【正文】 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）題 目:（三號楷體）摘 要虛擬儀器是一種利用計(jì)算機(jī)技術(shù)替代傳統(tǒng)儀器的全新概念儀器，本質(zhì)就是利用電腦優(yōu)越的硬件顯示性能替代傳統(tǒng)儀器達(dá)不到的顯示效果，用多種不同的方式顯示和存儲采集的信號，根據(jù)電腦先進(jìn)的硬件處理設(shè)備來處理和分析采集回來的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)不同調(diào)試功能的PC虛擬儀器系統(tǒng)。本畢設(shè)依據(jù)LabView虛擬儀器實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)之間的高速通訊,并根據(jù)LABVIEW中的VISA功能，將其應(yīng)用于單片機(jī)串口通信中，通過Labview發(fā)送循環(huán)計(jì)數(shù)的初值，單片機(jī)接收并顯示在數(shù)碼管上，從接收到的初值開始計(jì)數(shù)，同時單片機(jī)返回循環(huán)計(jì)數(shù)結(jié)果，最后在Labview面板內(nèi)容上動態(tài)顯示循環(huán)計(jì)數(shù)值。虛擬儀器軟件LabVIEW的問世，大大提高了開發(fā)效率，減編寫程序的難度，縮短了研發(fā)周期，從而減少研發(fā)成本，為我們實(shí)際項(xiàng)目研發(fā)提高了效率，帶來了巨大財(cái)富。關(guān)鍵詞：LabVIEW； STC51單片機(jī)； 串口通訊；數(shù)碼管顯示；PC and the microcontroller serial munication and indicating lamp control based on LabVIEWABSTRACTVirtual instrument is a kind of using puter technology to replace traditional instrument instrument of new concept, essence is the use of alternatives to traditional function of superior puter display instrument reach display effect, output measurement results in many different ways, and use the puter a powerful software function implementation evaluation of signal data, analysis and processing, plete all kinds of test functions of a puter instrument system.By using LabView virtual instrument was introduced in this paper the tell munication between upper machine and lower machine, using the LabView function, applied to the single chip microputer serial port munication, sent by LabView initial value of the cycle count, microcontroller to receive and display on the digital tube, starting from the received initial count, microcontroller return cycle count results at the same time, the content of the LabView panel on dynamic display cycle count. Virtual instrument software LabVIEW, greatly improves the development efficiency, reduce the difficulty of the program, shorten the development cycle, reducing development costs, for our practical project research and development efficiency, brought huge wealth.Keywords:Labview。 STC51 microcontroller。 A serial port munication。 Digital tube display 目錄第1章 緒論 課題的背景和意義 6 課題實(shí)現(xiàn)內(nèi)容 7第2章 軟硬件介紹 虛擬儀器與LabVIEW 虛擬儀器的概述 8 虛擬儀器方案的組成 9 虛擬儀器方案的優(yōu)勢 9 虛擬儀器和傳統(tǒng)儀器的區(qū)別 10 虛擬儀器的發(fā)展與現(xiàn)狀 11 虛擬儀器的應(yīng)用 11 LabVIEW簡介 12 LabVIEW基本特點(diǎn) 13 STC89C51RC 單片機(jī)介紹 13 單片機(jī)編程環(huán)境KEIL和下載軟件STCISP介紹 16第三章總體設(shè)計(jì)方案 18 18 18 19 19第四章LabVIEW上位機(jī)介紹 上位機(jī)程序內(nèi)容 20 上位機(jī)框圖 20 上位機(jī)前面板框圖 20 上位機(jī)創(chuàng)建虛擬儀器過程 21 上位機(jī)程序流程圖 21 上位機(jī)Labview串口通訊的實(shí)現(xiàn) 22第五章單片機(jī)下位機(jī)設(shè)計(jì) 下位機(jī)流程圖 28 設(shè)計(jì)目的和實(shí)現(xiàn)方案 29 設(shè)計(jì)目的 29 實(shí)現(xiàn)方案 29 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 29 系統(tǒng)硬件電路 29 主控系統(tǒng) 30 復(fù)位電路 30 串口電路 31 震蕩電路 31 LEd電路 32 數(shù)碼管顯示電路 33 串行通信 34 串行通信的概念和特點(diǎn) 35 串行通信的分類 35 串行通信的工作模式 36 單片機(jī)內(nèi)部串口配置 38第六章系統(tǒng)整體調(diào)試 聯(lián)機(jī)調(diào)試 40致謝 42參考文獻(xiàn) 42附錄 43附錄1 原理圖 44附錄2 單片機(jī)才程序 45第一章 緒論 課題的背景和意義Labview是一種編譯軟件，和visual C++和KEIL累的的開發(fā)環(huán)境，他是由美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)的，但是它與其他高低端計(jì)算機(jī)語言的明顯不同是：Labview使用圖形化語言編輯程序框圖，其以框圖的形式通俗易懂和中國的象形文字有異曲同工之妙，用戶只需要通過前面板即可操縱程序；其他語言如C語言、C++、C、VB等語言都學(xué)起來要花費(fèi)大量的時間和精力，并且不容易讀懂。 Labview內(nèi)部提供了很多庫函數(shù)，使得編程就像畫畫一樣過容易。它的人機(jī)交互界面實(shí)時一大特色，利用圖形化界面，在屏幕上顯示一起的操作界面，只需要通過鼠標(biāo)和鍵盤操控，簡單方便，儀器的各種參數(shù)選擇和控制方式都能通過人性化的界面來實(shí)現(xiàn)。 作為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與儀器技術(shù)二者結(jié)合的一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，Labview傳統(tǒng)儀器在人們心中的印象，順應(yīng)了現(xiàn)代測控智能化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢。目前，Labview技術(shù)在工業(yè)控制、自動控制和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用前景。 隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常常會遇到各個系統(tǒng)之間的通信問題?，F(xiàn)在比較常用的數(shù)據(jù)通信方式有并行通信、串行通信兩種方式: 串行通信只能以位為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,通信速度比較慢,每個字節(jié)通常需要被拆分為很多比特位才能進(jìn)行傳輸,但串行通信在傳輸過程只需要一根數(shù)據(jù)線就可以完成數(shù)據(jù)流的發(fā)送,所以成本較低,因此適用于短距離通信或?qū)鬏斔俣纫蟛桓咄ㄐ艌龊?。并行通信可以以字?jié)或多字節(jié)為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,因此他的傳輸速度非?？炜?但需用的通訊線多,成本較高,并且不適宜遠(yuǎn)距離傳輸通常應(yīng)用于計(jì)算機(jī)總線和PLC內(nèi)部總線之間的通信。 本課題運(yùn)用STC單片機(jī)實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)建，用圖形化編輯軟件LabVIEW編寫上位機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)與PC機(jī)之間的相互通信，并且用人性話的操作界面進(jìn)行控制。最終達(dá)到程序穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，數(shù)據(jù)實(shí)時穩(wěn)定的顯示，可以通過PC機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。本課題涵蓋了虛擬儀器技術(shù)、數(shù)字電路技術(shù)、串口通信技術(shù)、人機(jī)交互界面技術(shù)和一定程度上的平面設(shè)計(jì)技術(shù)，這對進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)、技術(shù)研究能力有著重要意義。 課題實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容本設(shè)計(jì)基于LabVIEW虛擬儀器編寫串口上位機(jī)控制系統(tǒng)，同時編寫以單片機(jī)為核心的數(shù)碼管動態(tài)顯示系統(tǒng)，上位機(jī)可以控制單片機(jī)循環(huán)顯示的初始數(shù)值，下位機(jī)將顯示的數(shù)值實(shí)時發(fā)回上位機(jī)進(jìn)行顯示。上位機(jī)上可以設(shè)置通信波特率、數(shù)據(jù)位、停止位，同時設(shè)有打開串口按鈕、停止運(yùn)行按鈕、清空發(fā)送去按鈕、清空接收區(qū)按鈕；還有接收數(shù)據(jù)顯示文本框和發(fā)送數(shù)據(jù)顯示文本框，用戶通過設(shè)置串口通信參數(shù)和打開串口按鈕即可與下位機(jī)進(jìn)行串口通信，并將下位機(jī)發(fā)回的數(shù)據(jù)實(shí)時顯示到PC機(jī)上，同時還可以控制循環(huán)的初始值。下位機(jī)以STC89C52單片機(jī)為主控制器，以8端數(shù)碼管為顯示系統(tǒng)，單片機(jī)根據(jù)定時器0一秒定時和上位機(jī)的控制數(shù)據(jù)來進(jìn)行數(shù)碼管循環(huán)計(jì)數(shù)。同時設(shè)計(jì)單片機(jī)最小控制系統(tǒng)，數(shù)碼管顯示系統(tǒng)電路，串口通訊電路，接收信息分析算法的設(shè)計(jì)。最后使用KEIL5軟件編程和STCISP程序燒錄軟件。第二章軟硬件介紹 虛擬儀器與LabVIEW 虛擬儀器概述測量儀器從發(fā)展到現(xiàn)在，總體上經(jīng)過四個階段，分別為模擬儀器、分立元件式儀器、數(shù)字化儀器和智能測量儀器。然而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，新的測試?yán)碚?、測試方法、測試領(lǐng)域及測試儀器的不斷出現(xiàn)，在很多方面早已突破傳統(tǒng)儀器的概念，電子測量儀器的功能和作用已經(jīng)發(fā)生質(zhì)的變化。就在此刻虛擬儀器應(yīng)運(yùn)而生。虛擬儀器是在計(jì)算機(jī)機(jī)的高性能硬件平臺上，由用戶自己設(shè)計(jì)并定義界面顯示和功能的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。虛擬儀器技術(shù)就是利用現(xiàn)有的高性能硬件模塊，并結(jié)合靈活高效的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用。靈活高效的軟件能夠開發(fā)出完全符合用戶需求和習(xí)慣的界面，硬件的集成模塊能提高設(shè)計(jì)的集成度，同時大大縮減開發(fā)周期。計(jì)算機(jī)跟測量儀器的緊密配合是目前測量儀器發(fā)展的一個重要方向。計(jì)算機(jī)與測量儀器的結(jié)合大概分為兩種方式：一種是將計(jì)算機(jī)嵌入到測量儀器當(dāng)中，智能化儀器就是一種典型的表現(xiàn)，比如目前比較流行的嵌入式系統(tǒng)；另外一種方式就是通過標(biāo)準(zhǔn)接口技術(shù)將所需的測量設(shè)備跟計(jì)算機(jī)連接，在高效快速的計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)不同的功能。而目前的虛擬儀器就是第二種方式。數(shù)據(jù)采集卡數(shù)據(jù)處理信號調(diào)理被測對象虛擬儀器面板 虛擬儀器方案 虛擬儀器方案的組成高效的軟件： 虛擬儀器技術(shù)中核心的部分就是軟件。有了正確高效的軟件工具，工程師們可以高效快捷地創(chuàng)建自己的應(yīng)用及漂亮的人機(jī)交互界面。NI公司提供的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)圖形化編程軟件——LabVIEW，能簡單快捷地與各種軟硬件進(jìn)行對接，并且能提供強(qiáng)大的后續(xù)數(shù)據(jù)處理能力，還有設(shè)置參數(shù)，保存數(shù)據(jù)的功能，同時顯示客戶需要的數(shù)據(jù)。模塊化的I/O硬件：計(jì)算機(jī)與外部外設(shè)的通信方式主