【正文】 3 D2 D1 D0 位符號 SMOD GF1 GF0 PD IDL 在 CHMOS 型單片機(jī)中，除 SMOD 位外，其他位均為虛設(shè)的， SMOD 是串行口波特率倍增位，當(dāng) SMOD=1 時(shí)，串行口波特率加倍。 在方式 2 和方式 3 中， TB8 是要發(fā)送的 —— 即第 9 位數(shù)據(jù)位。 圖 全雙工形式 本次設(shè)計(jì)采用的全雙工方式，高效快捷，傳輸速度高。由于一次只發(fā)一個(gè)位，所以傳輸效率比較低，只能通過提高貝特率提高其速度。 特點(diǎn)： 發(fā)送者和接受者因?yàn)樵谕粋€(gè)時(shí)鐘下工作，因此通信不容易出錯(cuò)，并且高效穩(wěn)定 。 圖 數(shù)碼管顯示電路 74HC573 是數(shù)據(jù)鎖存器，當(dāng)使能端 LE 為高電平時(shí)輸出端口的數(shù)據(jù)才能根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)變化而變化，想要鎖存住數(shù)據(jù)，就要把 LE 制高，其真值表如下圖 圖 74HC573 真值表 串行通信 串行通訊只需要一根線即可完成兩個(gè)設(shè)備之間的互相通訊，但必須要求兩邊設(shè)置一樣的 波特率，在傳輸?shù)倪^程中呢，每一次只發(fā)送其中的一位 。 圖 復(fù)位電路 串口電路 串口電路是本設(shè)計(jì)的的關(guān)鍵技術(shù)，主要用到了串口轉(zhuǎn) USB 通信，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與電腦之間的通信。 串 型 通信方式是 是電子信息領(lǐng)用和工業(yè)控制里面常用的交流信息的方式 ， 因?yàn)槠涮攸c(diǎn)的限制適用于對傳送數(shù)據(jù)速度不高的場合 ， 但 是 串口通信成本低廉通信方式簡單 。 圖 程序運(yùn)行界面 操作步驟： 點(diǎn)擊坐上角連續(xù)運(yùn)行按鈕。 （ 21）按要求連接各個(gè)控件。 （ 15） 編輯對話框錯(cuò)誤輸出：編輯 對話框與用戶程序 建議錯(cuò)誤處理器并將其和 VISA 資源配置設(shè)置的錯(cuò)誤輸出連接 。 （ 8） 在前面板添加一個(gè)字符串組合框：新式 字符串 組合切換到框圖面板修改標(biāo)簽為端口號 。 圖 上位機(jī)控制 程序 前面板 3．框圖程序設(shè)計(jì) 添加函數(shù)并 連線 在前面板點(diǎn)擊窗口，選擇顯示到程序框圖，或者用快捷鍵 ctrl+E。 （ 2）添加一個(gè)字符串顯示控件： 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“ 接收緩沖區(qū) ”， 將鼠標(biāo)移動到該控件上并點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵 ，選擇“ 正常顯示 ”。 上位機(jī)框圖 上位機(jī)前面板框圖： 上位機(jī)創(chuàng)建虛擬儀器過程 接收區(qū) 打 開 串 口 顯示系統(tǒng)選擇 方案一 ： 利用 1602 液晶顯示屏， 1602 可以顯示英文和數(shù) 字，并有成熟的文檔資料，程序編寫起來稍微復(fù)雜點(diǎn)，價(jià)格也較貴。技術(shù)成熟，資料多，上手容易，性價(jià)比是它的優(yōu)勢。 兩個(gè)多功能計(jì)數(shù)器模塊，可設(shè)為定時(shí)器模式或計(jì)數(shù)器 模式： 五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)； 一個(gè)全雙工 UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行 I/O 口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信； 單片機(jī)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(shí)現(xiàn)了與單片機(jī)編程的完美工具。 內(nèi)部有 111 條指令，大部分為單字節(jié)指令 12 系列 是增強(qiáng)型功能的 1T 單片機(jī)， 具 有 A|D 轉(zhuǎn)換功能 。 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。 LabVIEW也可以實(shí)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(jìn)行一步一步分析自己程序的可靠性 。 2 教育 教學(xué) 方面 由于虛擬儀器的快速發(fā)展，目前已擴(kuò)展至各個(gè)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。 第一個(gè)歷程 是 利用 用計(jì)算機(jī)的 先進(jìn)功能 功能 來提高 傳統(tǒng) 測量 儀器 的性能 。 高性能 因?yàn)樘摂M儀器是在現(xiàn)代通用計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)之上產(chǎn)生的，所以它完美的繼承了計(jì)算機(jī)技術(shù)的高性能，高處理的優(yōu)點(diǎn)，比如運(yùn)算速度，文件管理，圖像處理，數(shù)據(jù)分析等很多優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)儀器望塵莫及的。 常見的虛擬儀方案如圖 所示。 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。最終達(dá)到程序穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)穩(wěn)定的顯示，可以通過 PC 機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。 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。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題 目 : 南京大學(xué)金陵學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 作 者 : （三號楷體） 學(xué) 號： （三號楷體） 系 部 : 信息科學(xué)與工程 學(xué)院 專 業(yè) : （三號楷體） 題 目 : （三號楷體） （內(nèi)容過長可分兩行） 指導(dǎo)老 師 （姓名） （ 職稱 ） 提交日 期 （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) 。 它的人機(jī)交互界面實(shí)時(shí)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) 。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 。就在此刻虛擬儀器應(yīng)運(yùn)而生。 圖 虛擬儀器方案 被 測對象 信號調(diào)理 虛擬儀器面板 數(shù)據(jù)采集卡 數(shù)據(jù)處理 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 。 方便擴(kuò)展 有了虛擬儀器，各種軟硬件工程師們就可以從畫 PCB，電路設(shè)計(jì)和軟件代碼的編寫中解放出來， 因?yàn)樘摂M儀器的靈活性，用戶可以根據(jù)項(xiàng)目升級或功能變動二更新計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或替換高效率的硬件模塊，這就極大地降低了成產(chǎn)成本和維護(hù)成本，大大的縮短了開發(fā)周期，加速產(chǎn)品的上市時(shí)間 。 因?yàn)橛?jì)算機(jī)的快速發(fā)展和一系列標(biāo)準(zhǔn)的通信接口 ， 使得電腦可以很隨意的與各種高精度的一起之間進(jìn)行通信 ， 我們只需要把需要的測量儀器通過一定轉(zhuǎn)接技術(shù)與電腦連接上，工程師們就可以通過熟悉的電腦界面進(jìn)行對測量儀器進(jìn)行不間斷地監(jiān)控 。 3 嵌入式系統(tǒng) 因?yàn)樘摂M儀器中有很多通信接口就來自與嵌入式系統(tǒng)，我們可以通過虛擬儀 器編寫上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制下位機(jī)的的狀態(tài)。 另外 Labview 還有實(shí)時(shí)監(jiān)控程序運(yùn)行的功能，可以設(shè)置斷點(diǎn)和檢測探頭來實(shí)時(shí)監(jiān)控程序。 4 調(diào)試方便： 當(dāng) Labview 編好程序后，我們怎樣驗(yàn)證自己程序的可行性呢，如果直接放到項(xiàng)目工程中進(jìn)行測試肯定不現(xiàn)實(shí)，那么我們就可以一部一部讓程序執(zhí)行，通過觀察每一塊程序的結(jié)果來驗(yàn)證 程序執(zhí)行有沒有問題 。因?yàn)槠涔δ軓?qiáng)大，價(jià)格低廉所以 是 市場上的 主流產(chǎn)品。 21 個(gè)專用寄存器 提高研發(fā)人員的編程效率，該版本增加了很多常用的功能，切實(shí)的照顧到了編程人員的編程習(xí)慣。 LABVIEW上位機(jī) STC89C51RC 數(shù)碼管顯示 CH340 USB 轉(zhuǎn)串口 方案三： STC89 系列單片機(jī)便宜功耗低，操作簡單，速度不太好，但是資料成熟， 上手容易。 方案二： 利用諾基亞 5110LCD 液晶顯示屏模塊顯示。 發(fā)送數(shù)據(jù) 清空接收區(qū) 清空發(fā)送區(qū) 發(fā)送區(qū) 建立 VI 創(chuàng)建前面板 創(chuàng)建框圖程序 運(yùn)行和調(diào)試程序 程序流程圖： 開始 打開串口 串口初始化 發(fā)送數(shù)據(jù) 清空緩存區(qū) 發(fā)送串口數(shù)據(jù) 發(fā)送數(shù)據(jù) 發(fā)送循環(huán)初值 清空發(fā)送緩存區(qū) 上位機(jī) LabVIEW 串口通訊的實(shí)現(xiàn) 本上位機(jī)主要用到串口通信模塊， VISA 是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)所在，也是一個(gè)重要樞紐。 （ 3） 添加一個(gè)串口資源檢測控件：控件 新式 I/OVISA 資源名稱； （ 4）添加一個(gè)確定按鈕控件：控件 express按鈕與開關(guān) ok 按鈕 ，將標(biāo)題改為“ 打開串口 ”。 （ 1）添加一個(gè) 枚舉常量 ：編程 數(shù)值 枚舉常量 。 （ 9）在端口號后面添加一個(gè)條件結(jié)構(gòu)，點(diǎn)擊條件結(jié)構(gòu)在下拉菜單，選擇在后面 添加分支，總共有 3 個(gè)分支 0、 4,。 （ 15） 添加一個(gè)條件結(jié)構(gòu)，真和假兩個(gè)分支，？連接到錯(cuò)誤代碼端子。 連接好的程序框圖如圖 所示。 根據(jù)電腦設(shè)備管理的 口選擇 口。 用 LabView 編輯出的人性化的上位機(jī)界面，是縮短了了研發(fā)的時(shí)間，并使得不同設(shè)備的相互通信變得非常簡單。 本電路的串口通信使用 USB 轉(zhuǎn)串口芯片 CH340 是一個(gè) USB 總線的轉(zhuǎn)接芯片，該芯片支持 5V 電壓或 電壓，其電路圖如下圖 圖 串口電路 震蕩 電路 單片機(jī) 要想正常工作就必須 有一個(gè)時(shí)鐘電路，就像生命需要心臟跳動一樣， 80C51 內(nèi)部有高增益反響放大器，輸入輸出分別為 XTAL1,輸出引腳為 XTAL2， 從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器 。串口通 訊 發(fā)送和接收到的每一個(gè)字符實(shí)際上都是一次一位的傳送的，每一位為 1 或者為 0。 圖 串行通信 2 異步通信 異步串行通信時(shí)發(fā)送方和接收方使 用不同的時(shí)鐘，為了使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)正確有效就必須是兩端的時(shí)鐘盡可能一致 。如下圖所示 特點(diǎn)傳輸線少，節(jié)約成本，傳輸距離相對較遠(yuǎn)，但是比并行通信要復(fù)雜點(diǎn)。 單片機(jī)內(nèi)部串口配置 51 單片機(jī) 內(nèi)部有一個(gè)全雙工的串行通信接口，有一個(gè)接收和發(fā)送緩存區(qū)— SBUF，可以讀也可以寫，接口有兩個(gè)分別為 和 ,。在多機(jī)通信中同樣亦要傳輸這一位，并且它代表傳輸?shù)牡刂愤€是數(shù)據(jù)， TB8=0 為數(shù)據(jù)， TB8=1時(shí)為地址。系統(tǒng)復(fù)位默認(rèn) 為 SMOD=0。 //允許串口中斷 TI = 1。 下位機(jī)調(diào)試通之后就開始調(diào)試上位機(jī)方面的程序，上位機(jī)的調(diào)試主要是調(diào)試器通信能力，一開始運(yùn)行程序發(fā)現(xiàn)老是出現(xiàn)串口資源出錯(cuò)，后來發(fā)現(xiàn)是因?yàn)槲抑跋螺d軟件 STCISP 燒錄軟件為關(guān)閉串口而造成的，當(dāng)吧該軟件關(guān)閉之后，通信指示燈就變綠了，短時(shí)欣喜若狂，但是此刻新的問題又出現(xiàn)了，就是發(fā)回來的數(shù)據(jù)都是亂碼，經(jīng)過多方的查閱，最后發(fā)現(xiàn)問題是單片機(jī)用的是 12M 晶振，使得波特率的誤差非常大，將其換位 問題就影刃而解了。 致謝 經(jīng)過這大半年的 的不寫努力，畢設(shè)已經(jīng)告一段落，感謝各位老師 的諄諄教導(dǎo)，和不厭其煩的講解，同時(shí)也感謝我的隊(duì)友在不停的幫助和鼓勵(lì)我，器件也遇到各種困難，始終有你們的陪伴，謝謝你們！ 最后特別鳴謝在座的各位教授能夠在百忙之中抽時(shí)間來參加我的畢業(yè)答辯，萬 分榮幸！ 參考文獻(xiàn) [1] 周求湛，錢志鴻 .虛擬儀器與 LabVIEW7 程序設(shè)計(jì) .第 l 版 .北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx [2] 馬海東 .數(shù)字建構(gòu) —— 數(shù)字技術(shù)在建筑中的應(yīng)用 .建筑設(shè)計(jì)研究， 20xx，21(4):43～ 45 [3] 許百立 .水利水電勘測設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的回顧和展望 .水力發(fā)電， [4] 楊寶明 .數(shù)字建造技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與展望 .建筑施工， 20xx， 28(10):80～ 84 [5] 孫丹，田瑞等