Labview電子時鐘設計課程設計報告

ID:212081 · 發表于 2017-6-17 16:24

目錄

第一章概述

第二章總體設計

2.1 時鐘顯示的結構

2.2設計總思路

第三章軟件設計

3.1獲取時間的各整型數據

3.2提取數字的各位

3.3 七段布爾顯示控件編碼

3.4 譯碼、布爾顯示數字

3.5 顯示時間的區段

3.6 閃爍

第四章程序調試

總結

附錄

程序框圖前面板

程序面板程序框圖

第一章概述

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。這也正是NI近30年來始終引領測試測量行業發展趨勢的原因所在。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，才能充分發揮虛擬儀器技術性能高、擴展性強、開發時間少，以及出色的集成這四大優勢。LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，實驗室虛擬儀器集成環境）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平臺，也是目前應用最廣、發展最快、功能最強的圖形化軟件集成開發環境。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。LabVIEW的特點如下：

編程簡單；
開發周期短；
高效性；
開放性；
自定義性；
性價比高，能一機多用。

第二章總體設計2.1 時鐘顯示的結構

本課題要求設計一個數字時鐘。通過獲取電腦的系統時間，并分離出給數字，在通過布爾顯示顯示。數字的顯示主要是7個長條的布爾顯示組成，原理與7段數碼管相似。7段數碼管顯示不同的數字主要通過其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組里，只需提取此數組的不同段即可讓其顯示不同的值，如顯示“0”提取數組的0-6位分別賦值給7段布爾顯示。

2.2設計總思路

獲取時間的控件可以獲取的信息有：年、月、日、星期、天數、時、分、秒、秒小數等，取得的值為整型數據，利用除數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。

第三章軟件設計3.1獲取時間的各整型數據

軟件中獲取日期/時間（秒）控件從計算機系統中自動提取時間，并轉換成日期、時間等，控件圖如下：

圖3-1

在獲取時間后，將數據解除捆綁即分別取得年、月、日、時間等，如下圖：

圖 3-2

3.2提取數字的各位

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字，如下圖：

圖3-3

3.3 七段布爾顯示控件編碼

取出各位數字后，并不可直接顯示，要通過統一編碼規范顯示的格式，這樣才能顯示各位數，編碼各段如下：

圖3-4

A、B、C、D、E、F、G分別對應著七段布爾顯示控件，要顯示“0”時A~G的賦值分別為：1 1 1 1 1 1 0（1代表真，0為假），顯示其他數字也是按此做法的。最后將此70個值串接起來存入一個布爾數組里，如圖3-4右。

3.4 譯碼、布爾顯示數字

要顯示數字時，只需將數字乘以7，再將乘積的值作為索引在那存放真值的數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。Labview表達如下：

圖 3-5

3.5 顯示時間的區段

顯示的時間被分成7段，即凌晨、早上、上午、中午、下午、傍晚、晚上，只需通過表達式節點計算出此時屬于哪一段（1-7），再通過七個布爾文本分別顯示即可，布爾顯示控件疊加在一起，程序及顯示效果如下圖：

圖3-6

3.6 閃爍

閃爍時只要判斷其是否秒數大于0.5S，大于則顯示（為真），小于則熄滅（為假），圖3-7為程序框圖，3-8為實際效果：

圖 3-7

圖 3-8

第四章程序調試

程序很容易上手，沒有C語言那么復雜的語法等，圖形界面讓人更直觀的對各部分進行操作。此課程設計重點及難點在于布爾顯示數字，開始時感覺其數據量非常大，由于簇的特點使得程序的復雜性大大降低，而且程序更加清晰。顯示的主要借助于平時常用的數碼管，它的顯示原理就如本課程設計的要求是一樣的，主要有統一的編碼，顯示時通過解碼即可顯示出數字。

開始做好7段布爾顯示后，不管怎么看都很生硬，完全不是數字時鐘的模樣，研究了半天，原來是背景的緣故，當我換背景成黑色，且布爾顯示位綠色后，顯示效果大不一樣，讓人感覺到它就是一個電子手表一樣。不過它還是有一點不足：顯示的字還是那么生硬，不生動，字體臺統一、死板了。不過由于是布爾顯示，它有它的局限性，只能做到這點了。

顯示的時間原來為24小時制，但為了更直觀些，所以把一天分成7個區，分別為凌晨、早上、上午、中午、下午、傍晚、晚上，使得其更人性化。

總結

Labview是一個很強大的軟件，學好它很難，但學會就很簡單，所以只要多做此類的程序就能做出一個好的labview程序。數字時鐘功能很簡單，實現起來也很簡單，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更多的動畫。

程序要實現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。

附錄程序框圖前面板

中午

傍晚

晚上

程序面板程序框圖

電氣與信息工程系課程設計評分表

項目	評價
設計方案的合理性與創造性
開發板焊接及其調試完成情況
硬件設計或軟件編程完成情況*
硬件測試及軟件調試結果*
設計說明書質量
設計圖紙質量
答辯匯報的條理性和獨特見解
答辯中對所提問題的回答情況
完成任務情況
獨立工作能力
組織紀律性（出勤率）
綜合評分