基于LabVIEW的秒表的设计

第1页摘要现今社会快速发展，各种各样的软件产品被开发出来，为人们的生活、工作提供便捷。与此同时各类软件也深刻影响社会的发展。在各类软件的开发中，精确的计时定时对软件功能的完整实现有着重大的影响，当今社会需要精确定时计时报警的领域也越来越多，因此开发准确稳定的计时定时软件刻不容缓。本次多功能秒表设计是基于LabVIEW2011虚拟仪器平台，使用图形化编程语言，设计一个定时计时显示报警的实例，它主要通过条件结构的分支选择及平铺式顺序结构和while循环来确保程序按一定顺序执行，通过对系统和操作人员的输入进行检测和响应，进而实现相应的秒表计时，定时报警，闹钟叫醒和时钟报时功能。本次基于LabVIEW的秒表的设计具有定时计时精度高、占用系统资源少、软件开发周期相对较短、可移植性强、可以与其他软件无缝合成，功能扩展性强等特点，可以在各类软件中可实现精确定时计时报警显示时间。关键词：LabVIEW，虚拟仪器，秒表第2页AbstractWiththerapiddevelopmentoftoday'ssociety,moreandmorepeoplegetintothedesignanddevelopmentofsoftwareproductsforthewaypeoplelivingandworkingconvenient.Inthedevelopmentofalltypesofsoftware,precisetiminghasasignificantimpactonthefunctionsofthesoftware,andallkindsoftimingsoftwareconstantlyenrichpeople'sentertainmentlife.LabVIEWisanindustry-leadingindustrystandardsoftwaretoolsforthedevelopmentoftest,measurementandcontrolsystem.Atthesametime,theLabVIEWvirtualinstrumentdevelopmentisacompletelyopensystemapplicationsoftware,anduseittosetupatestsystemcangreatlysimplifyprogramming.ThestopwatchdesignisavirtualplatformbasedonLabVIEW2011,usingagraphicalprogramminglanguage,itisprimarilyselectedbythebranchoftheconditionalstructureandflatsequencestructuretoensurethesubroutineaccordingtoacertainorderexecution,andtodetectandresponsfromsystemandoperatorinput,andrealizethecorrespondingfunction,teachthroughlivelyactivitiesandhighlightthebreadthoftheLabVIEWprogramming.KeyWords:LabVIEW,virtualinstrument,stopwatch第3页目录基于LabVIEW的秒表的设计...................................错误!未定义书签。摘要.......................................................................11绪论.....................................................................51.1G语言与虚拟仪器的概述...............................................51.1.1G语言的概述...................................................51.1.2虚拟仪器的产生................................................51.1.3虚拟仪器的概述................................................51.1.4虚拟仪器的构成以及工作原理....................................61.1.5虚拟仪器的优点................................................81.2虚拟仪器的发展与现状................................................91.2.1电子测量仪器发展历史..........................................91.2.2虚拟仪器的现状................................................91.3LabVIEW的简介.....................................................102秒表的简介...............................................................122.1秒表的分类.........................................................122.1.1机械秒表.....................................................122.1.2电子秒表.....................................................122.2LabVIEW实现秒表的基本思路.........................................132.3LabVIEW实现秒表的基本框架.........................................132.4秒表的设计原理.....................................................142.5多功能秒表设计主要模块.............................................142.5.1秒表模块.....................................................152.5.2定时器模块....................................................152.5.3闹钟模块......................................................16第4页2.5.4时钟模块......................................................173多功能秒表的具体实现.....................................................173.1秒表计时具体实现....................................................183.2定时器定时警报的具体实现............................................203.3闹钟功能的具体实现.................................................233.4钟表功能的具体实现..................................................263.5子面板技术.........................................................273.5.1子面板介绍...................................................274LabVIEW程序打包.........................................................315结语....................................................................33参考文献...................................................................34第5页1绪论1.1G语言与虚拟仪器的概述1.1.1G语言的概述G语言是一款LabVIEW采用的图形化编程语言。LabVIEW作为一个功能比较完整的软件开发环境，称其为编写应用程序的语言，除了编程方式的不同，LabVIEW具备其他高级编程语言的所有特性，因此又称它为G语言。G语言作为一种编程语言适合于任何编程任务，其具有扩展函数库的通用编程语言。G语言和传统高级编程语言的最大的差别在于编程方式上的不同，一般高级语言采用的方法为本编程，而G语言采用图形化编程方式。G语言编写的程序称之为虚拟仪器VI（VirtualInstrument），因为它的界面和功能与真实仪器基本相似，在LabVIEW环境平台下开发的应用程序都会被冠以.VI的后缀，以表示虚拟仪器的含义。G语言定义了数据类型、结构类型和模块调用语法规则等编程语言的基本要素等，在功能的完整性和应用的灵活性上毫不不逊于任何高级语言，G语言同时还具有丰富的扩展函数库。这些扩展函数库主要面向数据采集、GPIB以及串行仪器控制、数据分析、数据显示与数据存储等途径。G语言还包括常用的程序调试工具，例如包括断步调试、允许设置断点、数据探针和动态显示执行程序流程等功能[1]。1.1.2虚拟仪器的产生随着电子技术、计算机技术的高速发展以及其在电子测量技术与仪器领域中的广泛应用，新的测试理论、测试方法、测试领域以及仪器结构的不断的出现，电子测量仪器的功能和作用也发生了质的变化，仪器与计算机技术的深层次的结合产生了全新的仪器的结构概念——虚拟仪器的诞生。它的出现使测试仪器与计算机之间的界线消失，从此开始了测量仪器的新时代[2]。1.1.3虚拟仪器的概述虚拟仪器（VirtualInstrument）是现代计算机技术和仪器技术的深层次的结合的产物，是当今计算机辅助测试领域的一项重要的技术。虚拟仪器作为计算机的硬件资源、仪器以及测控系统的硬件资源和虚拟仪器的软件资源三者的有效结合。虚拟仪器的应用程序的开发环境平台主要有两种。一种是基于传统的文本第6页编程语言软件的开发环境，常用的有VisualBasic、VC++等。另一种就是是基于图形化的语言的软件开发平台，常用有LabView和HpVee等图形化编程语言。图形化的软件开发系统就是用工程人员所熟知的术语以及图形化符号代替常规的文本语言编程，其具有界面友好，操作简便，可大大缩短系统的开发周期等优点，深受广大软件工作者青睐。与传统的仪器不同，虚拟仪器是基于计算机和总线技术的模块化的系统，通常它是由控制模块、仪器模块和软件三部分组成，在虚拟仪器中软件起着至关重要的作用，仪器的大部分功能都需要通过软件来实现的，因此软件作为虚拟仪器的核心，有着“软件就是仪器”的说法，从本质上反映了虚拟仪器的特征[3]。虚拟仪器的概念初始是由美国的国家仪器公司（NationalInstruments）提出。所谓虚拟仪器即是基于计算机的软硬件的测试开发平台，它可代替传统的测量仪器，如示波器、信号发生器、频谱分析仪等仪器；可集成于自动控制，工业控制系统之中；可自行的构建成专有仪器系统。虚拟仪器是继智能仪器之后的新一代的测量仪器。虚拟仪器是基于计