基于LabVIEW三路搶答器

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 引言：虛擬儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)和儀器測量技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它充分利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算處理功能，突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、傳輸、存儲(chǔ)等方面的限制。本文利用虛擬儀器平臺(tái)，通過編寫LabVIEW 軟件對(duì)溫度進(jìn)行測量，可以減少硬件的重復(fù)開發(fā)，有利于系統(tǒng)的維護(hù)，也便于系統(tǒng)軟件升級(jí)。摘要：用ATmega16單片機(jī)對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后通過串口和數(shù)據(jù)采集卡上傳到上位機(jī)，再利用虛擬儀器軟件LabVIEW作為溫度采集監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的采集、顯示、監(jiān)測、報(bào)警等功能。利用圖形化虛擬儀器技術(shù)不僅簡化了系統(tǒng)硬件，軟件實(shí)現(xiàn)也很方便，同時(shí)圖形化的顯示使結(jié)果更直觀、準(zhǔn)確

2、，并給出了模擬的系統(tǒng)程序。 1.虛擬儀器1.1 虛擬儀器的簡介虛擬儀器作為一種基于計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化檢測儀器系統(tǒng)，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和儀器技術(shù)完美結(jié)合的產(chǎn)物，也是當(dāng)今計(jì)算機(jī)輔助測試領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)。它利用加在計(jì)算機(jī)上的一組軟件與儀器模塊相連接，以計(jì)算機(jī)為核心、充分利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形界面和數(shù)據(jù)處理能力提供對(duì)測量數(shù)據(jù)的分析和顯示。虛擬儀器的構(gòu)成，如圖1.1所示：圖1.1 虛擬儀器的構(gòu)成NI提出的“軟件即儀器”的口號(hào)，徹底打破了傳統(tǒng)儀器只能由生產(chǎn)廠家定義，用戶無法改變的模式，利用虛擬儀器，用戶可以很方便地組建自己的自動(dòng)檢測系統(tǒng)。顯然，與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器具有以下特點(diǎn)：（1）.融合了計(jì)算機(jī)

3、強(qiáng)大的硬件資源，突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、存儲(chǔ)等方面的限制，大大增強(qiáng)了傳統(tǒng)儀器的功能。（2）. 利用計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源，實(shí)現(xiàn)了部分硬件的軟件化，增加了系統(tǒng)的靈活性。通過軟件技術(shù)和相應(yīng)數(shù)值算法，可以實(shí)時(shí)、有效地對(duì)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析與處理。同時(shí)，利用圖形用戶界面技術(shù)使得人機(jī)交互方便。（3）.基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和接口技術(shù)，具有方便、靈活的互聯(lián)能力，廣泛支持各種工業(yè)總線的標(biāo)準(zhǔn)。因此，利用VI技術(shù)可方便地構(gòu)建自動(dòng)測試系統(tǒng). 1.2 LabVIEW程序構(gòu)成與模塊簡介。LabVIEW的核心是VI（G語言編寫的程序）。該環(huán)節(jié)包含三個(gè)部分：程序前面板、程序框圖和圖標(biāo)/連接端口。（1）.前面板 前面板是

4、程序與用戶交流的窗口，用于設(shè)置各種輸入控制參數(shù)和觀察輸出量。前面板的作用相當(dāng)于傳統(tǒng)儀器的面板，在它上面有用戶輸入和顯示輸出兩類對(duì)象。具體表現(xiàn)為開關(guān)、旋鈕、撥盤等用戶輸入的控制對(duì)象和圖形、圖表等顯示對(duì)象。（2）.程序框圖每個(gè)前面板都有相應(yīng)的程序框圖與之對(duì)應(yīng)。程序框圖是VI的圖像化源代碼，是實(shí)現(xiàn)程序的核心，可以把它想象為傳統(tǒng)儀器機(jī)箱中用來實(shí)現(xiàn)功能的零部件，它可以控制和操縱定義在前面板的輸入和輸出功能。程序框圖由節(jié)點(diǎn)、端口和連線等要素組成。2.課程設(shè)計(jì)目的（1）了解常用LabView軟件的設(shè)計(jì)方法、步驟和設(shè)計(jì)原則。（2）進(jìn)行一次工程技術(shù)的基本訓(xùn)練。培養(yǎng)學(xué)生查閱書籍、參考資料、產(chǎn)品手冊(cè)、工具書的能力，

5、上網(wǎng)查詢信息的能力，運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工程繪圖的能力，編制技術(shù)文件的能力等，從而提高學(xué)生解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力。3. 程設(shè)計(jì)題目描述和要求3.1基于LabVIEW的多路搶答器設(shè)計(jì)要求：多組參賽隊(duì)伍，每隊(duì)一個(gè)搶答按鈕，指示燈顯示搶答組別。設(shè)計(jì)有計(jì)時(shí)和計(jì)分功能。 3.2設(shè)計(jì)目標(biāo) 1.搶答器同時(shí)供4名選手或4個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用4個(gè)按鈕K1 K4表示。 2.設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。 3.搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先

6、搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。 4.搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如10秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng)"開始"鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時(shí)間1秒左右。 5.參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。 6.如果定時(shí)時(shí)間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00 7.每搶答一次，主持人對(duì)其答案進(jìn)行評(píng)分一次。最后搶答全部結(jié)束后，循環(huán)顯示各組的得分情況。4.下位機(jī)設(shè)計(jì)思路&

7、#160;顯示：采用4位7段數(shù)碼管LED顯示，顯示的數(shù)據(jù)有初始化動(dòng)畫、搶答選手和剩余時(shí)間(S)，采用動(dòng)態(tài)顯示的方式，顯示的動(dòng)能被單獨(dú)做成一個(gè)程序DISPLAY，當(dāng)其他程序需要調(diào)用時(shí)會(huì)立即跳轉(zhuǎn)至該程序。 定時(shí)器：為了降低占用單片機(jī)CPU的資源采用中斷計(jì)時(shí)的方式，即在運(yùn)行其他程序時(shí)，如果定時(shí)時(shí)間到了則會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)定時(shí)中斷來通知CPU計(jì)時(shí)，本程序中利用的定時(shí)器0，設(shè)置方式為方式0（有待改進(jìn)）。并且最低計(jì)時(shí)單位為1S，具體定時(shí)時(shí)間是由主持人設(shè)定，主持人只需在用戶界面中輸入定時(shí)的秒數(shù)，則會(huì)被發(fā)送到下位終端，當(dāng)搶答系統(tǒng)啟動(dòng)后則會(huì)進(jìn)入定時(shí)狀態(tài)。另外，最大的定時(shí)時(shí)間為255秒，對(duì)于搶答系統(tǒng)足夠了。

8、 選手判定：在本系統(tǒng)中，采用判斷P1口各個(gè)位的電平值來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)8位選手中某一位選手搶先按下某按鈕，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)掃描到該按鈕被按下，然后根據(jù)編號(hào)將數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)終端，并且不能響應(yīng)其他選手的動(dòng)作。5.控制面板如圖2所示 圖2 搶答器控制面板圖5.1“B”搶答器控制面板后面板圖3 “B”搶答器控制面板后面板5.2“C”搶答器控制面板后面板圖4 “C”搶答器控制面板后面板5.3“A”搶答器控制面板后面板圖5 “A”搶答器控制面板后面板5.4“A”記分板后面板圖6 “A”記分板后面板5.5“B”記分板后面板圖7 “B”記分板后面板5.6“B”記分板后面板圖8 “B”記分板后面板5.7停止程

9、序圖9 停止程序6.結(jié)束語本設(shè)計(jì)可進(jìn)行溫度的采集且趨勢圖“溫度歷史趨勢”顯示實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)。采集過程結(jié)束后，可在圖表中畫出數(shù)據(jù)曲線，同時(shí)在Mean、Max和Min數(shù)字顯示欄中顯示出溫度的平均值、最大值和最小值?？梢?，在LabVIEW圖形化語言環(huán)境下設(shè)計(jì)的虛擬溫度采集系統(tǒng)簡單快捷。用戶完全可根據(jù)實(shí)際環(huán)境溫度的需要，調(diào)用不同功能的軟件模塊，改變?cè)O(shè)定的參數(shù)，就可在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)中對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行非實(shí)時(shí)的在線和離線分析，便可以準(zhǔn)確地判斷當(dāng)前溫度是否超出規(guī)定的溫度范圍，從而對(duì)溫度進(jìn)行精確地監(jiān)控。參考文獻(xiàn)1王林泓.動(dòng)態(tài)信號(hào)分析系統(tǒng)的研究D.重慶:重慶大學(xué),2002. 2侯國屏等.LabVIEW7.1 編程與虛擬儀器設(shè)計(jì).北京:清華大學(xué)出版社,2005.3葛亮等.虛擬心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì).天津.儀器儀表用戶,2008.2. 4張曉琳.一種新型信號(hào)控制模塊設(shè)計(jì)D.成都:電子科技大學(xué),2006