基于LABVIEW的跑马灯的设计

基于LABVIEW跑马灯的设计
摘要：虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。

计算机和
仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。

使用虚拟仪器用户可以通过操作显示屏上的“虚拟”按钮或面板，完成对数据的采集、传输、显示等功能。

本文设计就是建立在VI基础上，在此平台上完成数据通信的功能。

关键字：虚拟仪器； VI；数据通信
Labview简介
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。

与C和BASIC一样，LabVIEW也是通用的编程系统，有一个完成任何编程任务的庞大函数库。

LabVIEW的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储，等等。

LabVIEW也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序（子VI）的结果、单步执行等等，便于程序的调试。

虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。

计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。

粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。

随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。

另一种方式是将仪器装入计算机。

以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。

虚拟仪器主要是指这种方式。

下面的框图反映了常见的虚拟仪器方案。

虚拟仪器的主要特点有：
◆编程简单；
◆开发周期短；
◆高效性；
◆开放性；
◆自定义性；
◆性价比高，能一机多用。

课题分析：
随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。

彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰已经成为一种时尚。

跑马灯是一种生活中比较常见的装饰，本文主要通过labview来设计了一个相对简单的对跑马灯的控制，实现了其有规律的亮灭，带来一定的观赏效果。

本文主要是实现了跑马灯的单个流水灯正向闪烁、单个流水灯反向闪烁、由中间到两边对称式闪烁，由两边到中间的对称式闪烁，以此循环。

本程序并控制闪烁的间隔时间，使其运行更具可观性。

总体设计：
采用单片机串口实现单片机跑马灯的运行状态对上位机的发送，并且由上位机接受并且实现状态的显示，使下位机跑马灯的运行状态能够直观的在LABVIEW中实现。

设计总思路：
1）下位机的设计：因为之前我们在电子实训中已经焊过51的最小系统，所以，在此次课设中，我们不需要做硬件电路，只需要将流水灯的程序和与下位机通信的程序结合修改一下即可。

采用串口调试助手软件进行下位机的调试。

2）上位机的设计：前面板界面包括设置区即端口IO的设置，命令控件区即启动按钮、停止按钮、退出按钮，显示控件区即8个LED。

3）将上位机与下位机用RS232连接起来，统一进行调试。

下位机调试：
将调试好的程序下载到单片机中，用串口调试助手软件进行调试
图一下位机调试画面
上位机的设计：
后面板的设计：
采用字符形式来进行数据通信，在后面板中，先将传递出来的字符转化成十六进制，然后与特定的数据相与，进而判断灯的状态。

在程序中用到了延时，单位是毫秒，延时的目的是使本程序更具有可观性。

图二后面板设计画面
图三后面板设计画面
图四后面板设计画面
前面板的设计：
1）设置区：通信口的设置、波特率的设置、数据位的设置、校验位的设置、停止位的设置
2）命令控件区：即发送按钮、停止按钮、数据清空按钮
3）显示控件区：8个LED、数据接收显示
图五前面板设计画面
上位机调试
单个流水灯正向闪烁
图六单个流水灯正向闪烁画面单个流水灯反向闪烁
图七单个流水灯反向闪烁画面
由中间到两边对称式闪烁
图八由中间到两边对称式闪烁画面
由两边到中间的对称式闪烁
图九由两边到中间对称式闪烁画面
运行效果：
单个流水灯正向闪烁→单个流水灯反向闪烁→由中间到两边对称式闪烁→由两边到中间的对称式闪烁
运行控制：
直接点击labview发送按钮进行数据的发送和跑马灯演示。

点击清空按钮清空数据接收显示区的数字，点击停止按钮停止数据的发送。

可自行设置发送周期、波特率等的设置
总结与体会：
本次设计是选择的一个比较熟悉的跑马灯做的课题。

通过控制显示灯的亮灭来达到一定的视觉效果，单个流水灯正向闪烁、单个流水灯反向闪烁、由中间到两边对称式闪烁，由两边到中间的对称式闪烁。

在程序中采用字符形式来进行数据通信，在后面板中，先将传递出来的字符转化成十六进制，然后与特定的数据相与，进而判断灯的状态。

在程序中用到了延时，单位是毫秒，延时的目的是使本程序更具有可观性，最终实现了预定的实验现象。

在这次的课程设计中，采用单片机串口实现单片机跑马灯的运行状态对上位机的发送，并且由上位机接受并且实现状态的显示，使下位机跑马灯的运行状态能够直观的在LABVIEW中实现。

在此次课设中，我遇到的最大的困难就是上位机设计的问题。

由于基础知识的不牢靠，以至于在上位机的调试时浪费了很多时间，但正是这种不断的调试也让我在不断的进步，这也是第一次我们进行上位机与下位机通信的实践，也为我们即将到来的毕业设计打好基础，虽然前面板看起来很简单，不过该程序后面板过于复杂，接线即框图太多，很多地方值得思考精简。

通过这次的虚拟仪器课程设计，让我深深认识到了自己在很多方面还有不足之处。

在这次课程设计期间，我遇到了很多平时在上课期间没有注意到的问题，让人束手无策，所幸的是经过自己不断的查找资料和老师同学的热心帮助，让我的设计达到了基本要求。

附录一：程序清单
#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar flag,a;
uchar code Pattern_P1[]=
{0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f,0xff, 0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfe,0xff,0x7e,0xbd,0xdb,0xe7,0xdb,0xbd,0x7e,0xff };
void DelayMS(uint x)
{
uchar i;
while(x--)
{
for(i=0;i<120;i++);
}
}
void main()
{
uchar i;
TMOD=0x20;//设置定时器1为工作方式2
TH1=0xe6;
TL1=0xe6;
TR1=1;
SM0=0;
SM1=1;
PCON=0x00;
SCON = 0x50;
while(1)
{
for(i=0;i<33;i++)
{
P1=Pattern_P1[i];
DelayMS(600);
SBUF=Pattern_P1[i];
while(!TI);
TI=0;
}
/* if(flag==1)
{
ES=0;
flag=0;
SBUF=a;
while(!TI);
TI=0;
ES=1;
} */
}
}
/*void ser() interrupt 4
{
RI=0;
a=SBUF;;
// P1=SBUF
flag=1;
} */
附录二：参考资料
【1】电子技术论坛相关资料
【2】百度文库相关labview操作资料
【3】彭倩《虚拟仪器实验指导书》
【4】江建军孙彪《LABVIEW程序设计教程》第二版电子工业出版社。