基于LabVIEW的电子时钟设计

编号：

虚拟技术与仪器

课程设计

题目名称：基于LabVIEW的电子时钟设计

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日期：

目录

1目的及基本要求 (1)

2电子时钟原理 (1)

2.1L AB VIEW课程设计的原则 (2)

2.2设计要求 (2)

2.3设计思路 (2)

3电子时钟设计和仿真 (4)

3.1具体设计步骤 (5)

3.1.1时间设置 (6)

3.1.2时间显示 (2)

3.1.3日期显示 (3)

3.1.4闹钟设置 (5)

3.1.5退出设置 (6)

3.1.6电子时钟系统整体连接图 (10)

3.2设计任务流程 (2)

3.3设计中遇到的问题 (3)

3.4课程设计的实验验收 (5)

4 结果及性能分析 (11)

4.1结果分析 (11)

4.1.1未运行的时候效果图 (2)

4.1.2从当前系统获取时间后效果图 (3)

4.1.3自定义闹钟设置效果图 (5)

4.2性能分析 (12)

参考文献 (14)

1目的及基本要求

虚拟仪器技术就是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。灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。这也正是NI近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。只有同时拥有高效的软件、模块化I/O硬件和用于集成的软硬件平台这三大组成部分，才能充分发挥虚拟仪器技术性能高、扩展性强、开发时间少，以及出色的集成这四大优势。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。使用这种语言编程时，基本上不用写程序代码，取而代之的是程序框图。

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。要求通过本课程设计使学生熟悉LabVIEW开发环境，掌握基于LabVIEW的虚拟仪器设计原理、设计方法和实现技巧，使学生掌握通信系统设计和仿真工具，为毕业设计做准备，为将来的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。

2电子时钟原理

在熟悉虚拟仪器的设计思想、图形化编程语言的原理、方法和应用技术的同时，结合信号与系统，数字信号处理，通信原理等课程，以教学和实践相结合的原则安排课程设计内容。

具体内容和要求如下：

2.1LabVIEW课程设计的原则

采用LabVIEW开发环境，紧密结合通信专业的相关课程来进行。本课程设计要求实现电子时钟的设计与仿真，即通过获取电脑的系统时间，并分离出给数字，在通过布尔显示显示。数字的显示主要是7个长条的布尔显示组成，原理与7段数码管相似。7段数码管显示不同的数字主要通过其7个布尔不同的真假值控制，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段布尔显示。以此类推，可以实现九位数字即0到9的可视化显示。

2.2设计要求

要求学生掌握LabVIEW的虚拟仪器原理、设计方法和实现技巧，掌握简单通信系统设计和分析方法。由于电子时钟在现实生活、工作中，特别是在科学研究工作中有非常很重要的、广泛的应用。在这种情况下，对电子时钟的研究和制作、仿真是十分很重要。本文就对基于LabVIEW的电子时钟的设计与仿真做详细的说明。

2.3 设计思路

电子时钟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、时、分、秒等，可以回当前时间的时间标识。LabVIEW将时间标识计算为自1904年1月1日星期五12:00 a.m（通用时间）以来的秒数。使用转换为双精度浮点数函数，将时间标识的值转换为精度较低的浮点数。取得的值最终为整型数据，利用除数取余即可分离个十位。为了获得更好的显示效果将背景改为黑色，布尔显示的颜色为绿色。如下图所示，即最终显示效果图：

3电子时钟设计和仿真

首先熟悉虚拟仪器的设计思想，而后便可着手进行电子时钟的相关设计，控件架构以及函数设置。具体设计步骤如下：

3.1具体设计步骤

3.1.1时间设置

图3-1 时间设置图

3.1.2时间显示

通过除10取余便可得到个位，商为十位，以此方法也可求出年的各个数字，取出各位数字后，并不可直接显示，要通过统一编码规范显示的格式，这样才能显示各位数。要显示数字时，只需将数字乘以7，再将乘积的值作为索引在那存放真值的数组里寻找对应显示的七个布尔显示控件的值。如显示‘2’，则从数组的第2*7=14位开始，依次取出7个（分别代表着七个布尔的真值），其他也同理。最后捆绑成簇，因为七段显示布尔已做成簇。如下数码管显示图，其包含七段显示布尔，即A、B、C、D、E、F、G，如显示“0”的时候，将其分别置为1111110，即可显示数字“0”（“1”代表真，“0”代表假），其他的同理。

但在显示时间的时候，要用六个方形指示灯，对应时、分、秒，每个占用两个指示灯；用两个圆形指示灯表示时分秒之间的冒号间隔。

这其中包括截取字符串，截取字符串即返回输入字符串的子字符串，从偏移量位置开始，包含长度个字符。连线板显示了该多态函数的默认数据类型。字符串是输入字符串，偏移量是起始位置并且必须为数值。字符串中第一个字符的偏移量为0。如没有连线或小于0，则默认值为0。长度必须为数值。如长度没有连线，则默认值为字符串长度减去偏移量。子字符串如偏移量大于字符串的长度，或长度小于等于0，则值为空。如长度大于或等于字符串长度减去偏移量，则子字符串是从偏移量开始的剩余部分。

控件图如下所示：

如下图所示，数码管显示数字“5”,即对应的A、B、C、D、E、F、G分别置为1 0 1 1 0 1 1，这样就显示出了数字“5”。

图3-2数码管显示