熟悉LabVIEW開發(fā)環(huán)境，掌握基于 LabVIEW的虛擬儀器原理、 設(shè)計方法和實現(xiàn)技巧，運用專業(yè)中的基本理論和實踐知識，采用 LabVIEW開發(fā)工具,實現(xiàn)LabVIEW 實現(xiàn)鬧鐘程序的設(shè)計和仿真。此次設(shè)計是基于 LabVIEW 的軟件仿真設(shè)計，仿真一個鬧鐘使它具有定點報時的功能， 硬件需求是一臺安裝該軟件的電腦，軟件設(shè)計需要實現(xiàn)它的所有功能包括以下：
1.可以顯示系統(tǒng)時間，通過和系統(tǒng)連接獲得。
2.可以顯示鬧鐘定時的時間，該時間可以手動設(shè)置，定時后的時間可以修改，整點報時。
3.當(dāng)設(shè)定時間和系統(tǒng)時間相等時，觸發(fā)鬧鈴鈴聲，還可以手動停止鬧鈴或者自動停止。
二、總體框圖
圖1 總體設(shè)計框圖
三、設(shè)計思路
利用虛擬儀器技術(shù)LabVIEW設(shè)計的鬧鐘，可以用來模擬真實鬧鐘而進(jìn)行工作。使用虛擬儀器技術(shù)，工程師可以利用圖形化開發(fā)軟件LabVIEW方便、高效的創(chuàng)建自定義的解決方案，以滿足靈活多變的需求趨勢。該設(shè)計的鬧鐘是利用虛擬儀器LabVIEW技術(shù)而完成的，通過獲取系統(tǒng)時間，使LabVIEW前面板顯示時鐘，并實時更新。其中，時鐘、月、日、小時、分鐘、秒。另外，前面板上有模擬的時鐘面板，其中有3個不同顏色的指針，分別為時針、分針和秒針。還有定時功能，可以設(shè)置定時時間和定時播放的鈴音。
3.1總體設(shè)計思路
通過獲取電腦的系統(tǒng)時間，并分離出數(shù)字，再通過腦中的指針實時顯示和更新；通過預(yù)設(shè)時間和鈴聲，可以實現(xiàn)鬧鐘的定時功能。鬧鐘從電腦系統(tǒng)獲取時間，然后時間和日期通過字符串?dāng)?shù)字顯示，其中時間通過量表面板顯示。通過設(shè)置定時時間和量表時間比較來決定鬧鐘提醒時間。具體的鬧鐘鈴聲有預(yù)設(shè)的鈴聲決定。
3.2總體結(jié)構(gòu)層次
主VI調(diào)用相應(yīng)的其他子VI，進(jìn)行相應(yīng)的運算，最后把結(jié)果顯示在頁面上。VI的層次結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中的VI主要有：定時VI，時間VI，播放聲音VI，時鐘全局變量VI和主VI。
圖2 VI層次結(jié)構(gòu)
四、設(shè)計和實現(xiàn)
主要功能分子VI實現(xiàn)，方便程序的編寫、調(diào)試和調(diào)用。
4.1模塊化的設(shè)計和實現(xiàn)
4.1.1.量表時間的實現(xiàn)的VI
獲取系統(tǒng)24進(jìn)制時間轉(zhuǎn)換成量表12進(jìn)制時間，并轉(zhuǎn)換成與定時時間比較的實時時間。表時間的程序如圖3所示。
圖3 量表時間
4.1.2預(yù)設(shè)時間VI
把預(yù)設(shè)定時時間24進(jìn)制的轉(zhuǎn)換成12進(jìn)制的時間，和預(yù)設(shè)的鈴聲音樂一起送至?xí)r間全局變量。另外設(shè)置定時時間恢復(fù)默認(rèn)值。定時時間或預(yù)設(shè)時間如圖4所示。
圖4 預(yù)設(shè)時間
4.1.3聲音的讀取子VI
聲音的讀取模塊如圖5所示。由確認(rèn)按鈕確認(rèn)鬧鐘的定時鈴聲的響起和停止，而具體的鈴聲由路徑提供鈴聲文件的位置所決定。
圖5聲音的讀取
4.1.4主界面
鬧鐘主界面由圖6所示，主界面主VI控制著整個程序的邏輯結(jié)構(gòu)和運算過程。主要是對用戶界面上的操作輸入和運行結(jié)果的顯示,其中,從主界面程序框圖如圖7所示,主VI通過調(diào)用相關(guān)的子VI來完成相關(guān)的操作。
圖6 主界面
圖7 系統(tǒng)主框圖
4.2.關(guān)鍵技術(shù)
運用LabVIEW設(shè)計鬧鐘，有獨特的技術(shù)特色。
4.2.1模塊化編程
模塊化編程方便于調(diào)試，修改和調(diào)用。一個模塊都可以作為一個子模塊被 其他模塊調(diào)用,即主VI調(diào)用子VI,任何一個VI都可以設(shè)置成子VI或主VI被其他的VI調(diào)用。
4.2.2全局變量
全局變量如圖8所示，它用于在多個VI直接訪問和傳遞數(shù)據(jù)，非常便于不同程序間的數(shù)據(jù)傳輸。
把定時設(shè)置成全局變量，一是方便預(yù)設(shè)時間子VI,另一方面方便與預(yù)設(shè)時間數(shù)據(jù)傳輸給下一個子VI。也就是說，時間全局變量既可以作為輸出數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)，接收到數(shù)據(jù)后又可以設(shè)置成輸入變量，把數(shù)據(jù)傳輸給下一個子VI。
圖8 全局變量
4.2.3量表的設(shè)計
如圖9所示，從LabVIEW元件庫調(diào)出來的量表本來只有一個時針，通過添加十幀屬性，添加到3個指針分別代表時、分、秒。但量表的輸入要通過輸出簇才能輸入數(shù)據(jù)。
圖9 量表的設(shè)計
4.3程序調(diào)試
本鬧鐘的定時鈴聲格式要wav格式的文件，若是別的格式定時前要轉(zhuǎn)換成wav格式，又由于主程序分成很多子VI，所以程序的編寫，調(diào)試調(diào)用和增加功能都特別方便。
4.4結(jié)束語
該鬧鐘的功能拓展非常方便。鬧鐘鐘功能很簡單，實現(xiàn)起來也很簡單，但要做得美觀、簡潔卻不那么容易。 比如讓其顯示更多生動的字體， 在一個小窗口里實現(xiàn)更多的動畫。但這個鬧鐘的缺陷是只能在計算機上運行，無法在一般的手機或別的設(shè)備上運行，且鬧鈴聲只能來源于wav格式的文件。
五、運行結(jié)果
5.1 點擊運行按鍵。從系統(tǒng)獲取時間。
圖10 時間獲取
5.2 點擊定時按鈕，手動定時設(shè)置。選擇鈴聲路徑。
圖11 定時設(shè)置
5.3 點擊定時完成，鬧鐘設(shè)置完畢。
5.4 鬧鐘響起。
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