【正文】 ....................................... 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) .............................................................................................................................. 43 附錄 ...................................................................................................................................... 45 附錄 1 原理圖 ........................................................................................................ 45 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(shí)間和精力，并且不容易讀懂。 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。 第二章 軟硬件介紹 虛擬儀器 與 LabVIEW 虛擬儀器概述 測(cè)量儀器 從 發(fā)展 到現(xiàn)在 ， 總體上經(jīng)過四個(gè)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(cè)量 儀器。 而目前的虛擬儀器就是第二種方式。 虛擬儀器方案的 特點(diǎn)和 優(yōu)勢(shì) 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(tái) 這三個(gè)重要的組成部分 部分，才能充分發(fā)揮 它的高 性能 ，方便擴(kuò)展 、開發(fā) 周期短以及集成度高這些優(yōu)勢(shì) 。 每一種儀虛擬儀器 傳統(tǒng)儀器 用戶自己 設(shè)計(jì)功能 廠家定義各種功能 與 外設(shè) 連接簡單 只能與特定儀器連接 研發(fā)周期 較短 儀器研發(fā)需要時(shí)間較長 一起研發(fā)成本低 儀器研 成本高 升級(jí)軟硬件功能簡單 改變功能復(fù)雜 重復(fù)利用簡單 重復(fù)利用困難 無限擴(kuò)展存儲(chǔ)空間 有限的存儲(chǔ)空間 研發(fā)主要是軟件設(shè)計(jì) 研發(fā)主要是硬件設(shè)計(jì) 器 都具有 特 定 的功能，有時(shí)候研發(fā)一個(gè)項(xiàng)目需要購置大批的測(cè)量儀器，并且每一種儀器都需要人工親自完成 ，隨著計(jì)算機(jī)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(gè) 歷程 。 虛擬儀器的應(yīng)用 1 監(jiān)控方面 通過虛擬儀器，我們可以遠(yuǎn)離一些危險(xiǎn)的場(chǎng)所，只需要放置一些高靈敏的傳感器，并將傳感器采集到的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程發(fā)回給上位機(jī)。 LabVIEW 和 Visual C++等一樣也是一種常用的編程工具 ， 它內(nèi)部有很多成熟穩(wěn)定的庫函數(shù)，用戶只需要調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)即可實(shí)現(xiàn)自己想要的共能 ， 浙西二庫函數(shù)有數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)處理，穿行通信，聯(lián)網(wǎng)通信，保存數(shù)據(jù)等功能 。 2 編寫方式： Labview 采用的圖形化編程方式比其他語言都簡單，并且閱讀起來也很方便的。 在 89 系列上直接發(fā)展起來的是 90 系列， 10 和11 系列 單片機(jī)是比較廉價(jià)的 1T 單片機(jī)， 內(nèi)部設(shè)有硬件 PWM 和 EEPROM 功能 ， 但都沒有數(shù)模轉(zhuǎn)換功能 。 P0、 P P P3 共 4 組 32 個(gè) IO 輸入輸出口； 一個(gè) +5V 電源供電 CPU 由運(yùn)算 器 和控制 器 ，同時(shí)還包括中斷系統(tǒng)和部分外部特殊功能寄存器； RAM（讀寫存儲(chǔ)器）存放程序運(yùn)行過程中產(chǎn)生的中間過程變量和一些臨時(shí)變量 ； ROM（制度存儲(chǔ)器）用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù) ； I/O 口： 輸入輸出口，可讀可寫。 方案二： AVR 價(jià)格稍貴 ,性價(jià)比高，自制下載線方便 ,存儲(chǔ)空間較大 ,C 編譯器有多種。由于其編程方便，開發(fā)周期短，語言容易學(xué)習(xí)。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。 （ 1）添加一個(gè)字符串輸入控件： 點(diǎn)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(jìn)制）”， 將鼠標(biāo)移動(dòng)到該控件上并點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵 ，選擇“十六進(jìn)制顯示”。 上位機(jī) 面板如圖 所示。 （ 7） 寫入 串口函數(shù)：編程 儀器 I/O串口（ Serial） VISA 寫入 。 并點(diǎn)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。在第二層內(nèi)添加一個(gè)定時(shí)器控件，并創(chuàng)建一個(gè) 20 的常量。 程序運(yùn)行界面如圖 所示。 退出中斷 設(shè)計(jì)目的和實(shí)現(xiàn)方案 設(shè)計(jì)目的 本課題主要設(shè)計(jì)單片機(jī)串口通信，以 LABVIEW 作為上位機(jī)，以串行通信為媒介實(shí)現(xiàn)嵌入式和電腦上之間進(jìn)行通信 。 復(fù)位電路路比較簡單，是電阻和電容組合二實(shí)現(xiàn)的。 數(shù)碼管顯示分為動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示，靜態(tài)顯示比較簡單，直接發(fā)送斷碼進(jìn)行顯示，二動(dòng)態(tài)顯示其實(shí) 是掃描顯示，可以顯示不同的數(shù)據(jù)。通信時(shí)，需要對(duì)發(fā)送方和接收方的適中進(jìn)行嚴(yán)格的控制，這樣才能是兩邊的通信達(dá)到真正意義的同步。 圖 串行通信 發(fā) 送 端 接 收 端地 線5 串行 通信 串行通信時(shí)將數(shù)據(jù)拆分為一個(gè)位一個(gè)位進(jìn)行 傳輸，就要一根電線就中了，另在加少許控制線路。如圖 所示。 接收使能為： 1 語序接收； 0 禁止接收；默認(rèn)為為 0，所以需要軟件置 1. (4).TB8：發(fā)送接收數(shù)據(jù)位 8。 此位為接收標(biāo)志位，當(dāng)單片機(jī)接收到數(shù)據(jù)以后此數(shù)據(jù)位為置 1，用戶可根據(jù)此位進(jìn)行查詢方式檢測(cè)是否接受到數(shù)據(jù)。 //啟動(dòng)定時(shí)器 1 EA = 1。 當(dāng)最小系統(tǒng)能正常工作之后，我們繼續(xù)測(cè)試數(shù)碼管顯示電路，我們利用開發(fā)板上的 8 個(gè)數(shù)碼管中的兩個(gè)來進(jìn)行實(shí)時(shí) 顯示動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)循環(huán)計(jì)數(shù)。最后使用 KEIL5 軟件編程和 STCISP 程序燒錄軟件。 while(1) { Display_int(5,Num_Count)。 if(Num_Count100) Num_Count = 0。 TR0=1。 ++Num_Count。 usart_init(9600)。 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(shí)器 0 一秒定時(shí)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)。 首先缺點(diǎn)單片機(jī)內(nèi)部是否正常工作，我們編寫的 Led 閃爍指示可表明單片機(jī)已正常工作 ，但在調(diào)試的過程中發(fā)現(xiàn) Led 并未閃爍，后來發(fā)現(xiàn)原因?yàn)槲业拈_發(fā)板上的 P0 口未加上拉電阻，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的 P0 口本身設(shè)計(jì)的時(shí)候沒有驅(qū)動(dòng)能力需要接上拉才有驅(qū)動(dòng)能力。 // TL1 = TH1 = 256 (FOSC/12/32/baud)。 發(fā)送完成標(biāo)志，當(dāng)一個(gè)字節(jié)發(fā)送完成后此標(biāo)志位會(huì)自動(dòng)置 可根據(jù)此標(biāo)志位檢測(cè)發(fā)送是否完成，提高通信的準(zhǔn)確性。 工作于方式 0 時(shí)， SM2 必須為 0。如圖 所示。 圖 串行通信 3 并行 通信 用多條數(shù)據(jù)線同時(shí)傳送的通信方式成為并行通信，如下圖所示， 8 位數(shù)據(jù)的通信系統(tǒng)，一次就需要 8 跟數(shù)據(jù)線，還有其他的控制線，所以這種方式僅適合與短距離的數(shù)據(jù)傳輸。下面就根據(jù)這四種不同的分類注意說明。點(diǎn)亮二極管可分為共陽極或共陰極電路，我們的電路采用共陰極電路如下圖所示： 圖 LED 輸出電路 數(shù)碼管顯示原理其實(shí)就是點(diǎn)亮二極管來發(fā)光的，每