发展的作用,增强社会责任感和使命感。
二、教学内容1. LabVIEW基本操作与编程环境介绍:使学生熟悉LabVIEW软件界面,掌握基本操作方法。
- 课本章节:第1章 LabVIEW概述与基本操作2. 时间控制与定时器原理:讲解时间控制的基础知识,引导学生理解电子时钟的原理。
- 课本章节:第3章 时间控制与定时器3. 电子时钟设计:教授电子时钟的设计方法,指导学生完成电子时钟的设计与实现。
- 课本章节:第5章 虚拟仪器设计实例4. 程序调试与优化:培养学生解决实际问题的能力,提高程序调试技巧。
- 课本章节:第6章 程序调试与优化5. 电子时钟拓展与应用:鼓励学生进行创新设计,拓展电子时钟的功能。
- 课本章节:第7章 虚拟仪器拓展与应用教学内容安排与进度:1. 第1周:LabVIEW基本操作与编程环境介绍2. 第2周:时间控制与定时器原理3. 第3-4周:电子时钟设计4. 第5周:程序调试与优化5. 第6周:电子时钟拓展与应用三、教学方法针对LabVIEW电子钟课程设计,采用以下多样化的教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性:1. 讲授法:教师通过讲解LabVIEW基本操作、时间控制原理等理论知识,为学生奠定扎实的基础。
基于LabVIEW的秒表设计摘要数字式秒表是一种常用的计时工具,广泛用于各种比赛以及各类实验测量中。
随着生活节奏的加快,人们时间观念的加强,各种计时器已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分,并且人们已经不能满足于单一的某一种功能了。
而如何在秒表的基础上,根据人们生活的需要增加相应的功能以方便人们的生活,便成为秒表设计方面的重点。
我基于LabVIEW设计的的秒表,具有秒表计时器、倒计时器、节拍器、时钟和闹钟的功能。
其具有界面美观,简单易用,功能强大,精确度高等特点。
此秒表的所有功能均可以独立运行,互不干扰,具有很好的用户体验。
关键词:秒表,计时,LabVIEWStopwatch design based on LabVIEWAbstractDigital stopwatch is a commonly used tool for timing.It is widely used in various competitions and a variety of experimental measurements.With the accelerated pace of life and the strengthening of the concept of time,variety timer has become an indispensable part of everyday life,and it has been unable to meet on a single feature of a certain kind.It has become the focus of the stopwatch design that how to add the corresponding function according to the needs of people's lives based on the stopwatch to convenience to people's lives.Stopwatch witch I designed based on LabVIEW, is with a stopwatch timer, countdown timer, metronome, clock and alarm functions.It has a beautiful interface, easy to use, powerful, high precision characteristics.This stopwatch’s all functions can be run independently, means can without disturbing each other, and with good user experience.Keywords: stopwatch, timer, LabVIEW目录1.绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2虚拟仪器的概念及特点 (1)1.2.1虚拟仪器 (1)1.2.2 虚拟仪器的特点 (1)2. 图形化编程和LabVIEW (2)2.1 图形化编程简介 (2)2.2 LabVIEW简介 (2)2.2.1前面板 (2)2.3.2 程序框图 (2)3.秒表介绍及程序设计 (3)3.1 概述 (3)3.2 秒表的发展 (3)3.3 秒表的功能设计 (5)3.3.1.正计时 (5)3.3.2 倒计时 (6)3.3.3.节拍器 (6)3.3.4.时钟与闹钟 (6)4. 程序实现 (7)4.1秒表计时器 (7)4.1.1 流程图 (7)4.1.2程序设计 (8)4.2 倒计时器 (21)4.2.1流程图 (21)4.2.2程序设计 (22)4.3节拍器 (25)4.3.1流程图 (25)4.3.2 程序设计 (26)4.4时钟及闹钟 (28)4.4.1流程图 (28)4.4.2 程序设计 (28)总结 (31)致谢 (33)1.绪论1.1 引言LabVIEW是一种程序开发环境,由美国国家仪器(NI)公司研制开发的,类似于C和BASIC开发环境,但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是:其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码,而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序,产生的程序是框图的形式。
目录内容摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Keywords (1)1 绪论 (2)1.1 仪器的发展 (2)1.1.1 仪器的发展 (2)1.1.2 虚拟仪器的发展 (3)虚拟仪器的分类 (4)1. 3与传统仪器的比较 (5)2 虚拟仪器软件体系 (6)2.1 虚拟仪器概述 (6)2.2 LabVIEW简介 (7)2.3 LabVIEW的开发环境 (8)2.4 LabVIEW的程序构成与模块简介 (8)2.4.1 前面板〔Front Panel〕 (8)2.4.2 程序框图〔Block Diagram〕 (10)3 数字钟原理及设计概要 (12)数字钟的简介 (12)数字钟的发展前景 (12)单片机在数字钟中的应用 (13)数码管在数字钟中的应用 (13)设计描述 (14)4 数字钟的设计方案 (15)界面构成 (15)格式化日期/时间字符串 (15)截取字符串 (15)十进制数字符串至数值转换 (16)条件结构 (16)时间闪烁信号 (16)结构循环 (17)时间设置 (17)时间显示 (18)七段布尔显示控件编码 (18)显示时间的区段 (20)日期显示 (20)5 总结 (22)参考文献 (23)致谢 (23)内容摘要:本文从虚拟仪器的起源和发展讲述虚拟仪器,并简单概括了它的功能。
然后将它与传统仪器的区别做了一个简单的比较,之后全面的讲解了虚拟仪器设计技术,和LabVIEW的运用。
详细的阐述了数字钟的原理与构成,以及数字钟的发展前景。
并运用基于LabVIEW的虚拟仪器,研究与设计数字钟,使虚拟仪器在实验操作中的优势得到充分的表达。
通过分析虚拟仪器技术在数字钟研究与设计中得到实际的运行效果,说明了该虚拟仪器设计过程简单、方便,而且具有性能稳定、使用方便灵活以及节约成本等特点,在研究中可以得到广泛的应用。
关键词:LabVIEW;虚拟仪器;数字钟Abstract:This article is a general introduction of the origin and development of the virtual instrument, and a brief introduction, comprehensive introduction t o the technology of virtual instrument design, and the use of LABVIEW virtual instr ument, as well as more traditional instruments and virtual instrument. Describes in detail the principle and structure of the digital clock. And the use of LABVIEW based virtual instruments, research and design, digital clock, so that the advantages o f virtual instrument in the experimental operation to be fully reflected. Actual operat ing results through virtual instrument technology in the research and design of the di gital clock, indicating that the virtual instrument design process is simple, conven ient, and with stable performance, easy to use and flexible, and cost-saving fea tures in the study can be widely application.Keywords:LabVIEW; virtual instruments; digital clock1绪论仪器与电脑结合是必然的表达,这里有两种方法。
基于Labview制作数码管电子钟设计报告基于Labview的数码管电子钟制作和仿真物理与光信息科技学院071班作者:李虎(68号),谢秀滨摘要:由于LabVIEW轶件的优越性,用它来制作和仿真数码管电子钟是很方便的,是其它轶件不可比拟的。
这次制作数码管电子钟,所用的控件不多,主要用到了指示灯、获取日期/时间(秒)、格式化日期/时间字符串、截取字符串、While循环、条件结(Case结构)、常量、局部变量、真常量、假常量等等,通过连接就基本制作好一个数码管电子钟了。
在仿真时,通过和计算机时间的对比,完全符合要求,仿真性能很好,达到了这次研究和制作数码管电子钟的目的。
关键词:数码管电子钟,控件,前面板,程序框图,获取日期/时间(秒),格式化日期/时间字符串,截取字符串,While循环,条件结(Case结构)。
数码管电子钟在现实生活、工作中,特别是在科学研究工作中有非常很重要的、广泛的应用。
在这种情况下,对数码管电子钟的研究和制作、仿真是十分很重要。
本文就此讨论数码管电子钟的制作和仿真等等问题。
数码管电子钟可以用多种轶件来制作和仿真,如Proteus、Flash 等等轶件。
现在我们用LabVIEW轶件来制作数码管电子钟。
简单介绍一下LabVIEW,LabVIEW是美国National Instruments公司开发的一种业界领先的工业标准图形化编程系统,应用于数据与控制、数据分析,以及数据表达等方面,对称之为“虚拟仪器”(Virtual Instruments,VIS)的轶件对象进行图形化的组合操作。
我们制作数码管电子钟所用的LabVIEW是8.5版的。
在制作数码管电子钟的过程中,我们用到一个显示控件,四十二个长方形LED组成的数码管,四个圆形LED组成的两个“冒号”,和一个圆形的按钮,其中LED和按钮都是布尔控件,这些控件都是放大前面板的。
而前面板是图形化的人机界面,模拟数码管电子钟工作的过程。
在程序框图上,用到一个获取日期/时间(秒)、一个格式化日期/时间字符串、八个截取字符串、一个While循环、六个条件结(Case结构)、十六个常量、四百十二个局部变量、四十二个真常量、四十二个假常量等等。
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编号:虚拟技术与仪器课程设计题目名称:基于LabVIEW的电子时钟设计专业班级:学生姓名:学号:指导教师:目录1目的及基本要求 ........................................................................ 错误!未定义书签。
2电子时钟原理 ............................................................................ 错误!未定义书签。
2.1L AB VIEW课程设计的原则 ................................................... 错误!未定义书签。
2.2设计要求............................................................................. 错误!未定义书签。
2.3设计思路 ............................................................................ 错误!未定义书签。
3电子时钟设计和仿真 (4)3.1具体设计步骤 (5) (6) (2) (3) (5) (6).................................................................................................错误!未定义书签。
3.2设计任务流程 (2)3.3设计中遇到的问题 (3)3.4课程设计的实验验收 (5)4 结果及性能分析 ....................................................................... 错误!未定义书签。
目录容摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Keywords (1)1 绪论 (2)1.1 仪器的发展 (2)1.1.1 仪器的发展 (2)1.1.2 虚拟仪器的发展 (3)1.2虚拟仪器的分类 (4)1. 3与传统仪器的比较 (5)2 虚拟仪器软件体系 (7)2.1 虚拟仪器概述 (7)2.2 LabVIEW简介 (7)2.3 LabVIEW的开发环境 (8)2.4 LabVIEW的程序构成与模块简介 (8)2.4.1 前面板(Front Panel) (9)2.4.2 程序框图(Block Diagram) (10)3 数字钟原理及设计概要 (12)3.1 数字钟的简介 (12)3.2 数字钟的发展前景 (12)3.3 单片机在数字钟中的应用 (13)3.4 数码管在数字钟中的应用 (13)3.5 设计描述 (14)4 数字钟的设计方案 (15)4.1 界面构成 (15)4.2 格式化日期/时间字符串 (15)4.3 截取字符串 (15)4.4 十进制数字符串至数值转换 (15)4.5 条件结构 (16)4.6 时间闪烁信号 (16)4.7 结构循环 (16)4.8 时间设置 (17)4.9 时间显示 (17)4.10 七段布尔显示控件编码 (17)4.11 显示时间的区段 (19)4.12 日期显示 (19)5 总结 (21)参考文献 (22)致 (22)容摘要:本文从虚拟仪器的起源和发展讲述虚拟仪器,并简单概括了它的功能。
然后将它与传统仪器的区别做了一个简单的比较,之后全面的讲解了虚拟仪器设计技术,和LabVIEW的运用。
详细的阐述了数字钟的原理与构成,以及数字钟的发展前景。
并运用基于LabVIEW的虚拟仪器,研究与设计数字钟,使虚拟仪器在实验操作中的优势得到充分的体现。
通过分析虚拟仪器技术在数字钟研究与设计中得到实际的运行效果,表明了该虚拟仪器设计过程简单、方便,而且具有性能稳定、使用方便灵活以及节约成本等特点,在研究中可以得到广泛的应用。
编号:虚拟技术与仪器课程设计题目名称:基于LabVIEW的电子时钟设计专业班级:学生姓名:学号:指导教师:成绩:评语:指导老师签名:日期:目录1目的及基本要求 (1)2电子时钟原理 (1)2.1L AB VIEW课程设计的原则 (2)2.2设计要求 (2)2.3设计思路 (2)3电子时钟设计和仿真 (4)3.1具体设计步骤 (5)3.1.1时间设置 (6)3.1.2时间显示 (2)3.1.3日期显示 (3)3.1.4闹钟设置 (5)3.1.5退出设置 (6)3.1.6电子时钟系统整体连接图 (10)3.2设计任务流程 (2)3.3设计中遇到的问题 (3)3.4课程设计的实验验收 (5)4 结果及性能分析 (11)4.1结果分析 (11)4.1.1未运行的时候效果图 (2)4.1.2从当前系统获取时间后效果图 (3)4.1.3自定义闹钟设置效果图 (5)4.2性能分析 (12)参考文献 (14)1目的及基本要求虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。
灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面,模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成,标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。
这也正是NI近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。
只有同时拥有高效的软件、模块化I/O硬件和用于集成的软硬件平台这三大组成部分,才能充分发挥虚拟仪器技术性能高、扩展性强、开发时间少,以及出色的集成这四大优势。
LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench,实验室虚拟仪器集成环境)是一种图形化的编程语言(又称G语言),它是由美国NI公司推出的虚拟仪器开发平台,也是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件集成开发环境。
使用这种语言编程时,基本上不用写程序代码,取而代之的是程序框图。
熟悉LabVIEW开发环境,掌握基于LabVIEW的虚拟仪器原理、设计方法和实现技巧,运用专业课程中的基本理论和实践知识,采用LabVIEW开发工具,实现电子时钟的设计和仿真。
要求通过本课程设计使学生熟悉LabVIEW开发环境,掌握基于LabVIEW的虚拟仪器设计原理、设计方法和实现技巧,使学生掌握通信系统设计和仿真工具,为毕业设计做准备,为将来的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。
2电子时钟原理在熟悉虚拟仪器的设计思想、图形化编程语言的原理、方法和应用技术的同时,结合信号与系统,数字信号处理,通信原理等课程,以教学和实践相结合的原则安排课程设计内容。
具体内容和要求如下:2.1LabVIEW课程设计的原则采用LabVIEW开发环境,紧密结合通信专业的相关课程来进行。
本课程设计要求实现电子时钟的设计与仿真,即通过获取电脑的系统时间,并分离出给数字,在通过布尔显示显示。
数字的显示主要是7个长条的布尔显示组成,原理与7段数码管相似。
7段数码管显示不同的数字主要通过其7个布尔不同的真假值控制,将0-9对应的7段布尔显示值依次存入一个布尔数组里,只需提取此数组的不同段即可让其显示不同的值,如显示“0”提取数组的0-6位分别赋值给7段布尔显示。
以此类推,可以实现九位数字即0到9的可视化显示。
2.2设计要求要求学生掌握LabVIEW的虚拟仪器原理、设计方法和实现技巧,掌握简单通信系统设计和分析方法。
由于电子时钟在现实生活、工作中,特别是在科学研究工作中有非常很重要的、广泛的应用。
在这种情况下,对电子时钟的研究和制作、仿真是十分很重要。
本文就对基于LabVIEW的电子时钟的设计与仿真做详细的说明。
2.3 设计思路电子时钟的基本设计思路是通过可以获取时间的控件来获取相关信息,如:年、月、日、时、分、秒等,可以回当前时间的时间标识。
LabVIEW将时间标识计算为自1904年1月1日星期五12:00 a.m(通用时间)以来的秒数。
使用转换为双精度浮点数函数,将时间标识的值转换为精度较低的浮点数。
取得的值最终为整型数据,利用除数取余即可分离个十位。
为了获得更好的显示效果将背景改为黑色,布尔显示的颜色为绿色。
如下图所示,即最终显示效果图:3电子时钟设计和仿真首先熟悉虚拟仪器的设计思想,而后便可着手进行电子时钟的相关设计,控件架构以及函数设置。
具体设计步骤如下:3.1具体设计步骤3.1.1时间设置图3-1 时间设置图3.1.2时间显示通过除10取余便可得到个位,商为十位,以此方法也可求出年的各个数字,取出各位数字后,并不可直接显示,要通过统一编码规范显示的格式,这样才能显示各位数。
要显示数字时,只需将数字乘以7,再将乘积的值作为索引在那存放真值的数组里寻找对应显示的七个布尔显示控件的值。
如显示‘2’,则从数组的第2*7=14位开始,依次取出7个(分别代表着七个布尔的真值),其他也同理。
最后捆绑成簇,因为七段显示布尔已做成簇。
如下数码管显示图,其包含七段显示布尔,即A、B、C、D、E、F、G,如显示“0”的时候,将其分别置为1111110,即可显示数字“0”(“1”代表真,“0”代表假),其他的同理。
但在显示时间的时候,要用六个方形指示灯,对应时、分、秒,每个占用两个指示灯;用两个圆形指示灯表示时分秒之间的冒号间隔。
这其中包括截取字符串,截取字符串即返回输入字符串的子字符串,从偏移量位置开始,包含长度个字符。
连线板显示了该多态函数的默认数据类型。
字符串是输入字符串,偏移量是起始位置并且必须为数值。
字符串中第一个字符的偏移量为0。
如没有连线或小于0,则默认值为0。
长度必须为数值。
如长度没有连线,则默认值为字符串长度减去偏移量。
子字符串如偏移量大于字符串的长度,或长度小于等于0,则值为空。
如长度大于或等于字符串长度减去偏移量,则子字符串是从偏移量开始的剩余部分。
控件图如下所示:如下图所示,数码管显示数字“5”,即对应的A、B、C、D、E、F、G分别置为1 0 1 1 0 1 1,这样就显示出了数字“5”。
图3-2数码管显示图3-3 时间显示图3.1.3日期显示即通过数字时钟显示当前年、月、日,由于年份要用四位数来表示,月份和日期各用两位数来表示,则就要用到八个方形指示灯来显示,需要先将由系统得到的时间转换为字符串数值然后输出,具体控件图如下:图3-4 日期显示图3.1.4闹钟设置为保证电子时钟功能多样性,可以加入闹钟,从而极大丰富时钟的功能和人性化程度,即通过定时,在定时时间到时,可以相应发出声音,从而起到闹钟的功能。
具体控件图如下:图3-5 闹钟程序框图3.1.5退出设置按Esc之后,停止并退出,如下图所示图3-6 退出控件图3.1.6电子时钟系统整体连接图如下所示图3-7 电子时钟系统整体控件连接图3.2设计任务流程(1)根据设计任务和指标要求,通过检索、查资料、调查研究、确定方案、画出组成系统结构方框图;(2)采用LabVIEW实现电子时钟系统;(3)系统调试与改进,调整系统参数,分析系统运行结果;(4)写出设计总结报告。
3.3设计中遇到的问题由于是第一次进行LabVIEW的课程设计,缺乏相关的设计经验,因此一开始的时候确实无从下手。
但是经过同学的指点和帮助,包括自己独立思考与查阅相关资料,我渐渐对这个软件熟悉了,并且觉得图形化编程的好处实在是非常多的。
设计电子时钟期间,我确实遇到了许多的问题。
由于对编程软件的不熟悉,导致在找相关控件时花费了许多时间,而且常常找到的是错误的控件,这直接造成程序运行失误。
这一点在熟悉软件之后,好了很多。
其次,在熟悉设计原理的时候,由于对相关逻辑关系以及函数关系的不太熟悉,也绕了不少弯子。
后期,在总体完成电子时钟的设计后,基本功能都得到了实现,但是一直显得不太美观。
数字时钟功能很简单,实现起来也很简单,但要做得美观、简洁却不那么容易。
比如让其显示更多生动的字体,在一个小窗口里实现更多的动画。
程序要实现丰富的内容及完美的界面主要还是要靠扎实的基础,掌握各控件的使用及各类型的模块间的转换。
本来把本次课程设计的界面显示做成各种字体的,但由于时间及能力的关系,没有做得更好。
这一点很遗憾,但愿有机会可以弥补。
总体来说,设计过程遇到的问题不少,但是收获也更多。
在学习了信号与系统、通信原理等课程之后,这实在是一个极好的学习机会与动手机会,也算是为大四的毕业设计做了一个良好的准备,于我而言,受益良多。
3.4课程设计的实验验收相关控件图连接完毕后,运行无误,就可以进行验收,课程设计报告是重要的一项,需要认真完成,为课程设计画上圆满的句号。
4 结果及性能分析4.1 结果分析4.1.1.未运行的时候效果图如下图4-1 未运行时效果图4.1.2.从当前系统获取时间后,运行如下:图4-2 运行效果图4.1.3.自定义闹钟设置效果图,如输入10时40分00秒,则系统显示时间如下:图4-3 自定义闹钟显示效果图4.2 性能分析从大体上说,本设计实现的电子时钟实现了大部分的功能,显示年、月、日、时、分、秒之外,还可以实现闹钟定时的功能,而且增加了自定义时间控制的功能。
而且界面设计美观而简约,布局也还算合理,操作也足够简单。
由于LabVIEW轶件的优越性,用它来制作和仿真数码管电子钟是很方便的,是其它轶件不可比拟的。
这次制作数码管电子钟,所用的控件不多,主要用到了指示灯、获取日期/时间(秒)、格式化日期/时间字符串、截取字符串、While循环、条件结构(Case结构)、常量、局部变量、真常量、假常量等等,通过基本的连接就制作好一个电子时钟了。
在仿真时,通过和计算机时间的对比,完全符合要求,仿真性能很好,达到了这次研究和制作数码管电子钟的目的。
此电子时钟能运用于人们的工作中,特别是科学研究的一些仿真实验中,也可以为广大的科学工作者提供方便。
但是这次制作的数码管电子时钟有点大,这是为了大家更好地了解电子时钟。
在实际应用中,从制作成本上讲,这样的数码管电子时钟是比较小的,这一点上可以做得更好。
参考文献[1] 赵会兵.虚拟仪器技术规范与系统集成.北京:清华大学出版社.2003年8月[2] 路林吉,饶家明.虚拟仪器讲座:《信息技术》.2000年[3] 陕西海泰电子有限责任公司:VI技术专题介绍[4] 彭云辉等.VXI总线与虚拟仪器技术《电子技术应用》.2003年[5] 杨乐平等.LabVIEW程序设计与应用.电子工业出版社.2001年7月[6] 美国国家仪器( NI)有限)公司:虚拟仪器(白皮书)[7] 美国国家仪器( NI)有限)公司: 《LabVIEW7 Express 评估版使用指南》,2003年4月。