【導(dǎo)讀】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，PC虛擬儀器系統(tǒng)。通訊,并根據(jù)LABVIEW中的VISA功能，將其應(yīng)用于單片機(jī)串口通信中，通過Labview發(fā)送循環(huán)計(jì)數(shù)的初值，單片機(jī)接收并顯示在數(shù)碼管上，Labview面板內(nèi)容上動態(tài)顯示循環(huán)計(jì)數(shù)值。發(fā)提高了效率，帶來了巨大財(cái)富。關(guān)鍵詞：LabVIEW；STC51單片機(jī)；串口通訊；數(shù)碼管顯示；

　　

【正文】 圖 單工形式 （ 2） 半雙工形式： RS485 半雙工是兩邊 可以互相通訊，但是必須是分時(shí)間斷的，不能同時(shí)及發(fā)送有接收 。如圖 所示。 地 線發(fā) 送 端接 收 端發(fā) 送 端接 收 端地 線發(fā) 送 端接 收 端發(fā) 送 端接 收 端 圖 半雙工形式 （ 3） 全雙工形式： RS232 全雙工通訊是接收方和發(fā)送方你同時(shí)通信互不影響，我發(fā)的同時(shí)也可以接收信息，接收的時(shí)候還可以發(fā)送信息 。如圖 所示。 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。 單片機(jī)內(nèi)部串口配置 51 單片機(jī) 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 ,。 51 內(nèi)部串口結(jié)構(gòu)如下圖 由上面框圖可以看出，串行通信需要一個以為時(shí)鐘信號來解析發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，根據(jù)串口接收中斷，并將接收到的數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)總線保存至接收 SBUF 中， 當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)是過程相反， cpu 將數(shù)據(jù)寫進(jìn) SBUF，精油系統(tǒng)總線將數(shù)據(jù)分解為以為一位在發(fā)送出去。 串行通信控制寄存器介紹： 接下來我們一一介紹： (1).SM0、 SM1：串行口工作方式控制位。 SM0， SM1 工作方式 00 方式 0 01 方式 1 10 方式 2 11 方式 3 (2).SM2：多機(jī)通信控制位。 工作于方式 0 時(shí)， SM2 必須為 0。 (3).REN：允許接收位。 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。 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。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。 (5).RB8：接收數(shù)據(jù)位 8。 設(shè)置數(shù)據(jù)位為 8 位。 (6).TI：發(fā)送中斷標(biāo)志位。 發(fā)送完成標(biāo)志，當(dāng)一個字節(jié)發(fā)送完成后此標(biāo)志位會自動置 可根據(jù)此標(biāo)志位檢測發(fā)送是否完成，提高通信的準(zhǔn)確性。 (7).RI：接收中斷標(biāo)志位。 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)行查詢方式檢測是否接受到數(shù)據(jù)。 電源管理寄存器 PCON PCON 主要是為 CHMOS 型單片機(jī)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(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。系統(tǒng)復(fù)位默認(rèn) 為 SMOD=0。 中斷允許寄存器 IE 此位是串口中斷允許為，吧該位寫 1 既允許串口接收或發(fā)送中斷，區(qū)別不同的中斷根據(jù) RI（接收中斷）和 TI（發(fā)送中斷）； 表 3 IE 中斷允許控制寄存器結(jié)構(gòu) 位符號 EA ES ET1 EX1 ET0 EX0 位地址 AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H 初始化程序如下 define FOSC 11059200 //外部晶振大小 void usart_init(uint baud) { SCON = 0x50。 // PCON = 0x00。 // TMOD = 0x20。 // TL1 = TH1 = 256 (FOSC/12/32/baud)。 TR1 = 1。 //啟動定時(shí)器 1 EA = 1。 //打開總中斷 ES = 1。 //允許串口中斷 TI = 1。 } 第 六 章 系統(tǒng) 整體 調(diào)試 當(dāng)上位機(jī)和下位機(jī)都編寫好后就可以對軟件和硬件進(jìn)行調(diào)試，這是一項(xiàng)研究中很重要的一個環(huán)節(jié)， 通過對軟硬件結(jié)合進(jìn)行調(diào)試，就可以相互發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正 ，一班的方法是用排除法，遇到問題先排除明顯的硬件和軟件故障。 在調(diào)試之前，我們需要將開發(fā)板準(zhǔn)備好，并根據(jù)本設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行電路的連接，仔細(xì)檢查個元件之間是否連接妥當(dāng)，一定要注意電源方面的連接，因?yàn)橐坏┻B錯就會造成燒芯片這種嚴(yán)重后果。 當(dāng)硬件仔細(xì)檢查無誤之后，才能繼續(xù)進(jìn)行下面的 測試，接下來就需要將整個系統(tǒng)分模塊進(jìn)行調(diào)試。 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)動能力需要接上拉才有驅(qū)動能力。因此我通過改動軟件就解決了此問題。 當(dāng)最小系統(tǒng)能正常工作之后，我們繼續(xù)測試數(shù)碼管顯示電路，我們利用開發(fā)板上的 8 個數(shù)碼管中的兩個來進(jìn)行實(shí)時(shí) 顯示動態(tài)的數(shù)據(jù)循環(huán)計(jì)數(shù)。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(jìn)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(shí)軟件中數(shù)碼管顯示函數(shù)的延時(shí)有點(diǎn)過長，減小延時(shí)后就正常顯示了。 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，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。 到此刻 為止一切軟硬件都已調(diào)通，看著數(shù)碼管上的數(shù)字穩(wěn)定的顯示，并且將數(shù)據(jù)發(fā)給電腦端，欣喜若狂，發(fā)現(xiàn)好友成就感，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)提高了我自己動手解決問題的能力，同時(shí)也是我認(rèn)識到自身的不足，我會在日后的工作學(xué)習(xí)中更加勤奮好學(xué)，學(xué)習(xí)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)報(bào)效祖國，成為祖國的棟梁之才。 結(jié)束語 本設(shè)計(jì)基于 LabVIEW 虛擬儀器編寫串口上位機(jī)控制系統(tǒng)，同時(shí)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(shí)時(shí)發(fā)回上位機(jī)進(jìn)行顯示。 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(shí)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(shí)時(shí)顯示到 PC 機(jī)上，同時(shí)還可以控制循環(huán)的初始值。 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)。同時(shí)設(shè)計(jì)單片機(jī)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(jì)。最后使用 KEIL5 軟件編程和 STCISP 程序燒錄軟件。 經(jīng)過一系列調(diào)試 ，功夫不否有心人，所有硬件軟件都已調(diào)試完成，收獲豐富，獲益匪淺，同時(shí)也認(rèn)識到自己的不足，懶惰，不愛動腦筋，借此畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深刻意識到我的不足，我一定會在今后的工作學(xué)習(xí)中好好學(xué)習(xí)，發(fā)奮向上，報(bào)效祖國。 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 .虛擬儀器技術(shù)在流體參數(shù)測試中的應(yīng)用 .儀器儀表用戶 ,20xx,13(6):59～ 60. [6] 王葉蘭 .基于虛擬儀器的多通道壓力監(jiān)測系統(tǒng)的研究 .哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué) .20xx. [7] 李金霞，邱公偉 .虛擬儀器及 LabVIEW 概 .福建電腦， 20xx 年第 9 期， 14～15 [8] 李揚(yáng)，鄭瑩娜，朱錚濤 .圖形化編程語言 LabVIEW 環(huán)境及其開放性 .計(jì)算機(jī)工程， 1999（ 25： 4）， 63～ 65 [9] 連海洲，趙英俊 .基于 LabVIEW 技術(shù)的虛擬儀器系統(tǒng) .儀器與測控 .20xx， 8：21～ 23 [10] 實(shí)用教程 .第 1 版 .電子工業(yè)出版社， 20xx [11] 楊元挺 .肖曉萍 .電子測量儀器 .第 1 版 .電子工業(yè)出版社， 20xx [12] 吳江濤，劉志剛 .流體 PVTx 性質(zhì)測試虛擬儀器系統(tǒng)的研制 .工程熱物理學(xué)報(bào) ,20xx， 24(5)： 741～ 743. [13] 蔣行國 ,孫曉松 .流體參量網(wǎng)絡(luò)化虛擬測試技術(shù) .計(jì)算機(jī)測量與控制 ,20xx,(11). [14] 謝粲，畢監(jiān)勃 .無紙記錄儀技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢．自動化與儀器儀表 ,20xx,20(3)： 23～ 25. [15] 謝武斌 ,譚善文 ,馬素君 .基于 LabWindows/CVI 的虛擬式流量壓力分析儀 .機(jī)械工程與自動化， 20xx， 134(1)： 107～ 109. [16] 游伯坤 ,江兆章等 .溫度測量與儀表 —— 熱電偶和熱電阻 .北京 :科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn) [17] 李宇華 .虛擬儀器開發(fā)平臺軟件 LabVIEW 介紹，計(jì)算機(jī)自動測量與控制，1996(3):45 [18] Using External Code in Instruments Corporate，Headquarters:14～ 16 [19] Xinghai Han。 Xiangxin Kong. The Designing of Serial Communication Based on and Its Applications, and Embedded Systems：382～ 384 附錄 附錄 1 原理圖 附錄 2 單片機(jī)程序 include uchar Num_Count = 0。 void main()// 主函數(shù) { unsigned char key = 0。 初始化定時(shí)器 Time_init()。 usart_init(9600)。 led_init()。 while(1) { Display_int(5,Num_Count)。 } } void Timer0Interrupt(void) interrupt 1//定時(shí)器中斷函數(shù) { static uint t = 0。 TH0=(6553650000)/256。 TL0=(6553650000)%256。 t++。 if(t=200) { t = 0。 ++Num_Count。 printf(num = %3d ,(short int)(Num_Count))。 if(Num_Count100) Num_Count = 0。 } //add your code here! } 定時(shí)器函數(shù)初始化 include include void Time_init() { TMOD=0x01。 TH0=(6553650000)/256。 TL0=(6553650000)%256。 // EA=1。 ET0=1。 TR0=1。 } include include define FOSC 11059200 //外部晶振大小 void usart_init(uint