labview课程设计.doc

1、河南工学院学生课程设计实验课程名称LabVIEW 虚拟仪器程序设计及应用实验项目名称交通灯控制系统系、部计科系年级14 专业班级计应用142 班学生姓名惠海朋学号141010226实验时间2016.01.05总成绩教师签名张亚华目录1.设计任务和性能指标 .错误 ! 未定义书签。1.1设计任务 .错误 ! 未定义书签。2.设计方案 .错误 ! 未定义书签。2.1任务分析 .错误 ! 未定义书签。2.2方案设计 .错误 ! 未定义书签。3.系统整体设计 .错误 ! 未定义书签。3.1前面板设计 .错误 ! 未定义书签。3.2程序框图设计 .错误 ! 未定义书签。4.系统详细设计 .错误 ! 未定

2、义书签。4.1前面板 .错误 ! 未定义书签。4.1.1红绿灯及倒计时显示 .错误 ! 未定义书签。4.1.2控制器 .错误 ! 未定义书签。4.1.3手动调节 .错误 ! 未定义书签。4.2程序框图设计 .错误 ! 未定义书签。4.2.1自动控制模块 .错误 ! 未定义书签。4.2.2手动控制模块 .错误 ! 未定义书签。4.2.3数码管显示模块 .错误 ! 未定义书签。5.系统测试及仿真 .错误 ! 未定义书签。6.心得体会 .错误 ! 未定义书签。7.参考文献 .错误 ! 未定义书签。附录.错误 ! 未定义书签。1. 设计任务和性能指标1.1 设计任务设计一个 VI 程序，满足一下要求：

3、1. 东西、南北两个方向各设一组红绿灯及计时数码管。2. 两方向绿灯时间均为 2060 秒可调。3. 绿灯转红灯之间亮黄灯 3 秒，绿灯转黄灯前闪烁 3 秒。4. 红、黄、绿灯时间倒计时显示。5. 另加控制器，设置红、黄、绿灯及倒计时显示。6. 控制器加手动功能。2.设计方案2.1 任务分析设计出一个前面板显示交通灯的界面以及数字倒计时的显示， 在控制器上面可以对自动和手动进行转换操作，通过 while 循环来实现对红绿灯的切换和灯亮时间的控制，用计时器来设置闪烁。2.2 方案设计采用簇、 LED 灯、数码管显示程序以及输入和显示控件组成整个系统的总体设计控件，整体放在一个 while 循环之

4、中以维持系统的不间断运行，用簇来实现对数码管、控制器、手动调节的封装，使之更加简洁，使用起来更方便；用条件结构实现手动和自动控制的切换，在自动控制中，采用平铺时顺序结构来进行两个方向的红绿灯的控制和显示； 用定时器来实现红绿灯的闪烁以及灯亮的时间的控制， 通过调用数码管显示子程序来完成数码管上特定数字的显示；在手动控制中，采用条件结构来将东西方向的红绿灯和南北方向的红绿灯的控制分开来分别执行； 数码管显示程序由八个 LED灯和一个特定编码的数组组成，通过一个索引来显示特定的数字。3.系统整体设计3.1 前面板设计前面板由三部分组成， 分别是红绿灯和倒计时显示、 控制器和手动调节，其中红绿灯和倒

5、计时显示分别显示南北方向和东西方向的红绿灯和倒计时；控制器则显示南北方向和东西方向的红绿灯以及倒计时时间； 手动调节由南北向和东西向两个时间调节旋钮和手 / 自动以及南北 / 东西绿两个开关手柄组成，时间调节旋钮用于控制倒计时等待的时间；手 / 自动开关用于切换手动和自动运行，南北 / 东西绿用于在手动控制的情况下的绿灯之间的切换。3.2 程序框图设计程序框图由三大部分组成，分别是自动控制模块、手动控制模块以及数码管显示模块三部分组成。自动控制模块也是本系统的重点模块，用于正常的显示红绿灯的亮灭以及倒计时显示和时间控制； 手动控制模块属于处理交通事故时临时进行切换为手动控制红绿灯的亮灭， 手动

6、控制模块又分为了两部分，一部分用于控制南北方向的绿灯亮灭，另一部分用于控制东西方向的绿灯的亮灭；数码管显示模块由八个 LED灯组成一个特定的簇，再由一个特定编码的数组和一个显示数字的索引输入控件组成。4.系统详细设计4.1 前面板4.1.1 红绿灯及倒计时显示红绿灯由三个 LED灯组成，分别对其颜色进行设置，最上面的为红色，第二个为黄色，第三个为绿色，如图 4-1，在程序面板的部分连接线路图如图 4-2，倒计时显示由两个八段数码管组成的簇组成， 对数字的显示由数码管显示程序提供，界面如图 4-3，在程序面板的调用如图 4-4图 4-1图 4-2图 4-3图 4-44.1.2 控制器控制器是由两

7、组红绿灯、两个数值显示控件组成的一个簇，设计的较为简单，前面板如图 4-5，在程序面板的调用如图 4-6图 4-5图 4-64.1.3 手动调节手动调节部分由两部分组成， 在前面板仅有两个旋钮构成， 如图 4-7，在程序面板部分由南北方向绿灯控制和东西方向绿灯控制组成， 如图 4-8、4-9图 4-7图 4-8图 4-94.2 程序框图设计4.2.1 自动控制模块自动控制由十一块顺序平铺式结构组成，如图 4-10、 4-11、4-12，首先是对手动旋钮的初始化， 将初始值设置为 20 秒，然后是对两个方向的红绿灯进行设置，南北方向设置为绿灯，东西方向设置为红灯，其他灯均为灭的状态；通过一个 f

8、or 循环结构，将数码管显示以及灯亮灭的时间进行设置，数码管显示调用的是数码管显示子程序，再与做好的八段数码管簇进行连接，从而达到显示数字的目的；再用 for 循环结构来设置绿灯亮闪烁的时间，再将时间在数码管上显示，后面的一次类推，直到完成所有的控制设置功能。图 4-10图 4-11图 4-124.2.2 手动控制模块手动控制模块由两大部组成，分别是南北方向的绿灯控制模块和东西方向的绿灯控制模块，如图 4-13、4-14，在南北方向为绿灯时同时将东西方向的红灯也点亮，从而达到一个方向是绿灯另一个方向是红灯的效果，同理东西方向也是将一个方向设置为绿灯另一个方向设置为红灯。图 4-13图 4-14

9、4.2.3 数码管显示模块数码管显示模块由两部分组成， 一是数码管取个位数值和十位数值，二是数码管译码程序，如图 4-15 是取值程序框图，4-16 是译码程序框图。图 4-15图 4-165.系统测试及仿真打开系统前置面板点击运行，自动运行并且绿灯亮的时间为30 秒的结果如图 5-1，手动运行并且设置为东西方向绿灯亮的结果如图5-2，手动运行并且设置为南北方向绿灯亮的结果如图 5-3，黄灯闪烁 3 秒的结果如图 5-4，绿灯闪烁 3 秒的结果如图 5-5。图 5-1图 5-2图 5-3图 5-4图 5-56.心得体会通过本次的课程设计， 在复习了之前学的理论知识的同时也使得我对原来所学的知识又有了新的理解， 加深了自己的理解， 同时也是一次很好的把理论知识转化为实践的机会。这次课程设计不仅加强了我动手、 思考和解决问题的能力， 还提高了综合运用所学知识的能力，增强了根据课程需要选学参考资料，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。最后， 我认识到做任何事都应该态度要端正， 作风要严谨。对数字电路来说，逻辑性非常强，每一个环节都要弄得清清楚楚，有一点漏洞，结果都不可能出来。7. 参考文献1LabVIEW虚拟仪器程序设计及应用 人民邮电出版社 孙秋野、吴成东、黄博楠编著2LabVIEW8.20程序从入门到精通 清华大学出版社 陈锡辉、张银鸿编著3LabVIEW高级程序设