Labview课程设计-电子数字时钟

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。

一.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,实现电子时钟的设计和仿真。

二.LabVIEW介绍LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发，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。

LabVIEW软件是NI设计平台的核心，也是开发测量或控制系统的理想选择。

LabVIEW开发环境集成了工程师和科学家快速构建各种应用所需的所有工具，旨在帮助工程师和科学家解决问题、提高生产力和不断创新。

三．软件设计3.1获取时间的各整型数据软件中获取日期/时间（秒）控件从计算机系统中自动提取时间，并转换成日期、时间等，控件图如下：图3-1 获取时间控件在获取时间后，将数据使用截取字符串vi可分别获得年、月、日、时间等。

3.2截取字符串通过截取字符串VI，可以获得时间和日期各个位数对应的数字，其中偏移量表示截取字符串的起始位，长度表示截取的数字位数。

如下图：图3-2 截取字符串控件3.3 七段布尔显示控件编码取出各位数字后，并不可直接显示，要通过统一编码规显示的格式，这样才能显示各位数，编码各段如下：图3-3 指示灯控件A、B、C、D、E、F、G分别对应着七段布尔显示控件，要显示“0”时A~G的赋值分别为：1 1 1 1 1 1 0（1代表真，0为假），显示其他数字也是按此做法的。

最后将此7个值串接起来存入一个布尔数组里。

3.4 布尔显示数字要显示数字时，只需将截取字符串得到的数字传输到对应的条件判断结构中。

再寻找对应的条件分支，将结果显示出来。

例如希望得到时间12:07:03中的时间数“1”，将第一位提取出来后，传给时间分支对应的第一个时间条件VI，便可得到相应的显示值。

《电子技术》课程设计报告-数字电子钟设计一、背景介绍数字电子钟是一个实时的计时器，它可以按照设定的时刻精确地表示时间。

它使用微处理器和时钟芯片来处理时间。

因此，它可以被视为一个微处理器系统，系统中含有存储器、计数器、报警功能等。

最新的电子时钟如石英钟使用特制石英晶片来制定时钟。

由于石英可以产生完美的电振动，因此可以更准确地检测时钟改变。

二、数字电子钟的设计原理1、时钟驱动电子时钟的操作需要一定的时间和精度，主要是依靠特殊的驱动器来实现的。

驱动器有石英、硅、力学和光学等多种。

其中石英芯片是电子时钟的核心部件并且最常用。

可以让电子时钟每秒产生32千分之一秒的精度。

2、晶振电路晶体振荡器电路是将电能转换成振荡信号和时钟信号的基础电路。

在电子时钟中，晶振电路可以将3.3V的DC电源转换成正弦波信号。

3、控制电路控制电路是接收电子时钟信号，并将其转换为可读取的数字信号的电路。

它通过检测当前的时钟值与它预设的标准值，来决定是否需要重新设定。

4、显示电路为了使时间显示准确，显示电路需要有一定的能力，它可以将控制电路经过变换后的数字转化为可视的数字或符号信号，比如LED。

我们首先使用PIC16F628A微控制器来控制数字电子钟，PIC16F628A是一款常用的单片机，在实现数字电子钟的最基本功能时天然的具有很多优势，即具有丰富的I/O口及高性能的CPU。

而在驱动这个数字电子时钟时，我们选择了普通的石英晶振，其工作电压为3.3V，频率为32.768kHz。

它的作用是将电源电压转换成正弦波信号，然后此信号可以被PIC单片机读取，从而实现全电子时钟功能。

在处理每秒钟走过的时间时，我们使用计数器根据晶振输入的时钟信号逐渐计数，而当计数器计数到一定值时，PIC单片机就知道一秒的时间已经过去，然后继续进行计算.最后，我们选用一个4位共阳极数码管来将这些数据转化为显示数字的动作，它从数据地址上读取数据，然后一次送到一位，就可以实时显示电子时钟的实时时间。

数字闹钟设计报告目录1. 设计任务与要求 (2)2. 设计报告内容2.1实验名称 (2)2.2实验仪器及主要器件 (2)2.3实验基本原理 (3)2.4数字闹钟单元电路设计、参数计算和器件选择…………………………3-72.5数字闹钟电路图 (8)2.6数字闹钟的调试方法与过程 (8)2.7设计与调试过程的问题解决方案 (8)3.实验心得体会……………………………………………………………………9、101. 设计任务与要求数字闹钟的具体设计任务及要求如下:(1) 有“时”、“分”十进制显示, “秒”使用发光二极管闪烁表示。

(2) 以24小时为一个计时周期。

(3) 走时过程中能按预设的定时时间（精确到小时）启动闹钟, 以发光二极管闪烁表示, 启闹时间为3s～10s。

2. 设计报告内容2.1实验名称数字闹钟2.2实验仪器及主要器件（1）CD4511（ 4片）、数码管（4片）（2）74LS00（6片）（3）74LS138（2片）（4）74LS163（6片）（5）LM555（1片）（6）电阻、电容、导线等（若干）（7）面包板（2片）、示波器等2.3数字闹钟基本原理要想构成数字闹钟, 首先应选择一个标准时间源——即秒信号发生器。

可以采用LM555构成多谐振荡器, 通过改变电阻来实现频率的变化, 使之产生1HZ的信号。

计时的规律是: 60秒=1分, 60分=1小时, 24小时=1天, 就需要对计数器分别设计为60进制和24进制的, 并发出驱动信号。

各计数器输出信号经译码器到数字显示器, 按“时”、“分”顺序将数字显示出来, 秒信号可以通过数码管边角的点来显示。

数字闹钟要求有定时响闹的功能, 故需要提供设定闹时电路和对比起闹电路。

设时电路应共享译码器到数字显示器, 以便使用者设定时间, 并可减少电路的芯片数量；而对比起闹电路提供声源, 应具有人工止闹功能, 止闹后不再重新操作, 将不再发生起闹等功能。

数字电子钟的逻辑框图如图所示。

电子数字时钟课程设计报告（数电）第一篇：电子数字时钟课程设计报告(数电)数字电子钟的设计1.设计目的数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

因此，我们此次设计数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。

而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。

且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路。

通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。

1.1设计指标1.时间以12小时为一个周期；2.显示时、分、秒；3.具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间； 1.2 设计要求1、电路设计原理说明2、硬件电路设计(要求画出电路原理图及说明)3、实物制作：完成的系统能达到题目的要求。

4、完成3000字的课程设计报告2.功能原理2.1 数字钟的基本原理数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、LED数码管、校时电路、整点报时电路等组成。

工作原理为时钟源用以产生稳定的脉冲信号，作为数字种的时间基准，要求震荡频率为1HZ，为标准秒脉冲。

将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。

“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。

“时计数器”采用24进制计数器，可以实现24小时的累计。

LED数码管将“时、分、秒”计数器的输出状态显示。

校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。

2.2 原理框图3.功能模块3.1 振荡电路多谐振荡器也称无稳态触发器，它没有稳定状态，同时无需外加触发脉冲，就能输出一定频率的矩形波形（自激振荡）。

西安建筑科技大学理学院电子信息科学与技术专业LABVIEW仿真实验课程学生实验报告书院系理学院专业班级电子信息科学与技术0801实验名称虚拟仪器——数字时钟姓名学号2011年 5 月17日西安建筑科技大学理学院电子信息科学与技术专业LABVIEW仿真实验课程学生实验报告书学生姓名：学生学号：实验项目名称：虚拟仪器——数字时钟实验计划学时：3学时实验项目类型：综合、设计实验时间：主要协作者：一〖实验目的〗1、熟悉Labview各组件，深入学习研究课程所学知识。

2、通过自己编制Labview综合程序，提高编程能力。

3、综合所学Labview知识，了解Labview开发程序的一般过程。

4、在Labview环境下，利用按钮等组件，实现虚拟仪器——数字时钟的模拟，并且可以定时。

二〖实验仪器〗安装有LABVIEW的计算机三〖实验内容〗1、利用移位寄存器的性质，实现将一个字符串“Xi'An University of Architecture & Technology”（西安建筑科技大学）循环左移显示。

2、利用按钮等组件，实现虚拟仪器——数字时钟，并显示当前日期。

3、实现闹钟功能，可以定时，到指定时间发出蜂鸣音。

四〖方案步骤〗1、前面板的设计（1）新建一个VI，在前面板上先放置一个作为黑色背景的按钮，再放置需要循环左移显示的字符串“Xi'An University of Architecture & Technology”。

（2）然后放置多个布尔方形指示灯，用于显示数字“0、1、2、3、4、5、6、7、8、9”，即显示时间的时分秒。

并放置布尔圆形指示灯，用于显示时分秒之间的点。

（3）放置时间组件，用于定时。

最后，加注释。

（4）前面板设计图，如图1-1图1-1 数字时钟前面板设计图2、程序框图的设计新建一个VI，在前面板上放置一个while循环结构框，利用一位寄存器、字符串移位(函数)等组件，实现字符串“Xi'An University of Architecture & Technology”（西安建筑科技大学）的定时向左移位。

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。

时间：2012/12/31签名：一、课程设计背景1.前言20多年前，美国国家仪器公司NI (National Instruments)提出“软件即是仪器”的虚拟仪器(VI)概念，引发了传统仪器领域的一场重大革命，使得计算机和网络技术得以长驱直入仪器领域，和仪器技术结合起来，从而开创了“软件即是仪器”的先河。

LabVIEW是NI推出的虚拟仪器开发平台软件，它们能够以其直观简便的编程方式、众多的源码级的设备驱动程序、多种多样的分析和表达功能支持，为用户快捷的构筑自己的实际生产中所需要的仪器系统创造了基础条件。

虚拟仪器由计算机、模块化功能硬件和应用软件三大部分组成，一般而言，虚拟仪器所用的计算机是通用的计算机，虚拟仪器根据其模块化功能硬件不同，而有多种构成方式。

其中NI—DAQ测试系统是构成虚拟仪器VI得最常用的最基本的方式，因为一般而言，这种类型的虚拟仪器成本比较低，它能充分利用计算机的设计能力，并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理。

图1 虚拟仪器系统框架图2.工具软件简介令的先后顺序决定程序执行顺序，而LabVIEW 则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了VI及函数的执行顺序。

VI指虚拟仪器，是LabVIEW 的程序模块。

LabVIEW是图形化编程语言，也是第三代的编程语言，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。

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。

课程设计_数字电子钟设计报告第一篇：课程设计_数字电子钟设计报告数字电子钟设计报告数字电子钟设计报告目录1．实验目的 (2)2．实验题目描述和要求 (2)3．设计报告内容...........................................................................2 3.1实验名称.................................................................................2 3.2实验目的.................................................................................2 3.3实验器材及主要器件..................................................................2 3.4数字电子钟基本原理..................................................................3 3.5数字电子钟单元电路设计、参数计算和器件选择..............................3-8 3.6数字电子钟电路图.....................................................................9 3.7数字电子钟的组装与调试............................................................9 4．实验结论.................................................................................9 5．实验心得 (10)参考文献 (10)数字电子钟设计报告一简述数字电子钟是一种用数字显示秒，分，时，日的计时装置，与传统的机械相比，它具有走时准确，显示直观，无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用：小到人们日常生活中的电子手表，大到车站，码头，机场等公共场所的大型数显电子钟。