基于labview的虚拟时钟实现

武汉科技大学本科毕业设计

目 录

1 概述.................................................................................................................................................................0

2 课题简介及意义.............................................................................................................................................1

2.1 设计时钟意义......................................................................................................................................2

2.2 时钟简介..............................................................................................................................................2

3 虚拟仪器概述.................................................................................................................................................2

4 LabVIEW 简介...............................................................................................................................................4

5 虚拟时钟系统设计的实现..........................................................................................................................12

5.1 总体设计............................................................................................................................................12

5.2 子 vi 的相关介绍...............................................................................................................................14

5.3 功能及实现........................................................................................................................................15

5.3.1 获得系统时间........................................................................................................................15

5.3.2 时、分、秒的获取................................................................................................................16

5.3.3 数据的运算............................................................................................................................16

5.3.4 记录坐标变换........................................................................................................................18

5.3.5 图像的绘制............................................................................................................................20

5.3.6 While 循环实现秒针的跳变..................................................................................................20

1 概述

随着科学技术的快速发展，各种功能的软件的都得到迅速的开发与应用。虚拟仪

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器成为计算机技术和仪器科学领域完美结合的产特，代表了仪器仪表的发展方向。

LabVIEW 作为虚拟仪器开发的平台，是一个具有革命性的图形化开发环境，在工业测

量和控制领域中掀起了一场变革。它具有功能强大、编程灵活、人机界面友好的特点，

在测量技术与仪器工程科学领域中得到了非常广泛的应用。

本文基于 LabVIEW 软件，设计一个虚拟的时钟程序，使之在桌面可以直接显示，

形象、直观、方便。通过对本设计的研究应该能够比较熟练的掌握 Labview 软件的使

用，并能在此平台上进行应用程序的开发。下面我将由时钟开始，对虚拟仪器、

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是一种用来显示时间的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的功能。诸如闹钟功能、

日历显示功能、温度测量功能、湿度测量功能、电压测量功能、频率测量功能、过欠压报警功能等。

钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如

定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通

断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。可以说，

设计多功能数字时钟的意义已不只在于数字时钟本身，更大的意义在于多功能数字时钟在许多实时

控制系统中的应用。在很多实际应用中，只要对数字时钟的程序和硬件电路加以一定的修改，便可

以得到实时控制的实用系统，从而应用到实际工作与生产中去。因此，研究数字时钟及扩大其应用，

有着非常现实的意义。

怎样让时钟更好的为我们服务？怎样让时钟更符合实际应用的需求？这就要求人们不断设计出新

　　设计过程采用系统设计的方法，先分析任务，得到系统要求，然后进行总体设计，

划分子系统，然后进行详细设计，决定各个功能子系统中的内部电路，最后进行测试。

电路，运用各种芯片实现。当然还可以用许多硬件语言 VHDL、软件语言 C、JAVA 等

编程来实现。虚拟仪器 LabVIEW 软件，是一个具有革命性的图形化开发环境，内置

信号采集、测量分析与数据显示功能，摒弃了传统开发工具的复杂性，从简单的仪器

控制、数据采集到过程控制和工业自动化系统，它都得到了广泛的应用。出于它功能

的强大性，本文通过 LabVIEW 开发的程序开完成虚拟时钟的设计。

后文将先对虚拟仪器及 LabVIEW 软件进行介绍。

3 虚拟仪器概述

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虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切

结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算

机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及

其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。

另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种

 用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。

虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。虚拟仪器的研究中涉

及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内，使用较为

广泛的计算机语言是美国 NI 公司的 LabVIEW。虚拟仪器的起源可以追朔到 20 世纪

70 年代，那时计算机测控系统在国防、航天等领域已经有了相当的发展。PC 机出现

以后，仪器级的计算机化成为可能，甚至在 Microsoft 公司的 Windows 诞生之前，

NI 公司已经在 Macintosh 计算机上推出了 LabVIEW2.0 以前的版本。对虚拟仪器和

LabVIEW 长期、系统、有效的研究开发使得该公司成为业界公认的权威。

不可能太高。目前作为计算机化仪器的一个重要发展方向是制定了 VXI 标准，这是一

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4 LabVIEW 简介

编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采

集和仪器控制软件。LabVIEW 集成了与满足 GPIB、VXI、RS-232 和 RS-485 协议的

硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用 TCP/IP、ActiveX 等软件标

准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪

器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。

码，取而代之的是流程图或流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟

悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW 是一个面向最终用户的工具。它可以增强你

所有的 LabVIEW 应用程序，即虚拟仪器（VI），它包括前面板（ front

panel）、流程图（ block diagram）以及图标/连结器(icon/connector)三部分。

1.前面板

使用输入控制和输出显示来构成。控制是用户输入数据到程序的接口。而显示是

输出程序产生的数据接口。控制和显示有许多种类，可以从控制模板的各个子模板中

选取。

两种最常用的前面板对象是数字控制和数字显示。若想要在数字控制中输入或修

改数值，你只需要用操作工具（见工具模板）点击控制部件和增减按钮，或者用操作

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