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基于labview的pc與單片機的串口通信的循環(huán)計數(shù)設(shè)計方法畢業(yè)設(shè)計(論文)(專業(yè)版)

2024-09-04 16:21上一頁面

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【正文】 printf(num = %3d ,(short int)(Num_Count))。同時設(shè)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(shè)計。 TR1 = 1。 (3).REN:允許接收位。 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。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(yīng)的數(shù)字。 第 五 章 單片機下位機設(shè)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。 ( 20)將打開串口按鈕連接到第二層條件結(jié)構(gòu)的?好上。 ( 6) 讀取 串口函數(shù):編程 儀器 I/O串口( Serial) VISA 讀 取 。 2.程序前面板設(shè)計 在 新建的 前面板設(shè)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 。 通過對比這些 ,我們選擇用 Labview 來編寫本次上位機。邏輯操作位尋址功能 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。 LabVIEW 技術(shù)移植伴隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而跟著提高 , 同時他還能通過網(wǎng)絡(luò)與旁路設(shè)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。 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(shè)備 占據(jù)著各大市場領(lǐng)域 。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(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 。 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(yīng)用于計算機總線和 PLC 內(nèi)部總線之間的通信 。 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。 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。 NI 公司提供的行業(yè)標準圖形化編程軟件 —— 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) 。 隨著科技進步和信息化的發(fā)展 , 各種測量儀器出現(xiàn)了質(zhì)的飛躍 : 數(shù)據(jù)采集卡和一系列標準總線結(jié)構(gòu)的確立 。 LabVIEW 的編程語言和傳統(tǒng)的語言不同,它采用了圖形語言 ———— G 語言 ,這種語言直觀通俗易懂,編起程序來高效快速 。 下圖分別為 51 單片機的應(yīng)引腳圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。 同時,利用LabVIEW20xx 軟件, 編寫一個串口上位機通信界面 。 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。 ( 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 ,將標題改為“ 清空接收區(qū) ”。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簽為波特率 。 ( 23)將第一個分支改變?yōu)椤巴V埂敝蹈淖儭? 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、數(shù)碼管驅(qū)動電路、CH340 USB 轉(zhuǎn)串口電路。 圖 串行通信 串行通信的特點是: 通信只需一根數(shù)據(jù)線節(jié)約資源,控制簡單,先對來說傳輸速度可以滿足大多場合下的通信速度。 ( 1) 單工形式:早期的電流環(huán) 單工是通信時,數(shù)據(jù)是單向的,僅限于接收或發(fā)送二者不能同時存在 ,如圖 所示。 設(shè)置數(shù)據(jù)位為 8 位。 在調(diào)試之前,我們需要將開發(fā)板準備好,并根據(jù)本設(shè)計的電路進行電路的連接,仔細檢查個元件之間是否連接妥當,一定要注意電源方面的連接,因為一旦連錯就會造成燒芯片這種嚴重后果。 void main()// 主函數(shù) { unsigned char key = 0。 // EA=1。 TH0=(6553650000)/256。 下位機調(diào)試通之后就開始調(diào)試上位機方面的程序,上位機的調(diào)試主要是調(diào)試器通信能力,一開始運行程序發(fā)現(xiàn)老是出現(xiàn)串口資源出錯,后來發(fā)現(xiàn)是因為我之前下載軟件 STCISP 燒錄軟件為關(guān)閉串口而造成的,當吧該軟件關(guān)閉之后,通信指示燈就變綠了,短時欣喜若狂,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。系統(tǒng)復(fù)位默認 為 SMOD=0。 單片機內(nèi)部串口配置 51 單片機 內(nèi)部有一個全雙工的串行通信接口,有一個接收和發(fā)送緩存區(qū)— SBUF,可以讀也可以寫,接口有兩個分別為 和 ,。 圖 串行通信 2 異步通信 異步串行通信時發(fā)送方和接收方使 用不同的時鐘,為了使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)正確有效就必須是兩端的時鐘盡可能一致 。 本電路的串口通信使用 USB 轉(zhuǎn)串口芯片 CH340 是一個 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 要想正常工作就必須 有一個時鐘電路,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)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器 。 根據(jù)電腦設(shè)備管理的 口選擇 口。 ( 15) 添加一個條件結(jié)構(gòu),真和假兩個分支,?連接到錯誤代碼端子。 ( 1)添加一個 枚舉常量 :編程 數(shù)值 枚舉常量 。 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 LabVIEW 串口通訊的實現(xiàn) 本上位機主要用到串口通信模塊, VISA 是本設(shè)計的重點所在,也是一個重要樞紐。 LABVIEW上位機 STC89C51RC 數(shù)碼管顯示 CH340 USB 轉(zhuǎn)串口 方案三: STC89 系列單片機便宜功耗低,操作簡單,速度不太好,但是資料成熟, 上手容易。 21 個專用寄存器 4 調(diào)試方便: 當 Labview 編好程序后,我們怎樣驗證自己程序的可行性呢,如果直接放到項目工程中進行測試肯定不現(xiàn)實,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)果來驗證 程序執(zhí)行有沒有問題 。 3 嵌入式系統(tǒng) 因為虛擬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 器編寫上位機監(jiān)控系統(tǒng)實時控制下位機的的狀態(tài)。 方便擴展 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)計和軟件代碼的編寫中解放出來, 因為虛擬儀器的靈活性,用戶可以根據(jù)項目升級或功能變動二更新計算機系統(tǒng)或替換高效率的硬件模塊,這就極大地降低了成產(chǎn)成本和維護成本,大大的縮短了開發(fā)周期,加速產(chǎn)品的上市時間 。就在此刻虛擬儀器應(yīng)運而生。 它的人機交互界面實時一大特色,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現(xiàn) 。 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。 然而隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展,新的測試理論、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。 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。 2 教育 教學 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)過程使得教學部門也使用該軟件編寫教學管理系統(tǒng),使得教學方法更加的靈活。 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。 內(nèi)部有 111 條指令,大部分為單字節(jié)指令 技術(shù)成熟,資料多,上手容易,性價比是它的優(yōu)勢。 上位機框圖 上位機前面板框圖: 上位機創(chuàng)建虛擬儀器過程 接收區(qū) 打 開 串 口 圖 上位機控制 程序 前面板 3.框圖程序設(shè)計 添加函數(shù)并 連線 在前面板點擊窗口,選擇顯示到程序框圖,或者用快捷鍵 ctrl+E。 ( 15) 編輯對話框錯誤輸出:編輯 對話框與用戶程序 建議錯誤處理器并將其和 VISA 資源配置設(shè)置的錯誤輸出連接 。 圖 程序運行界面 操作步驟: 點擊坐上角連續(xù)運行按鈕。 圖 復(fù)位電路 串口電路 串口電路是本設(shè)計的的關(guān)鍵技術(shù),主要用到了串口轉(zhuǎn) USB 通信,實現(xiàn)單片機與電腦之間的通信。 特點: 發(fā)送者和接受者因為在同一個時鐘下工作,因此通信不容易出錯,并且高效穩(wěn)定 。 圖 全雙工形式 本次設(shè)計采用的全雙工方式,高效快捷,傳輸速度高。 電源管理寄存器 PCON PCON 主要是為 CHMOS 型單片機的電源控制而設(shè)置的專用 寄存器,單元地址是 87H,其結(jié)構(gòu)格式如下: 表 2 PCON 電源管理寄存器結(jié)構(gòu) PCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位符號 SMOD GF1 GF0 PD IDL 在 CHMOS 型單片機中,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 SMOD=1 時,串行口波特率加倍。發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管顯示跟想要的結(jié)果完全不一樣,下載進程序后,數(shù)碼管倆個位置上的數(shù) 字來回跳動還不穩(wěn)定,后來發(fā)現(xiàn)時軟件中數(shù)碼管顯示函數(shù)的延時有點過長,減小延時后就正常顯示了。 } } void Timer0Interrupt(void) interrupt 1//定時器中斷函數(shù) {
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