【正文】 ，并且每一種儀器都需要人工親自完成，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，虛擬儀器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個歷程。這些成熟的技術(shù)極大地為研發(fā)者節(jié)省時間，研發(fā)者就有更多的精力去想怎樣結(jié)合這些優(yōu)良的技術(shù)使得自己的產(chǎn)品更具有競爭力。 虛擬儀器方案的特點和優(yōu)勢 虛擬儀器技術(shù)有了好的編譯環(huán)境、標(biāo)準(zhǔn)的接口和集成的軟硬件平臺這三個重要的組成部分部分，才能充分發(fā)揮它的高性能，方便擴展、開發(fā)周期短以及集成度高這些優(yōu)勢。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行對接，并且能提供強大的后續(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)。計算機與測量儀器的結(jié)合大概分為兩種方式：一種是將計算機嵌入到測量儀器當(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)備跟計算機連接，在高效快速的計算機硬件基礎(chǔ)上，實現(xiàn)不同的功能。虛擬儀器是在計算機機的高性能硬件平臺上，由用戶自己設(shè)計并定義界面顯示和功能的一種計算機儀器系統(tǒng)。最后使用KEIL5軟件編程和STCISP程序燒錄軟件。 課題實現(xiàn)的內(nèi)容本設(shè)計基于LabVIEW虛擬儀器編寫串口上位機控制系統(tǒng)，同時編寫以單片機為核心的數(shù)碼管動態(tài)顯示系統(tǒng)，上位機可以控制單片機循環(huán)顯示的初始數(shù)值，下位機將顯示的數(shù)值實時發(fā)回上位機進行顯示。并行通信可以以字節(jié)或多字節(jié)為單位進行數(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)用于計算機總線和PLC內(nèi)部總線之間的通信。 作為現(xiàn)代計算機技術(shù)與儀器技術(shù)二者結(jié)合的一項創(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。 A serial port munication。本畢設(shè)依據(jù)LabView虛擬儀器實現(xiàn)上位機與下位機之間的高速通訊,并根據(jù)LABVIEW中的VISA功能，將其應(yīng)用于單片機串口通信中，通過Labview發(fā)送循環(huán)計數(shù)的初值，單片機接收并顯示在數(shù)碼管上，從接收到的初值開始計數(shù)，同時單片機返回循環(huán)計數(shù)結(jié)果，最后在Labview面板內(nèi)容上動態(tài)顯示循環(huán)計數(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，為我們實際項目研發(fā)提高了效率，帶來了巨大財富。 Digital tube display 目錄第1章 緒論 課題的背景和意義 6 課題實現(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 13 STC89C51RC 單片機介紹 13 單片機編程環(huán)境KEIL和下載軟件STCISP介紹 16第三章總體設(shè)計方案 18 18 18 19 19第四章LabVIEW上位機介紹 上位機程序內(nèi)容 20 上位機框圖 20 上位機前面板框圖 20 上位機創(chuàng)建虛擬儀器過程 21 上位機程序流程圖 21 上位機Labview串口通訊的實現(xiàn) 22第五章單片機下位機設(shè)計 下位機流程圖 28 設(shè)計目的和實現(xiàn)方案 29 設(shè)計目的 29 實現(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 35 串行通信的分類 35 串行通信的工作模式 36 單片機內(nèi)部串口配置 38第六章系統(tǒng)整體調(diào)試 聯(lián)機調(diào)試 40致謝 42參考文獻 42附錄 43附錄1 原理圖 44附錄2 單片機才程序 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算機語言的明顯不同是：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)起來要花費大量的時間和精力，并且不容易讀懂。目前，Labview技術(shù)在工業(yè)控制、自動控制和實驗室建設(shè)等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用前景。 本課題運用STC單片機實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)建，用圖形化編輯軟件LabVIEW編寫上位機控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)與PC機之間的相互通信，并且用人性話的操作界面進行控制。上位機上可以設(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進行串口通信，并將下位機發(fā)回的數(shù)據(jù)實時顯示到PC機上，同時還可以控制循環(huán)的初始值。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。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。而目前的虛擬儀器就是第二種方式。模塊化的I/O硬件：計算機與外部外設(shè)的通信方式主要通過對外通信接口(如RS232C，GPIB，1394等)、信號轉(zhuǎn)換功能(如A/D，D/A，I/O卡等)以及總線通信(如VXI，PXI)等來實現(xiàn)的，NI提供了全方位的軟硬件的解決方案。高性能 因為虛擬儀器是在現(xiàn)代通用計算機的基礎(chǔ)之上產(chǎn)生的，所以它完美的繼承了計算機技術(shù)的高性能，高處理的優(yōu)點，比如運算速度，文件管理，圖像處理，數(shù)據(jù)分析等很多優(yōu)點，這些優(yōu)點是傳統(tǒng)儀器望塵莫及的。系統(tǒng)的開放性強現(xiàn)在強大的云服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展使得我們可以足不出戶即可得知天下事，同樣虛擬儀器是在計算機基礎(chǔ)上發(fā)展而來，因此他也具有與其他設(shè)備進行遠(yuǎn)程檢測和管理的優(yōu)越性，并且基于網(wǎng)絡(luò)平臺，他可以和其他高檔外設(shè)通過網(wǎng)絡(luò)通信，應(yīng)用領(lǐng)域明顯擴大。 第一個歷程是利用用計算機的先進功能功能來提高傳統(tǒng)測量儀器的性能。這些新的標(biāo)準(zhǔn)就使得不同測量儀器之間的通信阻礙減小。2 教育教學(xué)方面由于虛擬儀器的快速發(fā)展，目前已擴展至各個領(lǐng)域，教育方面也不例外，引起簡介的編程方式和高效率的研發(fā)過程使得教學(xué)部門也使用該軟件編寫教學(xué)管理系統(tǒng)，使得教學(xué)方法更加的靈活。 LabVIEW為研發(fā)者提供了一種快速設(shè)計自己的測試控制系統(tǒng)的方法，用圖形化編輯語言進行設(shè)計，高效，快速準(zhǔn)確。LabVIEW也可以實現(xiàn)仿真調(diào)試，和C語言一樣能夠單步連續(xù)的執(zhí)行程序，進行一步一步分析自己程序的可靠性。同時他還方便其他讀者閱讀程序，方便移植和理解。3 模塊化和層次分明：LabVIEW編寫的VI面板可作為用戶層程序來使用，我們還可以將VI制作為子VI共其他程序調(diào)用，因此模塊化程度很高。國內(nèi)盛行的51單片機主要是宏晶公司推出的STC系列單片機，由于其價格便宜，能耗低，并且很穩(wěn)定，國內(nèi)很多地方都還在使用旗下的51單片機。12系列是增強型功能的1T單片機，具有A|D轉(zhuǎn)換功能。 51芯片引腳分布51單片機分為貼片式和直插式，貼片體積小便于集成，直插式體積大但是方便焊接。內(nèi)部有111條指令，大部分為單字節(jié)指令2個可編程定時/計數(shù)器，5個中斷源，2個優(yōu)先級（52有6個）外部數(shù)據(jù)存儲器尋址空間為64kB邏輯操作位尋址功能I/O口：輸入輸出口，可讀可寫。 單片機編程環(huán)境KEIL和下載軟件STCISP介紹Keil是ARM公司發(fā)布的，它包含編譯器、調(diào)試工具實現(xiàn)了與單片機編程的完美工具。通過這個上位機界面能夠控制單片機循環(huán)計數(shù)的初值，并且接收單片機返回的實時計數(shù)值顯示在上位機上。技術(shù)成熟，資料多，上手容易，性價比是它的優(yōu)勢。方案一： Visual 2013用FMC語言編寫windows窗體控件，里面也有串口控件，需要學(xué)習(xí)C++語言。由于其編程方便，開發(fā)周期短，語言容易學(xué)習(xí)。方案三： 用數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管編寫程序簡單，價格低廉，資料齊全，電路設(shè)計比較簡單，只能顯示數(shù)字。通過WRITE VISA發(fā)送串口信息，通過READ VISA讀取串口信息，并顯示出來。 VISA子VI如下圖 子VI前面板通過前面板就可以設(shè)置波特率為9600，數(shù)據(jù)位為8位，無奇偶校驗，1個停止位。（1）添加一個字符串輸入控件：點擊控件express字符串輸入控件，雙擊將其添加到前面板上，并將標(biāo)簽改為“發(fā)送循環(huán)數(shù)據(jù)（十六進制）”，將鼠標(biāo)移動到該控件上并點擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“十六進制顯示”。（6）添加一個清空接收區(qū)按鈕控件：控件express按鈕與開關(guān)ok按鈕，將標(biāo)題改為“清空接收區(qū)”。（3）添加一個While循環(huán)結(jié)構(gòu)：編程結(jié)構(gòu)While循環(huán)。（7）寫入串口函數(shù)：編程儀器I/O串口（Serial）VISA寫入。同樣在1和4中添加ASRL2：：INSTR和ASRL3：：INSTR一直到ASRL5：：INSTR（11）添加一個波特率選擇組合框，在前面板添加一個字符串組合框：新式字符串組合切換到框圖面板修改標(biāo)簽為波特率。并點擊創(chuàng)建常量F就是一直在里面循環(huán)，我們的退出是用關(guān)閉程序的STOP。（17）將VISA串口字節(jié)數(shù)函數(shù)的輸出端口VISA資源名稱與VISA讀取函數(shù)的輸入端口VISA資源名稱相連。在第二層內(nèi)添加一個定時器控件，并創(chuàng)建一個20的常量。（23）將第一個分支改變?yōu)椤巴Ｖ埂敝蹈淖?。點擊打開按鈕，指示燈亮表示正常。 N 退出中斷 數(shù)碼管實時顯示循環(huán)計數(shù)值 設(shè)計目的和實現(xiàn)方案 設(shè)計目的本課題主要設(shè)計單片機串口通信，以LABVIEW作為上位機，以串行通信為媒介實現(xiàn)嵌入式和電腦上之間進行通信。 下位機硬件設(shè)計 系統(tǒng)總硬件電路 在該論文設(shè)計的串口通信控制系統(tǒng)中，硬件電路有主控制電路、數(shù)碼管顯示電路、led顯示電路、電源指示電路、復(fù)位電路、始終電路、