基于labview智能交通灯系统设计

专业实践报告课程名称：Labview虚拟仪器技术设计题目：基于labview智能交通灯系统设计专业:电子信息工程技术姓名：吴凯学号：Z11161035指导教师：施刚时间：20132014学年第一学期南京邮电大学1课程设计题目基于labview智能交通灯系统设计课程设计目的及要求：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。设计要求：（1）能够将现实生活中的交通灯出现顺序在电脑上面显示；（2）具有友好的人机界面。2课程设计详细内容：1.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。本课程设计中的前面板是模拟一个现实中简单的道路交通系统，交通灯的时间设置由用户自己来定义，所以更人性化了一点。此次设计共需要用12盏灯、4个LED灯倒计时和一个控制设置面板。其中的12盏灯，红、黄、绿各4盏，在控件选板中选择指示灯，将它放在前面板合适的位置，单击鼠标右键，更改指示灯的属性，改变指示灯的大小，做出一个合适的指示灯，依同样的步骤可以做好另外11个，将12灯均分为四组，每组都包含红黄绿三种颜色的灯，再用框将每组灯框起来，做成一个交通灯。在每组交通灯合适的位置放置一个LED倒计时作为交通灯的计时器。在前面板合适的位置放置一个控制设置面板，在上面编辑一些系统所需要的控件，包括两个输入控件和两个显示控件，还包括一个交通管制按钮。前面板示意图如图1-1所示。图1-1交通灯前面板示意图2程序框图的设计2.1延迟信号的产生等待计时器在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3数,要产生一个一秒为单位的时间延迟信号,所以还得给毫秒计数值加上一个1000毫秒的的常量。如图1-2等待计数器所示。图1-2等待计数器2.2显示控件数字的同步利用一个For循环，将用户自己设置的倒计时时间时间连接上For循环的的条件语句上，即N接口，然后在加一些算法和时间延迟就做成了倒计时模块了。倒计时模块程序结构如图1-3所示。图1-3倒计时模块程序结构2.3各组时间信号的动作平铺结构是labview中的结构类型之一，平铺结构类似文本编辑语言中的顺序结构。平铺结构可以从【结构】子选板中创建。它的图标及功能如图1-4所示。图1-4平铺结构在执行各平铺结构里的程序。每个平铺结构里的程序基本相同，只是有的多一些时间倒计时模块。用需要点亮的灯与布尔真常量连接，不需要点亮的与布尔假常量连接，而时间显示器则用一定的值减去输入的时间量，以实现倒计时的功能，各结构里的程序略有不同，具体程序如图1-5到图1-8所示。第一阶段：首先是对各个灯的初始化。其初始化程序图如图1-5所示。4图1-5各个灯的初始化第二阶段：南北红灯倒计时的设计程序。并且应用到了LED倒计时的子VI，如图1-6所示。图1-6南北红灯倒计时设置模块第三阶段：当南北红灯倒计时结束后，东西绿灯灭掉，与此同时东西黄灯会闪烁三下以提5示正在行驶的车辆和行人，注意信号灯。东西黄灯闪烁框图如图1-7所示。图1-7东西黄灯闪烁框图第四阶段：当东西黄灯闪烁结束后，东西红灯开始变亮，南北绿灯变亮。如图1-8所示。图1-8各个灯的再次初始化接下来的步骤和以上基本一致。3.1LED倒计时的子VI的设计制作LED倒计时时，首先要创建一个10*7的数组，然后再跟你所要显示的数字做一个数组矩阵，我数组矩阵中从上到下每一行分别代表我做的LED的0、1、2、9。我使用索引数组查找数组中的每一行，然后输给显示控件。这次利用更为简便的程序，可以同时显示99以下的数字。当用户输入一个数值后，数值经过商与余数运算模块和常量10相除，求出的结果分别输给索引数组的行输入接口，然后从数组中索引出对应的行，最后输给显示控件。具体程序如图1-9所示，前面板显示如图2-1所示。6图1-9LED倒计时子函数程序框图图2-1登录界面界面3.2交通管制的设计当要设置多个选项时，就要用到事件结构。事件结构相当于c语言中的case语句，事件结构可以从程序框图中的【结构】子选板中创建。本次交通管制总共设置5个选择项，分别是故障检修、东西禁行、南北禁行、三向禁行、夜晚模式。程序主要就是事件结构的选择，里面的程序控制的就是灯的亮变和灯的闪烁。事件结构如图2-2所示。交通管制的程序图如图2-3所示。7图2-2事件结构图2-3交通管制部分程序图3.3循环的设计LabVIEW中的循环结构主要通过while和for循环实现。这两种循环的功能基本相同，但使用上有一些差别。for循环必须确定循环次数，循环一定次数后自动退出循环；而while循环不用确定循环次数，只需要指定退出循环的条件。本次课程设计中循环的次数不能确定，所以就用到了while循环。LabVIEW中的while循环相当于C语言中的while循环和dowhile循环。8While循环可以从程序框图中的【结构】子选板中创建，while循环包括两个端口：条件端口和重复端口。它的功能、图标及说明如图所示。在此课程设计中，用按键连接条件端口，当按键按下时，循环停止。图2-4while循环3.4部分程序图910设计总结及体会：在做这个课程设计的过程中，我感受到了虚拟仪器的优越性，知道了写程序也可以一样有趣。通常我们认为写程序是一个繁琐无聊的过程。但是在Labview中只需要写入一些图形程序，就可以实现相应的运算和控制，可以模拟一些仪器的相应功能。通过这次的课程设计实践，我懂得了要想学好用好一个软件，不仅仅是LabVIEW，首先要学会使用它的基本功能，掌握了基础才能向更深的层次学习。但是通过对labview的学习知道了，好多繁琐的程序都是由基本的运算单元构成的。如果我们不知道每个单元是用来干什么的，那就根本谈不上应用它们了，只有在知道这个空间是做什么用