搜索
虚拟仪器课程设计报告专业班级：测控技术与仪器姓名：化明明学号：131130123指导老师：王雪晴设计日期：2016—5—23平顶山学院2013级测控技术与仪器专业课程设计报告1摘要：交通灯通常指由红、黄、绿三种颜色灯组成用来指挥交通的信号灯。在道路十字路口，每条道路上有一组红，黄，绿灯和倒计时显示器，用以指挥车辆和行人有序地同行。基于虚拟仪器技术，利用labview而设计的交通灯，可以用来模拟真实交通灯而进行工作。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、高效的创建完全自定义的解决方案，以满足灵活多变的需求趋势。利用虚拟仪器技术labview设计的交通灯，可以完成用于自动控制十字路口交通灯的明暗和倒计时器的状态，指挥各种车辆和行人安全通行。关键词：交通灯；虚拟仪器技术；labviewAbstract:Red,yellow,andgreentrafficlightsusuallyreferstothethreekindsofcoloroflightusedtodirecttrafficsignallamp.Inroadintersection,everyroadhasasetofred,yellow,greenandcountdowndisplay,tocommandvehiclesandpedestriansinanorderlyfashion.Basedonvirtualinstrumenttechnology,theuseoflabviewandthedesignoftrafficlights,whichcanbeusedtosimulatetherealtrafficlightstowork.Usingvirtualinstrumenttechnology,softwareengineerscanusegraphicallabviewisconvenientandefficienttocreatefullycustomizablesolutions,inordertomeettheneedsofflexibletrend.Usingthelabviewvirtualinstrumentdesignoftrafficlights,canbefinishedforautomaticcontrolofintersectiontrafficlightshadeandstateofthetimer,commandvehiclesandpedestrianssafepassage.Keyword:trafficlight；virtualinstrument;labview平顶山学院2013级测控技术与仪器专业课程设计报告21.设计目的（1）掌握LabVIEW软件编程方法；（2）培养综合应用所学知识来指导实践的能力。2设计思路与方案本次我们是通过采用基于虚拟仪器的交通灯控制系统的设计,自动控制十字路口四组红、绿交通灯的状态转换的方法,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。绿灯亮时，准许车辆通行，行人通行。红灯亮时，禁止车辆通行，为交通安全提供保障。同时还提供人行横道的指示和时间显示。使这个虚拟的交通灯程序更好用。原理框图如2.1所示。平顶山学院2013级测控技术与仪器专业课程设计报告3东西直行绿灯（27秒），东西左转红灯；南北直行红灯，南北左转红灯；东西人行道为绿灯（27秒），南北人行道为红灯；开始东西直行黄灯（3秒），东西左转红灯；南北直行红灯，南北左转红灯；东西人行道为红灯，南北人行道为红灯；东西直行红灯，东西左转绿灯（17秒）；南北直行红灯，南北左转红灯；东西人行道为红灯，南北人行道为红灯；东西直行红灯，东西左转黄灯（3秒）；南北直行红灯，南北左转红灯；东西人行道为红灯，南北人行道为红灯；东西直行红灯，东西左转红灯；南北直行绿灯（27秒），南北左转红灯；东西人行道为红灯，南北人行道为绿灯（27秒）；东西直行红灯，东西左转红灯；南北直行黄灯（3秒），南北左转红灯；东西人行道为红灯，南北人行道为红灯；东西直行红灯，东西左转红灯；南北直行红灯，南北左转绿灯（17秒）；东西人行道为红灯，南北人行道为红灯；东西直行红灯，东西左转红灯；南北直行红灯，南北左转黄灯（3秒）；东西人行道为红灯，南北人行道为红灯；图2.1交通灯逻辑图3.前面板的设计前面板是VI的用户界面。创建VI时，通常应先设计前面板，然后在前面板上创建输入/输出任务。本课程设计中前面板比较简单，需要用28盏灯、4个时间显示器、一个停止按键、一个加速时间旋钮即可。前面板如图3.1所示。平顶山学院2013级测控技术与仪器专业课程设计报告4图3.1交通灯前面板其中的28盏灯，包括：东西直行红绿灯和黄灯4个，东西左转红绿灯和黄灯4个，东西右转红绿灯2个；南北直行红绿灯和黄灯4个，南北左转红绿灯和黄灯4个，南北右转红绿灯2个；东西人行横道红绿灯2个，南北人行横道红绿灯2个。4程序设计4.1定时信号的产生由上面分析可知，交通灯毎工作一个周期的时间为100秒。获取定时信号的方法有两种：1、毫秒计时器在LabVIEW中的一个计时单元，它的图标与用途如图3.2所示。在函数选板的【编程】→【定时】子选板中选择时间计数器选定该单元。毫秒计数器对时间信号计数,要产生一个一秒为单位的时间信号,所以还得用毫秒计数值除以1000，取商得到以秒为单位的时间信号。2、用一个“编程-定时”中的“获取时间/日期”的控件及“等待时间”控件来实现的。计时以秒为单位，每完成一个循环后又从零开始计时。平顶山学院2013级测控技术与仪器专业课程设计报告54.2时间信号的分段将得到的时间信号除以每个循环所用的时间100s，取余数。得到的余数x的范围为0=x100,当0=x30时，条件满足，执行第一个条件结构里面的程序。当30=x50时，条件满足，执行第二个条件结构里的程序。当50=x80时，条件满足，执行第三个条件结构里的程序。当80=x100时，条件满足，执行第四个条件结构里的程序。图3.2时间分段程序4.3各组时间信号的动作第一阶段：余数在0至27秒之间，东西直行绿灯（27秒），东西左转红灯；南北直行红灯，南北左转红灯；东西人行道为绿灯（27秒），南北人行道为红灯；平顶山学院2013级测控技术与仪器专业课程设计报告6图3.3第一阶段第二阶段：余数在27至30秒之间，东西直行黄灯（3秒），东西左转红灯；南北直行红灯，南北左转红灯；东西人行道为红灯，南北人行道为红灯；图3.4第二阶段第三阶段：余数在30至47秒之间，东西直行红灯，东西左转绿灯（17秒）；南北直行红灯，南北左转红灯；东西人行道为红灯，南北人行道为红灯；平顶山学院2013级测控技术与仪器专业课程设计报告7图3.5第三阶段第四阶段：余数在47至50秒之间，东西直行红灯，东西左转黄灯（3秒）；南北直行红灯，南北左转红灯；东西人行道为红灯，南北人行道为红灯；图3.6第四阶段第五阶段：余数在50至77秒之间，东西直行红灯，东西左转红灯；南北直行绿灯（27秒），南北左转红灯；东西人行道为红灯，南北人行道为绿灯（27秒）；平顶山学院2013级测控技术与仪器专业课程设计报告8图3.7第五阶段第六阶段：余数在77至80秒之间，东西直行红灯，东西左转红灯；南北直行黄灯（3秒），南北左转红灯；东西人行道为红灯，南北人行道为红灯；图3.8第六阶段第七阶段：余数在80至97秒之间，东西直行红灯，东西左转红灯；南北直行红灯，南北左转绿灯（17秒）；东西人行道为红灯，南北人行道为红灯；平顶山学院2013级测控技术与仪器专业课程设计报告9图3.9第七阶段第八阶段：余数在97至100秒之间，东西直行红灯，东西左转红灯；南北直行红灯，南北左转黄灯（3秒）；东西人行道为红灯，南北人行道为红灯；图3.10第八阶段平顶山学院2013级测控技术与仪器专业课程设计报告104.4循环的设计图3.11while循环4.5实验电路图图5.1电路接线图平顶山学院2013级测控技术与仪器专业课程设计报告115心得体会通过本次课程设计我基本学会了虚拟仪器设计的步骤和基本方法，提高了动手能力，增强了理论联系实际的能力。由于本次课程设计必须由本人完成，全班共同一个题目，所以我们能够共享资料。遇到难题时我们彼此共同交流，解决问题的同时，我们都获得了知识的积累，对此我感到非常欣慰。总之在这次课程设计中我受益匪浅。指导老师布置题目后，我就开始课程设计的准备工作。刚开始我查阅了一些网上的资料，详细了解了交通灯的运作方式。这些前期准备完成后，我便着手分析范例中的原理控制和时间循环的原理，经过几天的实验，计算和分析，最后终于弄明白了运用条件结构来实现顺序控制的原理，并成功试运行。一开始运行时，设计中存在许多问题，大都由于考虑不全造成的。后来，我把四个方向分成四块，一块一块分析错误，并一一解决。最后终于完整实现交通信号灯的各项功能，满足题目的各个要求。经过这次课程设计，我觉得，不管做什么都要有付出，全身心的付出，否则就不可能有收获。这次课程设计中，遇到很多难题，每一个困难的解决，我的自信心就变得更强。随着课程设计的完成，我不但收获了知识，也收获了自信与喜悦。平顶山学院2013级测控技术与仪器专业课程设计报告12参考文献：[1]黄松岭.虚拟仪器设计基础教程[M].北京：清华大学出版社，2008（2）.[2]侯国屏.LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计[M].北京：清华大学出版社，2005（2）.[3]周求湛.虚拟仪器基础技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，20011（6）.