【導讀】虛擬儀器是一種利用計算機技術(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)用于單片機串口通信中，通過Labview發(fā)送循環(huán)計數(shù)的初值，單片機接收并顯示在數(shù)碼管上，Labview面板內(nèi)容上動態(tài)顯示循環(huán)計數(shù)值。發(fā)提高了效率，帶來了巨大財富。關(guān)鍵詞：LabVIEW；STC51單片機；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，但是必須是分時間斷的，不能同時及發(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)送方你同時通信互不影響，我發(fā)的同時也可以接收信息，接收的時候還可以發(fā)送信息 。如圖 所示。 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。 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 ,。 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， 當發(fā)送數(shù)據(jù)是過程相反， cpu 將數(shù)據(jù)寫進 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：多機通信控制位。 工作于方式 0 時， 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)送中斷標志位。 發(fā)送完成標志，當一個字節(jié)發(fā)送完成后此標志位會自動置 可根據(jù)此標志位檢測發(fā)送是否完成，提高通信的準確性。 (7).RI：接收中斷標志位。 此位為接收標志位，當單片機接收到數(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。系統(tǒng)復(fù)位默認 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 當上位機和下位機都編寫好后就可以對軟件和硬件進行調(diào)試，這是一項研究中很重要的一個環(huán)節(jié)， 通過對軟硬件結(jié)合進行調(diào)試，就可以相互發(fā)現(xiàn)問題并及時發(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。 當硬件仔細檢查無誤之后，才能繼續(xù)進行下面的 測試，接下來就需要將整個系統(tǒng)分模塊進行調(diào)試。 首先缺點單片機內(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)原因為我的開發(fā)板上的 P0 口未加上拉電阻，因為單片機的 P0 口本身設(shè)計的時候沒有驅(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)碼管中的兩個來進行實時 顯示動態(tài)的數(shù)據(jù)循環(huán)計數(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。 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。 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)計提高了我自己動手解決問題的能力，同時也是我認識到自身的不足，我會在日后的工作學習中更加勤奮好學，學習先進的科學技術(shù)報效祖國，成為祖國的棟梁之才。 結(jié)束語 本設(shè)計基于 LabVIEW 虛擬儀器編寫串口上位機控制系統(tǒng)，同時編寫以單片機為核心的數(shù)碼管動態(tài)顯示系統(tǒng)，上位機可以控制單片機循環(huán)顯示的初始數(shù)值，下位機將顯示的數(shù)值實時發(fā)回上位機進行顯示。 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。 下位機以 STC89C52 單片機為主控制器，以 8 端數(shù)碼管為顯示系統(tǒng)，單片機根據(jù)定時器 0 一秒定時和上位機的控制數(shù)據(jù)來進行數(shù)碼管循環(huán)計數(shù)。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。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，同時也認識到自己的不足，懶惰，不愛動腦筋，借此畢業(yè)設(shè)計，我深刻意識到我的不足，我一定會在今后的工作學習中好好學習，發(fā)奮向上，報效祖國。 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，和不厭其煩的講解，同時也感謝我的隊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間來參加我的畢業(yè)答辯，萬 分榮幸！ 參考文獻 [1] 周求湛，錢志鴻 .虛擬儀器與 LabVIEW7 程序設(shè)計 .第 l 版 .北京航空航天大學出版社， 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)計研究， 20xx，21(4):43～ 45 [3] 許百立 .水利水電勘測設(shè)計計算機應(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 .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，鄭瑩娜，朱錚濤 .圖形化編程語言 LabVIEW 環(huán)境及其開放性 .計算機工程， 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 .工程熱物理學報 ,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) .計算機測量與控制 ,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 :科學技術(shù)文獻 [17] 李宇華 .虛擬儀器開發(fā)平臺軟件 LabVIEW 介紹，計算機自動測量與控制，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 單片機程序 include uchar Num_Count = 0。 void main()// 主函數(shù) { unsigned char key = 0。 初始化定時器 Time_init()。 usart_init(9600)。 led_init()。 while(1) { Display_int(5,Num_Count)。 } } void Timer0Interrupt(void) interrupt 1//定時器中斷函數(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