基于LabVIEW的闹钟设计 详细文档+程序

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.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。

二、总体框图

图1 总体设计框图

三、设计思路

利用虚拟仪器技术LabVIEW设计的闹钟,可以用来模拟真实闹钟而进行工作。使用虚拟仪器技术,工程师可以利用图形化开发软件LabVIEW方便、高效的创建自定义的解决方案,以满足灵活多变的需求趋势。该设计的闹钟是利用虚拟仪器LabVIEW技术而完成的,通过获取系统时间,使LabVIEW前面板显示时钟,并实时更新。其中,时钟、月、日、小时、分钟、秒。另外,前面板上有模拟的时钟面板,其中有3个不同颜色的指针,分别为时针、分针和秒针。还有定时功能,可以设置定时时间和定时播放的铃音。

3.1总体设计思路

通过获取电脑的系统时间,并分离出数字,再通过脑中的指针实时显示和更新;通过预设时间和铃声,可以实现闹钟的定时功能。闹钟从电脑系统获取时间,然后时间和日期通过字符串数字显示,其中时间通过量表面板显示。通过设置定时时间和量表时间比较来决定闹钟提醒时间。具体的闹钟铃声有预设的铃声决定。

3.2总体结构层次

主VI调用相应的其他子VI,进行相应的运算,最后把结果显示在页面上。VI的层次结构如图2所示,其中的VI主要有:定时VI,时间VI,播放声音VI,时钟全局变量VI和主VI。

图2  VI层次结构

 

四、设计和实现

主要功能分子VI实现,方便程序的编写、调试和调用。

4.1模块化的设计和实现

4.1.1.量表时间的实现的VI

获取系统24进制时间转换成量表12进制时间,并转换成与定时时间比较的实时时间。表时间的程序如图3所示。

图3 量表时间

4.1.2预设时间VI

把预设定时时间24进制的转换成12进制的时间,和预设的铃声音乐一起送至时间全局变量。另外设置定时时间恢复默认值。定时时间或预设时间如图4所示。

图4 预设时间

4.1.3声音的读取子VI

声音的读取模块如图5所示。由确认按钮确认闹钟的定时铃声的响起和停止,而具体的铃声由路径提供铃声文件的位置所决定。

图5声音的读取

4.1.4主界面

闹钟主界面由图6所示,主界面主VI控制着整个程序的逻辑结构和运算过程。主要是对用户界面上的操作输入和运行结果的显示,其中,从主界面程序框图如图7所示,主VI通过调用相关的子VI来完成相关的操作。

图6 主界面

图7 系统主框图

4.2.关键技术

运用LabVIEW设计闹钟,有独特的技术特色。

4.2.1模块化编程

模块化编程方便于调试,修改和调用。一个模块都可以作为一个子模块被 其他模块调用,即主VI调用子VI,任何一个VI都可以设置成子VI或主VI被其他的VI调用。

4.2.2全局变量

全局变量如图8所示,它用于在多个VI直接访问和传递数据,非常便于不同程序间的数据传输。

把定时设置成全局变量,一是方便预设时间子VI,另一方面方便与预设时间数据传输给下一个子VI。也就是说,时间全局变量既可以作为输出数据接收数据,接收到数据后又可以设置成输入变量,把数据传输给下一个子VI。

图8 全局变量

4.2.3量表的设计

如图9所示,从LabVIEW元件库调出来的量表本来只有一个时针,通过添加十帧属性,添加到3个指针分别代表时、分、秒。但量表的输入要通过输出簇才能输入数据。

图9 量表的设计

4.3程序调试

本闹钟的定时铃声格式要wav格式的文件,若是别的格式定时前要转换成wav格式,又由于主程序分成很多子VI,所以程序的编写,调试调用和增加功能都特别方便。

4.4结束语

该闹钟的功能拓展非常方便。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。但这个闹钟的缺陷是只能在计算机上运行,无法在一般的手机或别的设备上运行,且闹铃声只能来源于wav格式的文件。

五、运行结果

5.1 点击运行按键。从系统获取时间。

图10 时间获取

 

5.2 点击定时按钮,手动定时设置。选择铃声路径。

图11 定时设置

5.3 点击定时完成,闹钟设置完毕。

5.4 闹钟响起。

定时时钟设计文档

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