基于labview的交通燈設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) - ELEOK

目錄
1 緒論 1
1.1 labview簡(jiǎn)介 1
1.2 labview特點(diǎn) 1
2 交通燈程序的設(shè)計(jì) 2
2.1 控制方案 2
2.2 前面板的設(shè)計(jì) 2
2.3 程序框圖的設(shè)計(jì) 3
2.3.1 時(shí)間信號(hào)的分段 3
2.3.2 條件結(jié)構(gòu)的用法 4
2.3.3 黃燈閃爍 6
3 交通燈的運(yùn)行 7
3.1 運(yùn)行狀態(tài)一 7
3.2 運(yùn)行狀態(tài)二 7
3.3運(yùn)行狀態(tài)三 8
3.4 運(yùn)行狀態(tài)四 9
4 結(jié) 論 10
參考文獻(xiàn) 11

實(shí)現(xiàn)路口交通燈控制器系統(tǒng)的方法很多，可以用標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件、可編程序控制器PLC、單片機(jī)等方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是這些方法接線復(fù)雜，成本高，電氣類、信號(hào)類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)不僅要了解硬件使用，還需要掌握軟件編程，軟件開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，難度大，另外一旦功能修改就會(huì)涉及硬件電路接線的修改，應(yīng)用不方便。使用虛擬儀器LabVIEW軟件開(kāi)發(fā)出一套基于軟件的交通燈實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)來(lái)模擬交通燈的控制，即可實(shí)現(xiàn)無(wú)邏輯控制硬件的交通燈控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M，使學(xué)生掌握交通燈的軟件控制方法。

LabVIEW是一種圖形化的編程語(yǔ)言，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受，是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。虛擬儀器是20世紀(jì)80年代興起的一項(xiàng)新技術(shù)，是現(xiàn)代儀器儀表發(fā)展的重要方向，在建模仿真、設(shè)計(jì)規(guī)劃和教育訓(xùn)練等方面都有應(yīng)用。 LabVIEW具備各種編程平臺(tái)的通用功能，比方數(shù)據(jù)類型、事件處理、循環(huán)結(jié)構(gòu)因此成為功能強(qiáng)大的圖形化編程工具，LabVIEW并不僅僅是一門編程語(yǔ)言。虛擬儀器（Virtual Instrument，簡(jiǎn)稱 VI），每個(gè) VI，均含一個(gè)用戶接口，這個(gè)接口叫前面板，通俗來(lái)說(shuō)即與儀器面板對(duì)應(yīng)的軟面板。還有一個(gè)后面板，也叫作程序框圖。VI的設(shè)計(jì)，包括前面板和程序框圖的設(shè)計(jì)。VI就是通過(guò)前面板和程序框圖的設(shè)計(jì)，使用圖形化的編程語(yǔ)言，編程實(shí)現(xiàn)軟件的程序功能。

十字路口交通信號(hào)紅綠燈通常為三種控制形式。第一種為傳統(tǒng)紅綠燈，即綠燈切換到紅燈之前，車輛由動(dòng)到靜，用黃燈緩沖過(guò)度；紅燈切換到綠燈時(shí)，車輛由靜到動(dòng)沒(méi)有緩沖過(guò)度；第二種是在傳統(tǒng)紅綠燈控制形式的基礎(chǔ)上增加綠燈閃爍功能，即在綠燈時(shí)段行將結(jié)束的最后3秒閃爍三次，其目的是提示綠燈時(shí)段行將結(jié)束，并保留黃燈緩沖過(guò)度；第三種是數(shù)顯紅綠燈，即倒計(jì)時(shí)數(shù)字顯示紅綠黃燈的時(shí)段。由于全過(guò)程有時(shí)間顯示，不要綠燈閃爍，但可以保留黃燈閃爍。文中采用第一種和第三種相結(jié)合的控制方式。

文中所設(shè)計(jì)的十字路口控制模型由兩條東西方向的車道和南北方向的車道在交匯處設(shè)置。在交匯處東西南北四個(gè)方向各設(shè)置一個(gè)交通信號(hào)燈，每個(gè)交通信號(hào)燈由紅、黃、綠三盞燈構(gòu)成。打開(kāi)LabVIEW軟件，新建一個(gè)VI，并命名為交通燈仿真，在前面板上右擊→布爾→圓形指示燈，一共需要 12個(gè)燈，東西南北四個(gè)方向各三個(gè)信號(hào)燈，右擊指示燈，打開(kāi)屬性，在外觀里面設(shè)置燈亮和燈滅的顏色，燈亮的時(shí)候分別是紅、綠、黃三種顏色。燈滅的時(shí)候不顯示。紅綠燈對(duì)交通的影響起著至關(guān)重要的作用，如何合理地設(shè)置紅綠燈時(shí)間是解決交叉路口交通問(wèn)題的關(guān)鍵。設(shè)置紅綠燈的時(shí)間，本次實(shí)驗(yàn)設(shè)置的綠燈時(shí)間為27秒，并在東西南北每個(gè)布爾燈設(shè)置一個(gè)數(shù)值顯示控件，顯示時(shí)間倒計(jì)時(shí)，未運(yùn)行該燈時(shí)數(shù)值顯示為0，添加一個(gè)停止按鈕對(duì)該程序的停止運(yùn)行，前面板的設(shè)計(jì)如（圖2-1）所

示。

LabVIEW中的循環(huán)結(jié)構(gòu)主要通過(guò)while 和for循環(huán)實(shí)現(xiàn)。這兩種循環(huán)結(jié)構(gòu)、語(yǔ)句、功能基本相同，但使用上會(huì)有些不同。for 循環(huán)須先進(jìn)行循環(huán)次數(shù)的確定，循環(huán)一定次數(shù)后自動(dòng)不進(jìn)行循環(huán);而while循環(huán)則不用確定循環(huán)次數(shù)，只需要確定退出循環(huán)的條件。本次設(shè)計(jì)中不能預(yù)先確定循環(huán)的次數(shù)，所以就用到了while 循環(huán)。while循環(huán)是LabVIEW最基本的結(jié)構(gòu)之一，和C語(yǔ)言中的while循環(huán)和do while循環(huán)相類似。

添加一個(gè)時(shí)間計(jì)數(shù)器控件，編程—定時(shí)—時(shí)間計(jì)數(shù)器，此時(shí)時(shí)間計(jì)數(shù)器單位為ms,我們需要將轉(zhuǎn)換為s計(jì)數(shù)，所以在時(shí)間計(jì)數(shù)器后加入一個(gè)除函數(shù)，編程—數(shù)值—除，為除函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)數(shù)值1000，并于時(shí)間計(jì)數(shù)器連接，創(chuàng)建一個(gè)商與余數(shù)函數(shù)，將得到的時(shí)間信號(hào)除以每個(gè)循環(huán)所用時(shí)間60s，取余數(shù)，得到的余數(shù)x的范圍為0<=x<=59，添加一個(gè)強(qiáng)制轉(zhuǎn)換控件。當(dāng)0<=x<27條件滿足第一個(gè)條件結(jié)構(gòu)，此刻南北方向綠燈亮，同時(shí)東西方向紅燈亮，當(dāng)27<=x<30時(shí)綠燈熄滅，黃燈開(kāi)始閃爍，此后東西方向與南北方向的燈交換。時(shí)間范圍見(jiàn)（圖2-2）所示。

條件結(jié)構(gòu)是LabVIEW最基本的結(jié)構(gòu)之一，條件結(jié)構(gòu)類似于文本編程語(yǔ)言中的

switch語(yǔ)句或者if then else語(yǔ)句。條件結(jié)構(gòu)可以從結(jié)構(gòu)子選板中創(chuàng)建，它

的圖標(biāo)及功能如（圖2-4）所示。

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