【導(dǎo)讀】量有著直接影響。傳統(tǒng)的磨削加工中傳統(tǒng)的磨加工過(guò)程中，往往采用加工后測(cè)量工件尺寸。的方法，這樣的開(kāi)環(huán)控制方式往往會(huì)導(dǎo)致加工后的零件一致性差、廢品率較高?？刂苾x，控制儀發(fā)出信號(hào)控制機(jī)床的動(dòng)作。降低廢品率、工件尺寸一致性較好。現(xiàn)有的磨加工主動(dòng)測(cè)量?jī)x能基本實(shí)現(xiàn)主動(dòng)測(cè)量?jī)x的功。能，但是普遍存在精度較低、可視性較差等缺點(diǎn)。SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)在Visualstudio20xx環(huán)境下設(shè)計(jì)完成。

　　

【正文】 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)為連接硬件設(shè)備和操作人員的中介與橋梁，其設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響設(shè)備的功效和使用人員的操作。軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮以下原則： 1 .以用戶(hù)為中心的原則 在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中， 設(shè)計(jì)人員要抓好用戶(hù)的特征，發(fā)現(xiàn)用戶(hù)的需求。在系統(tǒng)整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中要不斷征求用戶(hù)的意見(jiàn)，向用戶(hù)咨詢(xún)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)決策要結(jié)合用戶(hù)的工作和應(yīng)用環(huán)境，必須理解用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)的要求。最好的方法就是讓真實(shí)的用戶(hù)參與開(kāi)發(fā)，這樣開(kāi)發(fā)人員就能正確地了解用戶(hù)的需求和目標(biāo)，系統(tǒng)就會(huì)更加成功。 2 .順序原則 即按照處理事件順序、訪(fǎng)問(wèn)查看順序 (如由整體到單項(xiàng)，由大到小，由上層到下層等 )與控制工藝流程等設(shè)計(jì)監(jiān)控管理和人機(jī)對(duì)話(huà)主界面及其二級(jí)界面。 3 .功能原則 即按照對(duì)象應(yīng)用環(huán)境及場(chǎng)合具體使用功能要求，各種子系統(tǒng)控制類(lèi)型、不同管理對(duì)象的同一 界面并行處理要求和多項(xiàng)對(duì)話(huà)交互的同時(shí)性要求等，設(shè)計(jì)分功能區(qū)分多級(jí)菜單、分層提示信息和多項(xiàng)對(duì)話(huà)欄并舉的窗口等的人機(jī)交互界面，從而使用戶(hù)易于分辨和掌握交互界面的使用規(guī)律和特點(diǎn)，提高其友好性和易操作性。 4 .一致性原則 包括色彩的一致，操作區(qū)域一致，文字的一致。即一方面界面顏色、形狀、字體與國(guó)家、國(guó)際或行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)相一致。另一方面界面顏色、形狀、字體自成一體，不同設(shè)備及其相同設(shè)計(jì)狀態(tài)的顏色應(yīng)保持一致。界面細(xì)節(jié)美工設(shè)計(jì)的一致性使運(yùn)行人員看界面時(shí)感到舒適，從而不分散他的注意力。對(duì)于新運(yùn)行人員，或緊急情況下處理問(wèn)題的 運(yùn)行人員來(lái)說(shuō)，一致性還能減少他們的操作失誤。 鄭州大學(xué)本科畢業(yè)論文 27 5 .頻率原則 即按照管理對(duì)象的對(duì)話(huà)交互頻率高低設(shè)計(jì)人機(jī)界面的層次順序和對(duì)話(huà)窗口萊單的顯示位置等，提高監(jiān)控和訪(fǎng)問(wèn)對(duì)話(huà)頻率。 6 .重要性原則 即按照管理對(duì)象在控制系統(tǒng)中的重要性和全局性水平，設(shè)計(jì)人機(jī)界面的主次菜單和對(duì)話(huà)窗口的位置和突顯性，從而有助于管理人員把握好控制系統(tǒng)的主次，實(shí)施好控制決策的順序，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)調(diào)度和管理。 即按照操作人員的身份特征和工作性質(zhì)，設(shè)計(jì)與之相適應(yīng)和友好的軟件系統(tǒng)。根據(jù)其工作需要，宜以彈出式窗口顯示提示、引導(dǎo)和幫助信息， 從而提高用戶(hù)的交互水平和效率。 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的好壞，直接關(guān)系到用戶(hù)的對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的滿(mǎn)意程度。參照以上各項(xiàng)設(shè)計(jì)原則，對(duì)本軟件系統(tǒng)進(jìn)行總體的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)思路 本課題所設(shè)計(jì)的嵌入式磨加工主動(dòng)測(cè)量?jī)x軟件系統(tǒng)是在 VS20xx 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下，用C語(yǔ)言編寫(xiě)，在嵌入式 WinCE 系統(tǒng)下應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)試和模擬。利用 VS20xx 集成環(huán)境設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面，利用 C編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)各窗體和界面之間的切換和聯(lián)動(dòng)。在涉及到界面中的數(shù)據(jù)顯示、調(diào)用、修改、更新和修改功能模塊時(shí)，選用嵌入式 SQLite 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)軟件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀 取、修改和保存，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面中的數(shù)據(jù)模塊的相應(yīng)功能。最終設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足該磨加工主動(dòng)測(cè)量?jī)x所需的軟件系統(tǒng)。 軟件系統(tǒng)中人機(jī)交互界面的框架構(gòu)建 嵌入式磨加工主動(dòng)測(cè)量?jī)x的軟件系統(tǒng)中人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)中的應(yīng)用工程的建立和開(kāi)發(fā)主要包括以下幾個(gè)步奏： 第一步：創(chuàng)建新工程，智能設(shè)備工程命名為 smartproject2 第二步：將 VS20xx 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境與嵌入式 Wince 模擬系統(tǒng)相連接 第三步：對(duì)界面進(jìn)行設(shè)計(jì)并通過(guò) C代碼的編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)各個(gè)界面之間相互切換和聯(lián)動(dòng)等功能 鄭州大學(xué)本科畢業(yè)論文 28 第四步：創(chuàng)建 SQLite 數(shù)據(jù)庫(kù)并將 其引用到該智能設(shè)備工程中并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的編寫(xiě)、讀取和更新等來(lái)實(shí)現(xiàn)各界面之中的數(shù)據(jù)功能 第五步：保存工程并在 VS20xx 下調(diào)試，調(diào)試無(wú)誤后，在 Wince 模擬環(huán)境下運(yùn)行，得到界面的模擬運(yùn)行效果。 完成以上步奏后，整個(gè)應(yīng)用工程即制作完畢。 首先，進(jìn)入 VS20xx 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，選擇其中的 C語(yǔ)言模塊進(jìn)行程序的編譯，新建項(xiàng)目，選擇為 C下的智能設(shè)備項(xiàng)目，目標(biāo)平臺(tái)為 Windows CE。這樣以后在程序編譯完成確定無(wú)誤之后并與 Wince 連接之后即可在 Wince 環(huán)境下進(jìn)行程序的模擬環(huán)境下的演示。選擇設(shè)備應(yīng)用程序，即新建了一個(gè) VS20xx 集成環(huán)境下的智能設(shè)備工程項(xiàng)目，項(xiàng)目默認(rèn)名為smartproject1。 VS20xx 具備強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)功能和豐富的界面和控件可供使用。最常用的是 button、panel、 textbox、 picturebox、 imagelist、 label、 listbox、 linkable 等控件。其中在本課題中的人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)中，主要運(yùn)用到 button、 textbox、 panel、 picturebox、imagelist 和 label 等控件。下面對(duì)以上各控件基本功能做簡(jiǎn)單介紹： Button 是 VS20xx 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 中進(jìn)行界面繪制和編制的最常用的控件，將 Button 添加到創(chuàng)建的窗體中，可以作為窗體間建立相互的切換所用的按鈕，在 button 控件下編寫(xiě)代碼，可以在程序運(yùn)行時(shí)點(diǎn)擊 button 時(shí)彈出 button 控件之下編寫(xiě)的代碼所指向的新窗體。實(shí)現(xiàn)不同窗體之間的切換功能。 Textbox 控件主要用于驗(yàn)證用戶(hù)輸入、響應(yīng)關(guān)閉事件、實(shí)現(xiàn)保存文本等功能。 Picturebox 用于顯示圖像，可以向 picturebox 中添加已有的自定義圖片。 Label 主要用于提供標(biāo)簽，該標(biāo)簽不能被用戶(hù)編輯。使用它可以為窗體中的各種空間添加標(biāo)示性的文字。 Imagelist 通常是由其他的控件（如 listview、 treeview 或 tool strip）使用的圖像集合。 Panel 也是一個(gè)重要的控件，在本次的課題軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中具有重要作用， panel相當(dāng)于一個(gè)容器，可以將其他的許多控件放在 panel 上，拖動(dòng) panel 時(shí)這些控件也和 panel捆綁在一起，因此可以通過(guò)在所設(shè)計(jì)的窗體界面中添加 panel 來(lái)添加主窗體中的副窗體。 以上的控件都具備很多屬性，如 backcolor、 forecolor、 front、 text 等等。 VS20xx下可以調(diào)整這些屬性來(lái)改變控件 中的外觀和特性等。從而設(shè)計(jì)出所需要的人計(jì)交互界面所需要的形式。 鄭州大學(xué)本科畢業(yè)論文 29 本課題中為磨加工主動(dòng)測(cè)量?jī)x鎖定合計(jì)的人機(jī)交互界面主要包括 3 個(gè)模塊：測(cè)量模塊、調(diào)整模塊、設(shè)置模塊。 首先在 VS20xx 創(chuàng)建的工程中創(chuàng)建一個(gè)窗體，窗體名為 Form1，作為該嵌入式磨加工主動(dòng)測(cè)量控制儀人機(jī)交互界面的主界面。將窗體的大小定義為（ 640 480）大小，與 Z600型磨加工主動(dòng)測(cè)量控制儀的觸摸顯示屏的分辨率保持一致。在主界面下添加一個(gè)picturebox，大小同樣為（ 640 480），在 picturebox 中添加自己創(chuàng)建的背景圖片作為主界面的 背景使用。添加 3 個(gè) Button 控件，分別將其 text 屬性設(shè)定為“測(cè)量”“設(shè)置”“調(diào)整”。作為主界面中的 3個(gè)按鈕。 在 3個(gè) button 控件下分別用 C編寫(xiě)代碼，創(chuàng)立其與新窗體之間的連接。程序運(yùn)行時(shí)，點(diǎn)擊這三個(gè)按鈕，將分別相應(yīng)的顯示出測(cè)量、設(shè)置、調(diào)整的界面。 主界面運(yùn)行效果如圖 所示： 圖 主界面 鄭州大學(xué)本科畢業(yè)論文 30 軟件系統(tǒng)中各模塊的設(shè)計(jì) 測(cè)量模塊 測(cè)量窗體表頭顯示主要時(shí)以表頭的形式來(lái)顯示測(cè)頭測(cè)量結(jié)果。可以通過(guò)表頭顯示直觀的了解工件的實(shí)時(shí)尺寸和加工狀況如圖 所示。使 用切換鍵可以以不同形式來(lái)顯示測(cè)量結(jié)果，分別為表頭顯示、數(shù)字顯示和數(shù)值顯示。 圖 測(cè)量模塊 表頭顯示 畫(huà)面切換 通過(guò) VS20xx 環(huán)境下 C的命令函數(shù)及相關(guān)控件來(lái)實(shí)現(xiàn)，在測(cè)量窗體中添加一個(gè) panel 控件，命名為 panel1， panel1 控件上可以運(yùn)用 GDI+封裝類(lèi)畫(huà)圖，繪制表頭顯示效果圖。繪圖程序部分代碼如圖 所示： 鄭州大學(xué)本科畢業(yè)論文 31 圖 測(cè)量模塊 表頭顯示部分代碼 通過(guò)添加一個(gè) button 控件，在這個(gè) button 控件下用 C語(yǔ)言進(jìn)行編程。通過(guò)出現(xiàn)點(diǎn) 擊這個(gè)按鈕的事件，控制 panel1 的 visible 屬性，點(diǎn)擊表頭顯示按鈕時(shí)， panel1 的 visible屬性為 true（ panel1 的默認(rèn)屬性為 true）；即 panel 為可見(jiàn)，從而將 panel1 控件顯示在窗體界面中。添加 panel panel3 分別對(duì)應(yīng)于數(shù)字顯示和數(shù)值顯示，當(dāng)點(diǎn)擊數(shù)字顯示時(shí)，通過(guò)代碼編程隱藏 panel、 panel3。 同理，即可實(shí)現(xiàn) panel panel panel3 的各自顯示，并隱藏另外兩個(gè)控件。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)同一窗體上不同畫(huà)面的顯示。 設(shè)置模塊 設(shè)置模塊主要進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)置 （四個(gè)測(cè)量項(xiàng)目的基本功能的選擇和設(shè)置）、工件定義、系統(tǒng)定義、斷線(xiàn)檢測(cè)、 I\O定義。 由于本課題所設(shè)計(jì)的磨加工主動(dòng)測(cè)量控制儀的軟件系統(tǒng)要應(yīng)用到實(shí)際的產(chǎn)品中，因此，其也應(yīng)該具有產(chǎn)品的安全性和保密性。在點(diǎn)擊進(jìn)入設(shè)置模塊的時(shí)候，根據(jù)需要可以設(shè)置密碼登陸的功能，從而使得設(shè)置模塊中的數(shù)據(jù)和選項(xiàng)等不會(huì)被除操作者之外的人隨意更改。設(shè)計(jì)出的密碼登陸界面運(yùn)行效果如圖 所示 鄭州大學(xué)本科畢業(yè)論文 32 圖 用戶(hù)登錄密碼設(shè)置界面 在點(diǎn)擊主窗體中的設(shè)置按鈕的時(shí)候，將彈出密碼登陸界面。密碼登陸界面包括顯示框、數(shù)字按鍵、清除鍵、 取消鍵和確認(rèn)鍵。通過(guò)點(diǎn)擊數(shù)字按鍵來(lái)輸入密碼，當(dāng)密碼正確時(shí)，即進(jìn)入設(shè)置界面，如果密碼錯(cuò)誤，將無(wú)法進(jìn)入設(shè)置界面。 登錄密碼可以事先設(shè)定并保存在 SQLite 數(shù)據(jù)庫(kù)中，在輸入密碼并點(diǎn)擊“確定”按鍵之后，系統(tǒng)將從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取密碼值相應(yīng)的字段，如果和輸入的字段匹配，進(jìn)入設(shè)置界面，如果輸入的字段和數(shù)據(jù)庫(kù)中密碼存放的數(shù)據(jù)字段不匹配，則顯示密碼輸入錯(cuò)誤，提示重新輸入。密碼正確后，即顯示出設(shè)置模塊的界面。設(shè)置模塊的界面運(yùn)行效果如圖 所示 鄭州大學(xué)本科畢業(yè)論文 33 圖 設(shè)置界面 設(shè)置模塊主要包括項(xiàng)目設(shè)置、工件定義、系統(tǒng)定義 、斷線(xiàn)檢測(cè)和 I\O 定義。 點(diǎn)擊工件定義按鍵即進(jìn)入工件定義窗口，運(yùn)行效果如圖 所示。 鄭州大學(xué)本科畢業(yè)論文 34 圖 工件定義界面 工件定義窗口主要進(jìn)行對(duì)不同測(cè)量狀態(tài)的選定，加工工件的簡(jiǎn)化工件圖的顯示。進(jìn)入工件定義的窗體之后，操作者選擇加工工件的工件圖示例。參數(shù)在設(shè)定之后可以通過(guò) SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)的修改和保存功能保存在 SQLite 數(shù)據(jù)庫(kù)中。每一個(gè)項(xiàng)目在數(shù)據(jù)庫(kù)中都有其對(duì)應(yīng)的相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)代碼段，用于存儲(chǔ)各參數(shù)設(shè)定的數(shù)據(jù)。在工件定義的窗體中，通過(guò)點(diǎn)擊左側(cè)的按鈕用來(lái)選擇工件的加工類(lèi)型，從系統(tǒng)存儲(chǔ)的四 類(lèi)工件中選擇一個(gè)與待加工工件相同或者類(lèi)似的工件類(lèi)型。分別從工件 A 到工件 D 四種加工的類(lèi)型。選擇后所加工的類(lèi)型的相對(duì)應(yīng)的圖片通過(guò) picturebox 控件顯示在界面中。 在設(shè)置窗體中，點(diǎn)擊項(xiàng)目設(shè)置按鍵即進(jìn)入項(xiàng)目設(shè)置窗體，運(yùn)行效果如圖 所示： 鄭州大學(xué)本科畢業(yè)論文 35 圖 項(xiàng)目設(shè)置界面 其中項(xiàng)目設(shè)置的功能較多，主要用來(lái)對(duì)測(cè)量項(xiàng)目的加工參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，最多可以進(jìn)行二個(gè)項(xiàng)目設(shè)置，設(shè)置界面分別為“項(xiàng)目 1項(xiàng)目 2”，設(shè)置的內(nèi)容有信號(hào)設(shè)置、時(shí)序選擇、濾波時(shí)間、內(nèi) /外徑、量程、 W功能、斷續(xù)方式（ P功能）， BCD 輸出，分辨率，模擬量輸出，算式的設(shè)置。 信號(hào)設(shè)置：包括加工狀態(tài)的選擇和信號(hào)點(diǎn)個(gè)數(shù)的設(shè)定，點(diǎn)擊信號(hào)設(shè)置右側(cè)的信號(hào)設(shè)置框彈出子界面先進(jìn)行加工狀態(tài)的選擇 ——加工中或加工后，然后點(diǎn)擊信號(hào)點(diǎn)數(shù)右側(cè)的信號(hào)點(diǎn)數(shù)框信號(hào)點(diǎn)個(gè)數(shù)進(jìn)行設(shè)定，各個(gè)項(xiàng)目的信號(hào)點(diǎn)數(shù)應(yīng)該在其取值范圍內(nèi)，如果超出范圍會(huì)報(bào)警，彈出報(bào)警窗口提示操作者重新設(shè)定。 切斷點(diǎn)功能：由于機(jī)械故障等原因，當(dāng)工件加工好之后進(jìn)給機(jī)構(gòu)沒(méi)有及時(shí)停止進(jìn)給并退刀而造成工件報(bào)廢甚至造成安全事故。為防止此現(xiàn)象的發(fā)生，在軟件中設(shè)計(jì)了切斷點(diǎn)功能。當(dāng)測(cè)量裝置檢測(cè)到工件尺寸到達(dá)設(shè) 定警戒值時(shí)，主動(dòng)量?jī)x發(fā)出切斷點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)制機(jī)床斷電停機(jī)。這時(shí)，在測(cè)量窗口中，在本該顯示測(cè)量值的框體中會(huì)出現(xiàn) “Ｓ－ＣＵＴ ”字樣，提示操作人員加工過(guò)程出現(xiàn)故障，從而使故障能夠及時(shí)排除，降低了工件加工的廢品率，避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。 斷續(xù)方式：設(shè)定測(cè)量表面為不連續(xù)表面（如鍵槽軸）或連續(xù)表面。 鄭州大學(xué)本科畢業(yè)論文 36 點(diǎn)擊窗體上的項(xiàng)目 1 到項(xiàng)目 2 的按鈕，可以分別在次窗體中顯示出不同的項(xiàng)目窗體，方法和測(cè)量界面中的一樣，都是通過(guò) button 按鈕下的 C代碼的編寫(xiě)來(lái)控制界面中所添加的panel 控件的 visible 屬性來(lái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一窗體下的不同項(xiàng)目窗體的切 換。在各個(gè)窗體中所設(shè)定的項(xiàng)目和數(shù)據(jù)都會(huì)保存在 SQLite 數(shù)據(jù)庫(kù)的各個(gè)相對(duì)應(yīng)的字段中，以供其他的相關(guān)的數(shù)據(jù)調(diào)用時(shí)使用。 調(diào)整模塊 點(diǎn)擊主窗體中的調(diào)整按鈕即 進(jìn)入調(diào)整模塊，調(diào)整模塊的界面如圖 所示。調(diào)整模塊主要包括零位倍率、信號(hào)點(diǎn)設(shè)定、補(bǔ)償值設(shè)定 、 倍率微調(diào) 、 I/O 測(cè)試和高低倍率 。 圖 調(diào)整界面 其中零位倍率窗口主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)磨加工主動(dòng)測(cè)量控制儀的調(diào)零和倍率校對(duì)的功能 ，如圖 所示 。調(diào)零是當(dāng)不放入工件時(shí)，開(kāi)機(jī)進(jìn)行測(cè)試，由于系統(tǒng)誤差的原因，測(cè)量值有可能不為 0，通 過(guò)點(diǎn)擊調(diào)零按鈕可以實(shí)現(xiàn)對(duì)誤差值的抵消使顯示的測(cè)量值為 0；倍率校對(duì)就是對(duì)測(cè)量倍率進(jìn)行校對(duì)，顯示測(cè)量值 =