河北北方学院
虚拟仪器原理与应用
课程设计
课程设计名称：基于labview的计算器设计
专业班级：电子信息工程技术3班
学号： 3
学生姓名：马洪印
成绩: 签名： 2016年12月22日
一、引言：
随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合可以看到彩色霓虹灯。
彩灯由于其丰富的灯光色彩,低廉的造价以及控制简単等特点而得到了广泛的应用,用彩灯来装饰已经成为一种时尚。
本次课程设计是基于LabVIEW虚拟仪器系统开发与实践等原理与技术而设计的跑马灯。
虚拟仪器的起源可以追溯到20世纪70年代，“虚拟”的含义主要是强调软件在仪器中的作用，体现了虚拟仪器与主要通过硬件实现各种功能的传统仪器的不同。
由于虚拟仪器结构形式的多样性和适用领域的广泛性，目前对于虚拟仪器的概念还没有统一的定义。
美国国家仪器公司（National Instrunents Corpotion ，NI）认为，虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统，是一种计算机操纵的模块化仪器系统。
过去40年的时间里，美国国家仪器公司（NI）通过虚拟仪器技术为测试测量和自动化领域带来了一场革新：虚拟仪器技术把现成即用的商业技术与创新的软、硬件平台相集成，从而为嵌入式设计、工业控制以及测试和测量提供了一种独特的解决方案。
使用虚拟仪器技术，工程师可以利用图形化开发软件方便、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。
本次设计的跑马灯是利用虚拟仪器技术而完成的，跑马灯是一种生活中比较常见的装饰,本文主要通过labv i ew来设计了一个相对简单的对跑马灯的控制,实現了其有规律的亮灭,带来一定的观赏效果。
本文主要是实现了跑马灯的单个流水闪烁、双路同步流水闪烁、四路同步流水闪烁、全体同步闪烁,以此循环。
本程序并控制闪烁的间隔时间,使其运行更具可观性。
二、前面板设计：
前面板是LabVIEW的图形用户界面，在LabVIEW环境中可以对这些对象的外观和属性进行设计，LabVIEW提供了非常丰富的界面对象，可以方便地设计出生动、直观、操作方便的用户界面。
本系统中前面板显示程序的输入和输出对象，即，控件和显示器。
本程序中控件主要是滑动杆，显示器主要是文本显示。
在前面板设计过程中主要设计了12个显示灯, 并让其方形围成一圈，显示程序通行结果。
前面板还包括一个文本显示控件和水平指针滑动杆，文本显示控件用于显示滑动杆的刻度值即跑马灯的延时，通过改变滑动杆刻度调节跑马灯每
次亮灭时间。
跑马灯的前面板还有程序框图中while循环的停止按钮，用于结束当前操作。
对于前面板的设计相对简单, 通过开关来控制其关断, 水平指针滑动杆来控制其延时时间, 指示灯显示程序运行的结果, 观看到跑马灯的演示情况。
图2-1跑马灯前面板
三、程序框图设计：
本程序主要用到平铺式顺序结构和层叠式顺序结构顺序执行。
本程序用真假常量来控制灯亮与不亮。
本程序还用到了 while循环和 for循环, 循环是用于达到闪烁和同步递进循环。
整个程序几乎每一帧都用到了延时, 单位是毫秒, 延时的目地是使本程序更具有可观性。
四、系统调试：
运行步骤: 单个流水闪烁→全体同步闪烁→双路流水同步闪烁→全体同步→单个流水闪烁...........以此循环。
运行控制: 直接点击labview运行按钮进行跑马灯演示。
开关: 用于结束当前操作, 控制其关断。
当开始运行程序时也可通过关断开关来结束程序的运行。
水平指针滑动杆: 用于调节彩灯间的延时时间。
通过其可调整灯闪烁的快慢。
程序的调试:直接点击labview送行按钮进行送行状态
单个流水显示双路同步闪烁
四路同步闪烁全体同步闪烁
实验结果分析：
本程序很好的实现了跑马灯的单个流水闪烁,双路同步闪烁,四路同步闪烁和全体同步闪烁,此程序设计简单,思路明确,易于理解,且便于控制,操作简单。
实现的功能一目了然, 现象明确, 因此评判其正误也就的简单了。
虽然前面板看起来很简单, 不过该程序后面板过于复杂, 接线及框图太多, 很多地方值得思考精简。
总的来说,该程序能够完成该设计所设计的需实现的功能,且实验现象明显, 整体思路比较明确。
五、总结：
做这次课程设计收获颇多, 其过程体会到了动手的乐起, 做好后有那么一丝的成就感。
首先对本次设计做一个总结, 本次设计是选择的一个比较熟悉的跑马灯做的课题。
通过控制显示灯的完灭来达到一定的视觉效果, 具体实现了显示灯的単个流水闪烁,双路同步闪烁,四路同步闪烁以及全体同步闪烁。
本程序主要用到平铺式顺序结构和层叠式顺序结构顺序来执行,用真假常量来控制灯亮与不亮,用到了 while循环和 for循环,循环是用于达到闪烁和同步递进循环。
整个程序几乎每一帧都用到了延时, 単位是毫秒, 延时的目的是使本程序更具有可观性, 最终实现了预定的实验现象。
对于本次设计,个人觉得其后面板过于庞大, 一些地方或许值得商権,应该能有另外的方法对其进行精简控制。
当然个人觉得这次设计的有点还是挺多的, 尤其是跑马灯有规律的這行时带给人的视觉冲击, 令人很是兴奋。
总体来说这次设计虽然其间遇到了很多因难,但通过査找搜索资料以及询问解决了这些问题, 最终学到了很多东西, 这个结果是还是令人愉快的。
通过此次对虚拟仪器系统开发实践的课程设计，使我初步了解虚拟仪器系统
开发的过程，能够在学习与工作中应用虚拟仪器技术开发一些简单的仪器及系统。
大家都知道虚拟仪器技术已经广泛的应用于教学实验、科学研究和工程实际中。
基于LabVIEW的虚拟仪器在教学试验中可以代替传统仪器；在科学领域可以节省时间提高效率；应用于工程实际，可以大幅度减少构建测试、控制系统和维护方面的投资。
与此同时，虚拟仪器技术本身也在不断发展和创新，由于建立在商业可用技术的基础之上，使得目前正蓬勃发展着的新兴技术也成为推动虚拟仪器技术发展的新动力。
例如PCI Express总线技术可以让更多的原始数据以更高的速度传送给PC；而多核技术则可以实现并行运算，从而直线提升系统的数据处理性能；可编程逻辑门阵列（FPGA）技术则允许工程师根据不同的测试要求通过软件重新定制硬件的功能。
可以遇见的是，这些主流的商业可用技术将让虚拟仪器技术向更多的应用领域敞开大门！
利用本次计算器课程设计实验，我对虚拟仪器技术有了更加一步的了解，在全球数据采集（DAQ）市场中长期保持领先地位的NI数据采集系列产品专门针对绝对精度、高速性能、易用性和安全性等方面进行优化设计。
通过创造性地将模拟和数字设计相结合，NI数据采集设备可以帮助工程师们轻松满足各种测量要求。
NI数据采集设备支持大部分的常用总线，包括PCI、PXI、USB、PCMCIA以及IEEE 1394（火线），同时兼容各种工业常用的操作系统，如Windows、Linux 以及Mac OS X等，为工程师们提供了从分布式、便携性到工业级的全方位测量测试应用的解决方案。
当测量测试应用需要更高的性能、分辨率以及采样速率时，工程师们可以使用NI模块化仪器，它将分立式仪器的高质量和测量功能与NI 数据采集产品的灵活可升级性完美地结合在一起，为用户提供集成式的定时和同步功能，以及其他的商业化性能，例如ADC、DAC、FPGA和PC总线等。
测试和设计工程师们可以结合使用NI模块化仪器和强大的NI LabVIEW软件开发出自定义的测试测量系统，这些系统可以提供的灵活性、测量精度以及数据吞吐量和同步性都大大高于传统系统。