【正文】 ， 為我們實際項目研發(fā)提高了效率，帶來了巨大財富。 本 畢設依據(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)結果，最后在Labview 面板內(nèi)容上動態(tài)顯示循環(huán)計數(shù)值 。 A serial port munication。 作為現(xiàn)代 計算機技術與儀器技術 二者 結合的 一項 創(chuàng)新技術， Labview 傳統(tǒng)儀器在人們心中的印象 ， 順 應了現(xiàn)代測 控智能化和網(wǎng)絡化的發(fā)展 趨勢 。 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?？?快 ,但需用的通訊線多 ,成本較高 ,并且 不適宜遠距離傳輸 通常應用于計算機總線和 PLC 內(nèi)部總線之間的通信 。 課題實現(xiàn)的內(nèi)容 本設計基于 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。最后使用 KEIL5 軟件編程和 STCISP 程序燒錄軟件 。 虛擬儀器是在 計算機 機 的 高性能 硬件平臺上，由用戶 自己設計并 定義 界面顯示和 功能 的 一種計算機儀器系統(tǒng)。計算機與 測量 儀器的結合 大概分為 兩種方式：一種是將計算機 嵌入到測量 儀器 當中 ， 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 通過標準接口技術將所需的測量設備跟計算機連接 ， 在高效快速的計算機硬件基礎上 ， 實現(xiàn)不同的功能 。 有了正確高效的軟件工具，工程師們可 以高效快捷地創(chuàng)建自己的應用及漂亮的人機交互界面。 以上所述的接口、模塊、板卡等硬件與傳感器和計算機組成完整的虛擬儀器系統(tǒng)。 研發(fā)周期短 在研發(fā)項目的過程中虛擬儀器 把計算機 技術、測量儀器和模塊之間的通信這些 最新技術結合在一起。 表 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的區(qū)別 虛擬儀器的發(fā)展與現(xiàn)狀 虛擬儀器 還沒有問世的時候 ，傳統(tǒng)儀器設備 占據(jù)著各大市場領域 。 第二 個歷程 是一種常見的接口和開放式的硬件 。 上述 經(jīng)理的歷程當中 ， 我們可以發(fā)現(xiàn)虛擬儀器的發(fā)展有兩個重要的標志 ： 一是總線標準的確立和應用；二 是 使用了圖像化編程語言 ， 用戶可以很容易的根據(jù)要求編寫特定功能，提高了研發(fā)的效率，減少了研發(fā)的 成本 。 可以說虛擬儀器應用 設計各個行業(yè)領域，尤其是在工業(yè)控制領域，他的問世也是嵌入式技術的一次革新。 LabVIEW 技術移植伴隨著計算機技術的發(fā)展而跟著提高 ， 同時他還能通過網(wǎng)絡與旁路設備進行互相聯(lián)機通信 ， 我們只需要添加或減少一部分框圖內(nèi)容即可改變測量兩功能，擴展性非常強， 并且這十分簡單。使得開發(fā)起來更加有效、快捷方便。 LabVIEW 的基本特點 1 具有良好的圖形用戶界面 ： LabVIEW 編寫出來的 程序大方美觀，有著和傳統(tǒng)儀器一樣的操作面板，各種人性化的控制按鈕，表盤顯示，圖表波形顯示，更加美觀漂亮。 STC89C51RC 單片機介紹 單片機最先是有 intel 的 8031 單片機發(fā)展而來的，隨著 Flash 技術的 迅速發(fā)展， 51 單片機橫空出世，遍布各個電子控制行業(yè)，他是目前市面上最普遍的 8位單片機，后來由于其廣泛的應用，很多大的公司看上了他的發(fā)展前景，紛紛推出以 51 為內(nèi)核的 8 位單片機，像 ATMEL 公司的 AT89 系列單片機，被應用到共坑測量領域。 STC89 系列是傳統(tǒng)的單片機和 AT89 系列 單片機之間相互通用 ，這一系列單片機為 12T 單片機。 15 系列是為了去掉外接 晶振，防止因環(huán)境變化引起的頻率飄逸問題，內(nèi)部集成高精度 RC 震蕩電路，因此完全不需要外界晶振即可工作。 圖 c51 單片機 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） 邏輯操作位尋址功能 KEIL 是用來編譯 C 語言的編程環(huán)境如下圖所示 圖 KEIL5LOGO 圖 KEIL5編譯界面 Keil 工程 的建立過程： STCISP 下載軟件 程序燒錄過程 新 建 項 目 選 擇 器 件 編 輯 C文 件 編 譯生成HEX文件 選 擇 器 件 型 號 選 擇 波 特 率 打 開 文件 點 擊 下 載 按 鈕 第 三 章系統(tǒng)方案設計 系統(tǒng)總體方案設計 下位機以 STC89C52 單片機為主控制器，以 8 端數(shù)碼管為顯示系統(tǒng)，單片機根據(jù)定時器 0 一秒定時和上位機的控制數(shù)據(jù)來進行數(shù)碼管循環(huán)計數(shù)。但是成本高，不容易上手，操作麻煩，對于步進電機來說有點大材小用。 經(jīng)三方比較， STC89C52RC 實惠， 資料成熟且其前 ，并且滿足本設計需要，容易學習，所以選擇該單片機小系統(tǒng)。 通過對比這些 ，我們選擇用 Labview 來編寫本次上位機。可以顯示英文漢字，相對比較便宜。 上位機通過編寫串口通訊程序，在 labview 中是 VISA，包括 VISA 參數(shù)配置包括波特率，數(shù)據(jù)位，停止位，校驗位等。 程序外層用一個循環(huán)結構加枚舉變量，同時在循環(huán)結構上添加以個移位寄存器，使得程序先初始化，再進入到接收和發(fā)送函數(shù)。 2．程序前面板設計 在 新建的 前面板設計區(qū) 右擊鼠標 右鍵， 有一個工具選擇塊，我們可一點擊左上角將其鎖定到前面板 。 （ 5）添加一個停止按鈕控件： 控件 express按鈕與開關 ok 按鈕 ，將標題改為“ 停止運行 ”。 （ 9）點擊接收區(qū)，右擊鼠標選擇自動換行 。 （ 2）添加 4 個數(shù)值常量：編程 數(shù)值 數(shù)值常量，值分別為 9600（波特率）、8（數(shù)據(jù)位）、 0（校驗位，無）、 1（停止位）。 （ 6） 讀取 串口函數(shù)：編程 儀器 I/O串口（ Serial） VISA 讀 取 。 （ 10）在條件結構分支 0 中加入 VISA 資源名稱修改名字為 ASRL1：： INSTR。 （ 14）右鍵選擇循環(huán)結構的條件端子 ，設置為“真時停止”，圖標變?yōu)?。 （ 16）在真分支中添加但按鈕對話框，輸入為（串口不存在或一打開）。 （ 20）將打開串口按鈕連接到第二層條件結構的？好上。 圖 PC 與單片機串口通信程序框圖 （ 22）在 while 循環(huán)外部再建一個事件結構：編程 結構 事件結構。在使用串口線與單片機相連，并確定通信狀態(tài)正常后，單擊快捷工具欄中的“ 連續(xù) 運行”按鈕，運行程序。 設置波特率為 9600。 第 五 章 單片機下位機設計 下位機流程圖 程序流程圖： Y N Y N 開始 定時器 0、串口、數(shù)碼管初始化 定時器中斷 循環(huán)計數(shù)值加 1 退出中斷 串口中斷 數(shù)碼管實時顯示循環(huán)計數(shù)值 Num_Count = SBUF。 實現(xiàn)方案 本設計基于 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。 因為我們用的是 STC89C52RC 沒有內(nèi)部看門狗復位所以我們設計手動復位電路，電路如 圖 所示，剛開始電容充電，在陶瓷電容的陽極充滿電，當復位按鈕按下時電容會放電并保持一段時加大到單片機復位的效果。 外部時鐘電路為單片機的工作提供一個時間基準， 51 單片機右兩種方式提供這種震蕩頻率，因為我們用的 89C52RC 沒有內(nèi)部震蕩源，所以我們選擇用外部震蕩元電路為單片機提供時鐘電路。根據(jù)公共端的不同分為共陽極和共陰極數(shù)碼管，要想對數(shù)碼管點亮，就需要對需要顯示的數(shù)據(jù)進行編碼，編完碼后在經(jīng) IO口輸出就可以顯示相應的數(shù)字。如圖 所示。 1 同步通信 同步通信 顧名思義兩邊通信要同步，何為同步呢？同步就是二者一句同一時鐘進行工作的方式叫做同步通信。 異步通信是有字節(jié)為單位傳輸?shù)?，允許字節(jié)之間有間隔，但在同一字節(jié)內(nèi)部各位之間的距離均為“位間隔”的整數(shù)倍。 特點：并行通信控制簡單、相對傳輸速度快，但由于傳輸線太多，遠距離傳送成本高。 圖 串行通信 串行通信的工作模式 串行通訊的工作模式分為 ：單工、半雙工、全雙工。 地 線發(fā) 送 端接 收 端發(fā) 送 端接 收 端地 線發(fā) 送 端接 收 端發(fā) 送 端接 收 端 圖 半雙工形式 （ 3） 全雙工形式： RS232 全雙工通訊是接收方和發(fā)送方你同時通信互不影響，我發(fā)的同時也可以接收信息，接收的時候還可以發(fā)送信息 。 51 內(nèi)部串口結構如下圖 由上面框圖可以看出，串行通信需要一個以為時鐘信號來解析發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，根據(jù)串口接收中斷，并將接收到的數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)總線保存至接收 SBUF 中， 當發(fā)送數(shù)據(jù)是過程相反， cpu 將數(shù)據(jù)寫進 SBUF，精油系統(tǒng)總線將數(shù)據(jù)分解為以為一位在發(fā)送出去。 (3).REN：允許接收位。 (5).RB8：接收數(shù)據(jù)位 8。 (7).RI：接收中斷標志位。 中斷允許寄存器 IE 此位是串口中斷允許為，吧該位寫 1 既允許串口接收或發(fā)送中斷，區(qū)別不同的中斷根據(jù) RI（接收中斷）和 TI（發(fā)送中斷）； 表 3 IE 中斷允許控制寄存器結構 位符號 EA ES ET1 EX1 ET0 EX0 位地址 AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H 初始化程序如下 define FOSC 11059200 //外部晶振大小 void usart_init(uint baud) { SCON = 0x50。 TR1 = 1。 } 第 六 章 系統(tǒng) 整體 調(diào)試 當上位機和下位機都編寫好后就可以對軟件和硬件進行調(diào)試，這是一項研究中很重要的一個環(huán)節(jié)， 通過對軟硬件結合進行調(diào)試，就可以相互發(fā)現(xiàn)問題并及時發(fā)現(xiàn)和糾正 ，一班的方法是用排除法，遇到問題先排除明顯的硬件和軟件故障。因此我通過改動軟件就解決了此問題。 到此刻 為止一切軟硬件都已調(diào)通，看著數(shù)碼管上的數(shù)字穩(wěn)定的顯示，并且將數(shù)據(jù)發(fā)給電腦端，欣喜若狂，發(fā)現(xiàn)好友成就感，通過本次畢業(yè)設計提高了我自己動手解決問題的能力，同時也是我認識到自身的不足，我會在日后的工作學習中更加勤奮好學，學習先進的科學技術報效祖國，成為祖國的棟梁之才。同時設計單片機最小控制系統(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計。 Xiangxin Kong. The Designing of Serial Communication Based on and Its Applications, and Embedded Systems：382～ 384 附錄 附錄 1 原理圖 附錄 2 單片機程序 include uchar Num_Count = 0。 led_init()。 TL0=(6553650000)%256。 printf(num = %3d ,(short int)(Num_Count))。 TL0=(6553650000)%256。 } include include define FOSC 11059200 //外部晶振大小 void usart_init(uin