【正文】 樣率為4800Hz。例如300波特表示每秒鐘發(fā)送300個bit。對于兩個進行通行的端口，這些參數(shù)必須匹配： a，波特率：這是一個衡量通信速度的參數(shù)。RS232C標準是RS232協(xié)議中常用的標準，其接口有25條線，4條數(shù)據(jù)線，11條控制線，3條定時線，7條備用和未定義，常用的只有9根。協(xié)議允許一個發(fā)送設(shè)備連接到一個接收設(shè)備以傳送數(shù)據(jù)，最大傳輸速率為11520b/s。計算機串行接口采用RS232協(xié)議，RS232（RS是Remend Standard的縮寫）協(xié)議是歷史較為悠久的一種通信協(xié)議，于1969年被國際組織認可。串行通信是一種古老但目前仍較為常見的通信方式，早期的儀器、單片機等均使用串口與計算機進行通信。通過串口將下位機發(fā)送過來得數(shù)據(jù)接收，在上位機波形圖上進行顯示，同時對這些數(shù)據(jù)進行SPC參數(shù)統(tǒng)計。由于LABVIEW以前沒有接觸過，所以在編寫程序前先找了相關(guān)的書籍對LABVIEW的編程環(huán)境、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)操作、結(jié)構(gòu)與屬性、波形顯示、數(shù)學分析以及串口通信方面做了有關(guān)的學習。 上位機部分的程序編寫我們對LABVIEW的特點和性能有了初步的了解后，就要開始使用LABVIEW對程序進行編寫。 LABVIEW圖形化的編程語言極大地提高了開發(fā)虛擬儀器的效率。經(jīng)過版本的不斷升級，現(xiàn)已推出LABVIEW2010版。虛擬儀器是當前測控領(lǐng)域的熱點技術(shù)，它代表了未來儀器技術(shù)的發(fā)展方向。從LABVIEW的軟件版本來看（我能收集到的），應(yīng)該有LABVIEW 5系列、LABVIEW 6系列、LABVIEW 7系列和LABVIEW 8系列。除此之外，LABVIEW還支持各種實時操作系統(tǒng)和嵌入式設(shè)備，比如常見的PDA、FPGA以及運行VxWorks和PharLap系統(tǒng)的RT設(shè)備[8]。LABVIEW具有良好的平臺一致性。所以，如果項目開發(fā)時間緊張，應(yīng)該優(yōu)先考慮使用LABVIEW，以縮短開發(fā)時間。除了應(yīng)用于玩具，LABVIEW還有專門用于中小學生教學使用的版本。著名的可編程玩具“樂高積木”使用的就是LABVIEW編程語言。 兒童教育：由于圖形外觀漂亮且容易吸引兒童的注意力，同時圖形比文本更容易被兒童接受和理解，所以LABVIEW非常受少年兒童的歡迎。在設(shè)計機電設(shè)備之前，可以現(xiàn)在計算機上用LABVIEW搭建仿真原型，驗證設(shè)計的合理性，找到潛在的問題。使用LABVIEW可以非常方便的編制各種控制程序。LABVIEW擁有專門用于控制領(lǐng)域的模塊LABVIEWDSC。有時甚至于只需簡單地調(diào)用幾個工具包中的函數(shù)，就可以組成一個完整的測試測量應(yīng)用程序。同時，用戶也可以十分方便地找到各種適用于測試測量領(lǐng)域的LABVIEW工具包。經(jīng)過多年的發(fā)展，LABVIEW在測試測量領(lǐng)域獲得了廣泛的承認。 LABVIEW的應(yīng)用領(lǐng)域LABVIEW有很多優(yōu)點，尤其是在某些特殊領(lǐng)域其特點尤其突出。它可以增強你構(gòu)建自己的科學和工程系統(tǒng)的能力，提供了實現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。使用這種語言編程時，基本上不寫程序代碼，取而代之的是流程圖或框圖。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動有趣。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用TCP/IP、ActiveX等軟件標準的庫函數(shù)。LABVIEW是一種圖形化的編程語言的開發(fā)環(huán)境，它廣泛地被工業(yè)界、學術(shù)界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件?？沙浞职l(fā)揮計算機的能力，有強大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強的儀器。LABVIEW 的函數(shù)庫包括數(shù)據(jù)采集、GPIB、串口控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲等[7]。這就是圖形化源代碼，又稱G代碼。用戶界面在 LabVIEW 中被稱為前面板。VI指虛擬儀器，是 LABVIEW 的程序模塊。圖 33程序框圖樣例 LABVIEW的概念LABVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一種用圖標代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語言。 關(guān)于LABVIEW編程語言LABVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)的，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境，但是LABVIEW與其他計算機語言的顯著區(qū)別是：其他計算機語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而LABVIEW使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式[6]。因為LABVIEW具有入門簡單，易學易用的優(yōu)點，再加上它G語言圖形化編程的特點。但作為一個初學者，我們必須挑選一個好的封裝。所以微軟和Borland 都使用高級語言對之進行封裝工作。VC 的MFC 和CB 的VCL 都是基于（但不限于）對Windows API（應(yīng)用程序接口函數(shù)）的封裝，為什么要對API 進行封裝？這就是回到了我們前面說過的，為什么有了C 又會有C++的問題。如果你是編程初學者，而你身邊又有VC 高手，那么你一定要多多向他學習請教，因為一個真正的VC 編程高手，其同時一定也是一個深刻理解Windows 內(nèi)核機制（消息循環(huán)，內(nèi)存管理，多任務(wù)實現(xiàn)，資源使用等），熟悉Windows各種常用API 函數(shù)等等的高手。VC 的封裝類庫稱為MFC，它是一種很低階的封裝，它并沒有按照人類的思維習慣來重新組織和解釋Windows 對象（指Windows 編程中所需的數(shù)據(jù)，處理，機制，接口）， 而純粹是API 一對一的翻版。前面我們說過低級語言與高級語言的對比，C++語言也正是從語法結(jié)構(gòu)和語言功能上來限定或?qū)崿F(xiàn)一門編程語言更加接近人在現(xiàn)實生活中的思維習慣，從而達到減輕人的記憶和判斷上的負擔。簡短一點說：不知道C 的短處，就不懂C++的長處。不能說所有的技術(shù)都是這樣，但C++對于C 的發(fā)展，完全是為彌補程序員腦力的不足。如果人類長有翅膀，那么飛機大抵永遠不會被發(fā)明。其它軟件都有相同或不同的語言。就像Word2000 和WPS2000 在本質(zhì)都是字處理軟件一樣，對于語言就象我們都用中文在Word2000 和WPS2000 寫文章表達我們思想。圖 32組態(tài)表達式解析 編程軟件的選擇上位機編程軟件的選擇對眾多初學者來說，絕對是一個難以決策的事情。在輸入組態(tài)方程時，特殊表達式均含有特定的標志符和特定的格式,如max（X,Y,Z, …）和min(X,Y,Z, …)，在從ROM中讀取表達式時，根據(jù)特定的標識符來識別，并以唯一的“，”作為參數(shù)識別標志。這里假設(shè)傳感器4路通道采集的一次數(shù)據(jù)分別為a、b、c、d，組態(tài)表達式為“(a+b)c+max(a,2b,3c,d) ”,則其中“(a+b) c”、“2b”、“3c”為一般表達式“max(a,2b,3c,d)”為特殊表達式，整體為一個綜合表達式。上位機以字符串的形式將組態(tài)表達式傳給下位機特定地址的ROM中存儲，主要工作體現(xiàn)在下位機對表達式的解析上。不同的功能編號對應(yīng)不同的操作，來自上位機的請求發(fā)送標識為偶數(shù)，下位機的則為奇數(shù)，并按4代表不同階段的通信進程，以準確地完成各個階段的任務(wù)；C在采取數(shù)據(jù)時，上位機每接收一組數(shù)據(jù)后，默認返回功能號20給下位機，以保證采集過程的持續(xù)進行，直到上位機上的界面有其他操作時，才返回相應(yīng)的功能號。圖 31 通信協(xié)議模塊從機模式下，其工作受上位機控制。主機模式下，只需根據(jù)可觸摸鍵盤上按鍵的鍵值執(zhí)行相對應(yīng)的功能即可。通常工控機，工作站，觸摸屏作為上位機，通信控制PLC，單片機等下位機，從而控制相關(guān)設(shè)備元件和驅(qū)動裝置。通常上位機和下位機通訊可以采用不同的通訊協(xié)議， 可以有RS232的串口通訊，或者采用RS485串行通訊，當用計算機和PLC通訊的時候不但可以采用傳統(tǒng)的D形式的串行通訊，還可以采用更適合工業(yè)控制的雙線的PROFIBUSDP通訊，采用封裝好的程序開發(fā)工具就可以實現(xiàn)PLC和上位機的通訊。簡言之如此，實際情況千差萬別，但萬變不離其宗：上下位機都需要編程，都有專門的開發(fā)系統(tǒng)。上位機發(fā)出的命令首先給下位機，下位機再根據(jù)此命令解釋成相應(yīng)時序信號直接控制相應(yīng)設(shè)備。第3章 上位機軟件設(shè)計 上位機部分的簡介上位機是指人可以直接發(fā)出操控命令的計算機，一般是PC，屏幕上顯示各種信號變化（液壓，水位，溫度等）。三個部分各司其職，緊密配合實現(xiàn)整個系統(tǒng)的運行。組態(tài)按鍵包括：圓度，平行度，線性度，最大值最小值。圖 23 下位機實物圖片上位機控制部分主要就是通過軟件編寫一個上位機程序?qū)崿F(xiàn)SPC參數(shù)統(tǒng)計功能，數(shù)據(jù)實時波形顯示以及組態(tài)表達式和組態(tài)按鍵設(shè)置。通過電路板上芯片及各種外圍電路的焊接、調(diào)試，對單片機各種用途的程序的編寫，是這幾個部分密切配合，緊密合作完成下位機按先前設(shè)置好的組態(tài)方程進行數(shù)據(jù)運算處理，并根據(jù)觸摸按鍵的不同功能完成菜單顯示，將測量數(shù)據(jù)上傳至上位機。圖 22 傳感器分布下位機控制部分主要就是單片機部分（ADUC812及其外圍電路）。數(shù)據(jù)采集部分主要是在工件表面幾個不同的特定位置放置電感傳感器，傳感器的布置如圖22。根據(jù)這些參數(shù)能夠直觀、方便的對加工過程進行評定，指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)，降低次品率，提高生產(chǎn)效率。SPC參數(shù)主要包括：CA、CP、CPK、CPU、CPL等。將經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)通過按鍵控制其經(jīng)過串口上傳至上位機部分。圖 21 信號調(diào)理電路經(jīng)過信號調(diào)理電路處理的模擬信號被送到單片機ADUC812中的片內(nèi)AD轉(zhuǎn)換模塊，進行AD轉(zhuǎn)換。測量的數(shù)據(jù)通過傳感器上傳經(jīng)過信號調(diào)理電路，將傳感器測得的5v、+5v的電壓轉(zhuǎn)換成ADUC812能夠識別的0v、+5v的電壓信號[5]。 設(shè)計原理與設(shè)計思路 系統(tǒng)的基本原理本次設(shè)計是開放式形位誤差在線檢測上位機SPC軟件設(shè)計。 用矩陣鍵盤控制12864液晶顯示的不同菜單的切換和數(shù)據(jù)采集、上傳。從一開始設(shè)計硬件時，就應(yīng)考慮相應(yīng)軟件的設(shè)計方法，而軟件設(shè)計是根據(jù)硬件原理和系統(tǒng)的功能要求進行的[4]。硬件主要是下位機部分，包括單片機、擴展的存儲器、擴展的輸入輸出設(shè)備等部分；軟件是各種工作程序的總稱以及上位機部分軟件設(shè)計。 傳統(tǒng)觀念把檢驗作為質(zhì)量保證的手段，只能事后判斷，而應(yīng)用SPC，能夠把握先機，預(yù)防不合格品的出現(xiàn)，降低成本，提高企業(yè)的運行效率[3]。 新世紀是質(zhì)量的世紀，質(zhì)量塑造未來，質(zhì)量也是競爭的關(guān)鍵。正是它的這種全員參與管理質(zhì)量的思想，實施SPC可以幫助企業(yè)在質(zhì)量控制上真正作到事前預(yù)防和控制，SPC可以：SPC是全球范圍內(nèi)制造業(yè)所信賴和采用的質(zhì)量控制技術(shù)。SPC強調(diào)全過程監(jiān)控、全系統(tǒng)參與，并且強調(diào)用科學方法（主要是統(tǒng)計技術(shù)）來保證全過程的預(yù)防。隨著生產(chǎn)率的提高，在高速度、大規(guī)模、重復(fù)性生產(chǎn)的制造型企業(yè)里，SPC系統(tǒng)已更多采取利用數(shù)據(jù)采集設(shè)備自動進行數(shù)據(jù)采集，實時傳輸?shù)劫|(zhì)量控制中心進行分析的方式。適應(yīng)這種需要，SPC與計算機技術(shù)尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合越來越緊密。 SPC發(fā)展的特點70年在全世界范圍的實踐，SPC理論已經(jīng)發(fā)展得非常完善，其與計算機技術(shù)的結(jié)合日益緊密，其在企業(yè)內(nèi)的應(yīng)用范圍、程度也已經(jīng)非常廣泛、深入。從上世紀80年代起，SPC在許多工業(yè)發(fā)達國家復(fù)興，世界很多大公司也紛紛在自己內(nèi)部積極推廣和應(yīng)用SPC。二戰(zhàn)時期美國將其制定為戰(zhàn)時質(zhì)量管理標準，為保證軍工產(chǎn)品的質(zhì)量和及時交付起到了重要作用。 研究現(xiàn)狀 SPC的起源與發(fā)展SPC的基本原理和方法是上世紀30年代由Shewhart博士為了有效地對生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量進行監(jiān)測控制而提出的，至今已有70多年的歷史。目前，尚缺乏這一新型的檢測設(shè)備。所以，在現(xiàn)有的測量裝置和設(shè)備上，配以使用微機，用適當?shù)男挝徽`差評定軟件進行形位誤差的測量和數(shù)據(jù)處理就顯得十分必要。 在工廠的實際應(yīng)用中，對于每個控制項目，都必須經(jīng)過以上兩個階段，并且在必要時會重復(fù)進行這樣從分析到監(jiān)控的過程。此時控制圖的控制界限已經(jīng)根據(jù)分析階段的結(jié)果而確定，生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)及時繪制到控制上，并密切觀察控制圖，控制圖中點的波動情況可以顯示出過程受控或失控，如果發(fā)現(xiàn)失控，必須尋找原因并盡快消除其影響。直到達到了分析階段的兩個目的，則分析階段可以宣告結(jié)束，進入SPC監(jiān)控階段。生產(chǎn)準備完成后就可以進行，注意一定要確保生產(chǎn)是在影響生產(chǎn)的各要素無異常的情況下進行；然后就可以用生產(chǎn)過程收集的數(shù)據(jù)計算控制界限，作成分析用控制圖、直方圖、或進行過程能力分析，檢驗生產(chǎn)過程是否處于統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)、以及過程能力是否足夠。 分析階段的主要目的在于：使過程處于統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)；使過程能力足夠。實施SPC分為兩個階段，一是分析階段，二是監(jiān)控階段。SPC軟件的核心已由純粹的SPC分析工具轉(zhuǎn)變成為企業(yè)品質(zhì)的管理工具，它包含計量型分析圖和計數(shù)型分析圖，用來直接控制生產(chǎn)過程，進行質(zhì)量診斷和質(zhì)量改進，在生產(chǎn)過程中起到了預(yù)防為主的作用，正所謂：檢驗是一種浪費，只有預(yù)防才會創(chuàng)造價值。品質(zhì)穩(wěn)定可以帶來客戶更大的滿意度減少異常波動可以大大降低廢品和停工損失，節(jié)省大量時間和金錢高品質(zhì)可以大大提升企業(yè)的競爭優(yōu)勢。首先，它會告訴使用者生產(chǎn)過程的波動狀況，使用者是否應(yīng)該對生產(chǎn)過程進行調(diào)整其次，它能將此波動與事先設(shè)定的控制規(guī)則相比較，為品質(zhì)改善提供準確的方向指引最后，它能評估使用者所采取的質(zhì)量改進措施，以使質(zhì)量得到持續(xù)的改善。它利用數(shù)理統(tǒng)計原理，通過檢測資料的收集和分析，可以達到“事前預(yù)防”的效果，從而有效控制生產(chǎn)過程、不斷改進品質(zhì)。它將在實時生產(chǎn)過程中獲得的以產(chǎn)品或其他形式存在的質(zhì)量參數(shù)繪制在事先確定好控制限的圖表上，從而幫助企業(yè)對生產(chǎn)的過程進行實時的管控與分析。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行第1章 緒論 引言SPC(Statistical Process Control)統(tǒng)計過程控制，是企業(yè)提高質(zhì)量管理水平的有效方法，是對制造流程進行測量、控制和品質(zhì)改善的行業(yè)標準方法論。關(guān)鍵詞　開放式在線檢測；傳感器組態(tài)模式；SPC統(tǒng)計過程控制；數(shù)據(jù)采集；串口通信；ADUC812Software Design for the Host Computer SPC Function of Open Form ModeLine Testing Error of Shape and PositionAbstractWith