根据labview的闹钟课程教学设计.doc

.-目 录1 目的及基本要求12 闹钟原理13 闹钟设计23.1 时间设置模块23.2 格式化日期/时间23.3 小睡延迟功33.4 闹钟设置33.5 触发模块43.6 音乐播放模块63.7 闹钟的总体设计73.8 设计中遇到的问题94 运行结果94.1 初始界面104.2 设置时间114.3 设置铃音124.4 闹铃响起13参考文献141 目的及基本要求熟悉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Labview实现闹钟程序的设计和仿真。 此次设计是基于labview的软件仿真设计，仿真一个闹钟使它具有定点报时的功能，硬件需求是一台安装该软件的电脑，软件设计需要实现它的所有功能包括以下：1.可以显示系统时间，通过和系统连接获得。2.可以显示闹钟定时的时间，该时间可以手动设置，定时后的时间可以修改，整点报时。3.闹钟具有小睡延时功能，过一定时间可再次响起。4.当设定时间和系统时间相等时，触发闹铃铃声，还可以手动停止闹铃或者自动停止。2 闹钟原理为保证数字钟的精度，时间的获取可直接获取系统时间，并通过相应的系统函数转换为年月日，时分秒等信息。由于转换后的时间信息为数字，为直观地通过布尔类型显示，需要进行译码操作，译码操作的完成可通过独立的子VI完成，方便主程序调用。为实现闹钟功能，需要有闹钟时间设置和闹钟提醒模块。为了直观地模仿数字钟的时间设置，在程序中不提供数字输入的相关控件，而是通过布尔类型的按钮完成。当闹钟设置开关处于关闭状态时，此时按下时、分设置按钮，相应的闹钟时间可以被调整。闹钟设置模块也通过独立的子VI完成。程序运行期间会比较系统时间和设置的闹钟时间，当闹钟开关处于开启状态且闹钟时间到来时，指示灯会亮起，并且会发出警报声。如不关闭闹钟开关，提醒时间会持续两分钟。时间设置模块主要由while循环中的输入控件和显示控件来实现，设置完成后通过与非门来最终完成设置。使用格式化日期/时间字符串器件通过时间格式代码%h；%m来定义时间的格式为小时和分钟。当系统时间和时间相同时，程序调用铃音文件，闹铃响起，过一分钟后停止或按停止按钮结束闹铃。3 闹钟设计3.1 时间设置模块时间设置模块主要由while循环中的输入控件和显示控件来实现，设置完成后通过与非门来最终完成设置。接线如图1所示。图1 时间设置3.2 格式化时间其中使用格式化日期/时间字符串器件通过时间格式代码%h；%m来定义时间的格式为小时和分钟，接线如图2所示。图2 格式化时间3.3 小睡延迟功小睡延迟功能，选择小睡功能后，5分钟之后闹铃再响起。主要依靠选择元器件及其连线。接线如图3所示。图3 小睡延迟注释：图4 比较函数原件说明：依据s的值，返回连线至t活f输入的值。S为true时，函数返回连线至t值。S为false时，函数返回连线至f的值。3.4 闹钟设置闹钟的设置，用来设置闹钟的开关，把下载好的语音文件送到程序，达到设置时间，程序调用语音，进行闹铃，接线如图5所示。图5 闹钟设置注释：图6 结构结构说明：包含了多个子程序框图、分支、结构执行时，仅有一个子程序框图或分支执行。连线至选择线接线端的值可以是布尔、字符串、整数、枚举型。用于确定要执行的分支，右键单击结构边框，可添加或删除分支。通过标签工具可输入条件选择标签的值，并配置每个分值的值。3.5 触发模块闹钟触发模块是整个设计的核心，包括了时间的格式规定，时间的数据处理和小睡延时处理等。根据s的值来决定输出是t还是f，当闹钟时间和系统时间相同时，便会触发闹钟。接线如图7所示。图7 闹钟触发模块注释：图8 字符串/字符转换函数字符串/字符转换函数功能：使数字转换为十进制数组组成的字符串，至少为宽度个字符，还可以适当的展宽。如数字为浮点数或定点数，转换之前可输入64位整数。3.6 音乐播放模块使用了条件结构，当条件为真时，即闹钟被触发，该模块进入工作。闹铃响后，有三种模式，用事件结构器件来解决，分为闹钟停止模式，超时模式和退出闹钟模式，接线如图9所示。图9 音乐模块注释：图10 文件i/o 和函数文件i/o 和函数功能说明：是基础软件包，用于创建新路径。名称或相对路径是添加之路径的新路径的成分，如名称相对路径为空字符串或无效，函数可添加的路径。如基路径为空，名称或相对路径必须为绝对路径。3.7 闹钟的总体设计 闹钟前面板如图11所示。图11 闹钟前面板闹钟总接线图如图12所示。l 图12 闹钟总图3.8 设计中遇到的问题因为以前重来都没接触过labview的相关科目，上手觉得很陌生，简单的功能还比较容易理解，只要遇到难得要求就很难理解，理解时候会花费较长时间。设计闹钟期间，由于对编程软件的不熟悉，导致在找相关控件时花费了许多时间，而且常常找到的是错误的控件，这直接造成程序运行失误。这一点在熟悉软件之后，好了很多。其次，在熟悉设计原理的时候，由于对相关逻辑关系以及函数关系的不太熟悉。后期，在总体完成电子时钟的设计后，基本功能都得到了实现，但是一直显得不太美观。闹钟钟功能很简单，实现起来也很简单，但要做得美观、简洁却不那么容易。比如让其显示更多生动的字体，在一个小窗口里实现更多的动画。程序要实现丰富的内容及完美的界面主要还是要靠扎实的基础，掌握各控件的使用及各类型的模块间的转换。本来把本次课程设计的界面显示做成各种字体的，但由于时间及能力的关系，没有做得更好。这一点很遗憾，但愿有机会可以弥补。经验总结：要学好一门语言，需要长时间的练习，不断的磨练，发现自己不擅长的地方，通过理解他们的连接图，重而达到学习与积累的目的。短时间的学习是不会做真正地理解这门课程的。因此，以后若是有机会，要重基础的地方学起。4 运行结果4.1 初始界面图13 初始化前状态：两个指示灯都是熄灭的，系统没有进行时间初始化，闹铃时间没有设置，没有馈送闹铃音乐。4.2 设置时间图14 时间设置设置过程：运行程序，点击图13的完成按钮，再点击时间设置按钮，进入图9界面。分别点击小时和分钟按钮进行时间设置，再按确定按钮，就完成对时间设置。4.3 设置铃音图15 铃音设置设置过程：首先，去下载wav格式的音乐铃声，点击图13中的白色箭头，再在文件夹里面选择自己喜欢的铃音，再按确定按钮。就会进入图15界面，完成铃音的设置。4.4 闹铃响起图16 铃音响起状态：系统时间达到设置时间，两个指示灯同时亮，电脑传来设置铃音音乐。一分钟之后，音乐自动停止，两灯再次熄灭，也可以按退出闹钟按钮进行终止闹钟。参考文献1 labview入门与提高.赵品编著.人民邮电出版社.2000.112 labview 高级应用.赵品编著.人民邮电出版社.2000.113 labview印刷电路板设计教程.肖玲妮编著.清华大学出版社.2003.84 labview完全自学手册.龙马工作室编著.人民邮电出版社.2005.10.25 虚拟仪器设计基础教程.黄松岭，吴静著.清华大学出版社.20086 AMTLAB和 LabVIEW仿真技术及应用实例.聂春燕，张猛，张万里著.清华大学出版社.20087 测试工程与LabVIEW应用.戴鹏飞，王胜开，王格芳，马欣著.电子工业出版社.2006