【文章內(nèi)容簡介】 簡單，速度不太好，但是資料成熟，上手容易。經(jīng)三方比較，STC89C52RC實惠，資料成熟且其前，并且滿足本設(shè)計需要，容易學(xué)習(xí)，所以選擇該單片機(jī)小系統(tǒng)。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。方案二： 用C語言需要學(xué)習(xí)java語言，java程序?qū)W習(xí)比較困難。方案三： 用Labview編寫上位機(jī)，可視化的編程環(huán)境，圖形化的編程語言，方便快捷并且容易簡單。 通過對比這些，我們選擇用Labview來編寫本次上位機(jī)。由于其編程方便，開發(fā)周期短，語言容易學(xué)習(xí)。 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)，價格也較貴。方案二： 利用諾基亞5110LCD液晶顯示屏模塊顯示?？梢燥@示英文漢字，相對比較便宜。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。 因為我們此次設(shè)計只需要顯示循環(huán)變動的數(shù)字，所以我們選擇數(shù)碼管顯示電路。第四章 LabVIEW上位機(jī)設(shè)計 上位機(jī)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(yùn)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(jī)進(jìn)行串口通信，并將下位機(jī)發(fā)回的數(shù)據(jù)實時顯示到PC機(jī)上，同時還可以控制循環(huán)的初始值。上位機(jī)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。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。：接收區(qū)打開串口 發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送區(qū)清空接收區(qū)清空發(fā)送區(qū)運(yùn)行和調(diào)試程序創(chuàng)建框圖程序創(chuàng)建前面板建立VI：開始打開串口串口初始化清空緩存區(qū)發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送串口數(shù)據(jù)清空發(fā)送緩存區(qū)發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送循環(huán)初值 上位機(jī)LabVIEW串口通訊的實現(xiàn) 本上位機(jī)主要用到串口通信模塊，VISA是本設(shè)計的重點(diǎn)所在，也是一個重要樞紐。 程序外層用一個循環(huán)結(jié)構(gòu)加枚舉變量，同時在循環(huán)結(jié)構(gòu)上添加以個移位寄存器，使得程序先初始化，再進(jìn)入到接收和發(fā)送函數(shù)。 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。 上位機(jī)主程序框圖主程序有一個循環(huán)結(jié)構(gòu)，和若干個條件結(jié)構(gòu)和一個事件觸發(fā)結(jié)構(gòu)構(gòu)成。 程序設(shè)計的步驟如下：1．建立新VI程序 打開Labview應(yīng)用程序，點(diǎn)擊新建按鈕，然后選擇VI從而創(chuàng)建一個新的VI程序。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(biāo)右鍵，有一個工具選擇塊，我們可一點(diǎn)擊左上角將其鎖定到前面板。（1）添加一個字符串輸入控件：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)移動到該控件上并點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“十六進(jìn)制顯示”。（2）添加一個字符串顯示控件：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”。（3）添加一個串口資源檢測控件：控件新式I/OVISA資源名稱； （4）添加一個確定按鈕控件：控件express按鈕與開關(guān)ok按鈕，將標(biāo)題改為“打開串口”。（5）添加一個停止按鈕控件：控件express按鈕與開關(guān)ok按鈕，將標(biāo)題改為“停止運(yùn)行”。（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)”。（7）添加一個停止按鈕控件：控件express按鈕與開關(guān)ok按鈕，將標(biāo)題改為“清空發(fā)送區(qū)”。（8）添加一個停止按鈕控件：控件express按鈕與開關(guān)ok按鈕，將標(biāo)題改為“發(fā)送字符”。（9）點(diǎn)擊接收區(qū)，右擊鼠標(biāo)選擇自動換行。3．框圖程序設(shè)計添加函數(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。（1）添加一個枚舉常量：編程數(shù)值枚舉常量。（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）。（3）添加一個While循環(huán)結(jié)構(gòu)：編程結(jié)構(gòu)While循環(huán)。（4）在while循環(huán)結(jié)構(gòu)上右擊創(chuàng)建移位寄存器。（5）關(guān)閉串口函數(shù)：編程儀器I/O串口（Serial）VISA關(guān)閉。（6）讀取串口函數(shù)：編程儀器I/O串口（Serial）VISA讀取。（7）寫入串口函數(shù)：編程儀器I/O串口（Serial）VISA寫入。（8）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)簽為端口號。（9）在端口號后面添加一個條件結(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個分支0、4,。（10）在條件結(jié)構(gòu)分支0中加入VISA資源名稱修改名字為ASRL1：：INSTR。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。：（12）在波特率號后面添加一個條件結(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個分支0、2,。（13）分別在0 1 2 分支中計入數(shù)字常量，2400 9600 和115200。（14）右鍵選擇循環(huán)結(jié)構(gòu)的條件端子，設(shè)置為“真時停止”，圖標(biāo)變?yōu)?。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。（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。（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。（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）。（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。（18）添加一個條件結(jié)構(gòu)，并在里面添加兩個條件結(jié)構(gòu)，里面的分別為發(fā)送數(shù)據(jù)的條件結(jié)構(gòu)和接收數(shù)據(jù)的條件結(jié)構(gòu)。（19）在最外層的條件結(jié)構(gòu)也添加兩個條件結(jié)構(gòu)，一個為清空發(fā)送區(qū)另一個為清空接收區(qū)。（20）將打開串口按鈕連接到第二層條件結(jié)構(gòu)的？好上。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。（21）按要求連接各個控件。 。 PC與單片機(jī)串口通信程序框圖（22）在while循環(huán)外部再建一個事件結(jié)構(gòu)：編程結(jié)構(gòu)事件結(jié)構(gòu)。（23）將第一個分支改變?yōu)椤巴Ｖ埂敝蹈淖?。?4）在外面添加一個停止程序控件：編程應(yīng)用程序控件停止，（25）在內(nèi)部將停止按鈕拖拽進(jìn)來，并將各個按鈕的狀態(tài)恢復(fù)到默認(rèn)值，并將串口關(guān)閉。 停止程序事件框圖4．調(diào)試運(yùn)行程序當(dāng)編輯好程序框圖后及時點(diǎn)擊保存按鈕。在使用串口線與單片機(jī)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(yùn)行”按鈕，運(yùn)行程序。 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。 根據(jù)電腦設(shè)備管理的口選擇口。設(shè)置波特率為9600。點(diǎn)擊打開按鈕，指示燈亮表示正常。停止運(yùn)行為退出vi程序。在發(fā)送循環(huán)數(shù)據(jù)框內(nèi)輸入16進(jìn)制數(shù)，單片機(jī)收到后會以此數(shù)值為初值進(jìn)行循環(huán)計數(shù)，并將結(jié)果義字符串的形式返回給上位機(jī)。第五章 單片機(jī)下位機(jī)設(shè)計 下位機(jī)流程圖程序流程圖：開始定時器0、串口、數(shù)碼管初始化定時器中斷 Y循環(huán)計數(shù)值加1 N 退出中斷 串口中斷 Y Num_Count = SBUF。 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(jī)串口通信，以LABVIEW作為上位機(jī)，以串行通信為媒介實現(xiàn)嵌入式和電腦上之間進(jìn)行通信。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，因為其特點(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。用LabView編輯出的人性化的上位機(jī)界面，是縮短了了研發(fā)的時間，并使得不同設(shè)備的相互通信變得非常簡單。 實現(xiàn)方案本設(shè)計基于LabVIEW虛擬儀器編寫串口上位機(jī)控制系統(tǒng)，同時編寫以單片機(jī)為核心的數(shù)碼管動態(tài)顯示系統(tǒng)，上位機(jī)可以控制單片機(jī)循環(huán)顯示的初始數(shù)值，下位機(jī)將顯示的數(shù)值實時發(fā)回上位機(jī)進(jìn)行顯示。 下位機(jī)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。 主控制系統(tǒng) 主控電路負(fù)責(zé)循環(huán)數(shù)的計時顯示，和跟上位機(jī)的通信，因為P0口沒有驅(qū)動電路所以需要加上拉電阻。 單片機(jī)在發(fā)生異常時可以通過復(fù)位按鈕來恢復(fù)系統(tǒng)正常工作，51單片機(jī)的復(fù)位信號為高電平，因此可以通過外部電路實現(xiàn)自動復(fù)位、手動復(fù)位或看門狗復(fù)位。因為我們用的是STC89C52RC沒有內(nèi)部看門狗復(fù)位所以我們設(shè)計手動復(fù)位電路，剛開始電容充電，在陶瓷電容的陽極充滿電，當(dāng)復(fù)位按鈕按下時電容會放電并保持一段時加大到單片機(jī)復(fù)位的效果。復(fù)位電路路比較簡單，是電阻和電容組合二實現(xiàn)的。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(jī)與電腦之間的通信。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， 串口電路 單片機(jī)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。外部時鐘電路為單片機(jī)的工作提供一個時間基準(zhǔn)，51單片機(jī)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