LabVIEW課程設計實現(xiàn)電子時鐘

1、目 錄1 目的及基本要求12 數(shù)碼管數(shù)字顯示原理12.1 labview課程設計的原則22.2 設計要求22.3 設計思路23 數(shù)碼管數(shù)字顯示設計和仿真33.1 具體設計步驟33.2 設計任務流程143.3 設計中遇到的問題143.4 課程設計的實驗驗收和答辯及報告的完成144 結果及性能分析154.1 結果分析154.2 性能分析16參考文獻171目的及基本要求虛擬儀器技術就是利用高性能的模塊化硬件，結合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應用。靈活高效的軟件能幫助您創(chuàng)建完全自定義的用戶界面，模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統(tǒng)集成，標準的軟硬件平臺能滿足對同步和定時應用的需求。這也

2、正是ni近30年來始終引領測試測量行業(yè)發(fā)展趨勢的原因所在。只有同時擁有高效的軟件、模塊化i/o硬件和用于集成的軟硬件平臺這三大組成部分，才能充分發(fā)揮虛擬儀器技術性能高、擴展性強、開發(fā)時間少，以及出色的集成這四大優(yōu)勢。labview（laboratory virtual instrument engineering workbench，實驗室虛擬儀器集成環(huán)境）是一種圖形化的編程語言（又稱g語言），它是由美國ni公司推出的虛擬儀器開發(fā)平臺，也是目前應用最廣、發(fā)展最快、功能最強的圖形化軟件集成開發(fā)環(huán)境。使用這種語言編程時，基本上不用寫程序代碼，取而代之的是程序框圖。熟悉labview開發(fā)環(huán)境，掌握基

3、于labview的虛擬儀器原理、設計方法和實現(xiàn)技巧，運用專業(yè)課程中的基本理論和實踐知識，采用labview開發(fā)工具,實現(xiàn)電子時鐘的設計和仿真。要求通過本課程設計使學生熟悉labview開發(fā)環(huán)境，掌握基于labview的虛擬儀器設計原理、設計方法和實現(xiàn)技巧，使學生掌握通信系統(tǒng)設計和仿真工具，為畢業(yè)設計做準備，為將來的學習及今后從事科學研究、工程技術工作打下較堅實的基礎。 2 數(shù)碼管顯示原理在熟悉虛擬儀器的設計思想、圖形化編程語言的原理、方法和應用技術的同時，結合信號與系統(tǒng)，數(shù)字信號處理，通信原理等課程，以教學和實踐相結合的原則安排課程設計內容。2.1 labview課程設計的原則采用labvie

4、w開發(fā)環(huán)境，緊密結合通信專業(yè)的相關課程來進行。本課程設計要求實現(xiàn)電子時鐘的設計與仿真，即通過獲取電腦的系統(tǒng)時間，并分離出給數(shù)字，在通過布爾顯示顯示。數(shù)字的顯示主要是7個長條的布爾顯示組成，原理與7段數(shù)碼管相似。7段數(shù)碼管顯示不同的數(shù)字主要通過其7個布爾不同的真假值控制，將0-9對應的7段布爾顯示值依次存入一個布爾數(shù)組里，只需提取此數(shù)組的不同段即可讓其顯示不同的值，如顯示“0”提取數(shù)組的0-6位分別賦值給7段布爾顯示。以此類推，可以實現(xiàn)九位數(shù)字即0到9的可視化顯示。2.2 設計要求要求學生掌握labview的虛擬儀器原理、設計方法和實現(xiàn)技巧，掌握簡單通信系統(tǒng)設計和分析方法。2.3 設計思路數(shù)碼管

5、數(shù)字顯示的基本設計思路是通過可以獲取數(shù)值的控件來獲取相關信息。使用轉換為雙精度浮點數(shù)函數(shù)，將數(shù)值標識的值轉換為精度較低的浮點數(shù)。取得的值最終為整型數(shù)據(jù)，利用除數(shù)取余即可分離個十位。為了獲得更好的顯示效果將背景改為黑色，布爾顯示的顏色為綠色。如下圖所示，即最終顯示效果圖：圖2-1 數(shù)碼管數(shù)字顯示效果圖3 數(shù)碼管數(shù)字顯示設計和仿真首先熟悉虛擬儀器的設計思想，而后便可著手進行數(shù)碼管數(shù)值顯示的相關設計，控件架構以及函數(shù)設置。具體設計步驟如下：3.1 具體設計步驟1數(shù)碼管數(shù)值顯示通過除10取余便可得到個位，商為十位，以此方法也可求出年的各個數(shù)字，取出各位數(shù)字后，并不可直接顯示，要通過統(tǒng)一編碼規(guī)范顯示的格

6、式，這樣才能顯示各位數(shù)。要顯示數(shù)字時，只需將數(shù)字乘以7，再將乘積的值作為索引在那存放真值的數(shù)組里尋找對應顯示的七個布爾顯示控件的值。如顯示2，則從數(shù)組的第2*7=14位開始，依次取出7個（分別代表著七個布爾的真值），其他也同理。最后捆綁成簇，因為七段顯示布爾已做成簇。如下數(shù)碼管顯示圖，其包含七段顯示布爾，即a、b、c、d、e、f、g，如顯示“0”的時候，將其分別置為1111110，即可顯示數(shù)字“0”（“1”代表真，“0”代表假），其他的同理。但在顯示時間的時候，要用六個方形指示燈，每個占用兩個指示燈；用兩個圓形指示燈表示時分秒之間的冒號間隔。這其中包括截取字符串，截取字符串即返回輸入字符串的子

7、字符串，從偏移量位置開始，包含長度個字符。連線板顯示了該多態(tài)函數(shù)的默認數(shù)據(jù)類型。字符串是輸入字符串，偏移量是起始位置并且必須為數(shù)值。 字符串中第一個字符的偏移量為0。如沒有連線或小于0，則默認值為0。長度必須為數(shù)值。如長度沒有連線，則默認值為字符串長度減去偏移量。子字符串如偏移量大于字符串的長度，或長度小于等于0，則值為空。如長度大于或等于字符串長度減去偏移量，則子字符串是從偏移量開始的剩余部分。 如下圖所示，數(shù)碼管顯示數(shù)字“5”,即對應的a、b、c、d、e、f、g分別置為1 0 1 1 0 1 1，這樣就顯示出了數(shù)字“5”。 圖3-1數(shù)碼管顯示 圖3-2 前面板 圖3-3程序框圖3.2設計任

8、務流程（1）根據(jù)設計任務和指標要求，通過檢索、查資料、調查研究、確定方案、畫出組成系統(tǒng)結構方框圖；（2）采用labview實現(xiàn)數(shù)碼管數(shù)值顯示系統(tǒng)；（3）系統(tǒng)調試與改進，調整系統(tǒng)參數(shù)，分析系統(tǒng)運行結果；（4）寫出設計總結報告。 3.3設計中遇到的問題由于是第一次進行l(wèi)abview的課程設計，缺乏相關的設計經驗，因此一開始的時候確實無從下手。但是經過老師和同學的指點，包括自己獨立思考與查閱相關資料，我漸漸對這個軟件熟悉了，并且覺得圖形化編程的好處實在是非常多的。設計數(shù)碼管數(shù)字顯示期間，我確實遇到了許多的問題。由于對編程軟件的不熟悉，導致在找相關控件時花費了許多時間，而且常常找到的是錯誤的控件，這直

9、接造成程序運行失誤。這一點在熟悉軟件之后，好了很多。其次，在熟悉設計原理的時候，由于對相關邏輯關系以及函數(shù)關系的不太熟悉，也繞了不少彎子。后期，在總體完成數(shù)碼管顯示的設計后，基本功能都得到了實現(xiàn)，但是一直顯得不太美觀。數(shù)碼管數(shù)字顯示功能很簡單，實現(xiàn)起來也很簡單，但要做得美觀、簡潔卻不那么容易。比如讓其顯示更多生動的字體，在一個小窗口里實現(xiàn)更多的動畫。程序要實現(xiàn)豐富的內容及完美的界面主要還是要靠扎實的基礎，掌握各控件的使用及各類型的模塊間的轉換。本來把本次課程設計的界面顯示做成各種字體的，但由于時間及能力的關系，沒有做得更好。這一點很遺憾，但愿有機會可以彌補。總體來說，設計過程遇到的問題不少，但

10、是收獲也更多。在學習了信號與系統(tǒng)、通信原理等課程之后，這實在是一個極好的學習機會與動手機會，也算是為大四的畢業(yè)設計做了一個良好的準備，于我而言，受益良多。3.4課程設計的實驗驗收和答辯及報告的完成相關控件圖連接完畢后，運行無誤，就可以進行答辯與驗收，課程設計報告是重要的一項，需要認真完成，為課程設計畫上圓滿的句號。4 結果及性能分析4.1 結果分析1. 效果圖如下 圖4-1 運行效果圖4.2 性能分析由于labview軼件的優(yōu)越性，用它來制作和仿真數(shù)碼管數(shù)字顯示是很方便的，是其它軼件不可比擬的。這次制作數(shù)碼管數(shù)字顯示，所用的控件不多，主要用到了指示燈、截取字符串、while循環(huán)、條件結構（ca

11、se結構）、常量、局部變量、真常量、假常量等等，通過基本的連接就制作好一個數(shù)碼管顯示了。在仿真時，通過和計算機時間的對比，完全符合要求，仿真性能很好，達到了這次研究和制作數(shù)碼管顯示的目的。此數(shù)碼管顯示能運用于人們的工作中，特別是科學研究的一些仿真實驗中，也可以為廣大的科學工作者提供方便。但是這次制作的數(shù)碼管顯示有點大，這是為了大家更好地了解數(shù)碼管顯示。在實際應用中，從制作成本上講，這樣的數(shù)碼管顯示是比較小的，這一點上可以做得更好。參考文獻1·labview入門與提高.趙品編著.人民郵電出版社.2000.112·labview 高級應用.趙品編著.人民郵電出版社.2000.113·labview印刷電路板設計教程.肖玲妮編著.清華大學出版社2003.84·labview完全自學手冊.龍馬工作室編著.人民郵電出版社2005.10.25、陳錫輝，張銀鴻。labview 8.20程序設計從入門到精通。清華大學出版社，2007。 6、labview 8.5版的“l(fā)abview幫助”。 7、美gary w.johnson，richard jennings著。武嘉澎，