【正文】 機(jī)進(jìn)行顯示。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(lái)進(jìn)行數(shù)碼管循環(huán)計(jì)數(shù)。最后使用KEIL5軟件編程和STCISP程序燒錄軟件。然而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，新的測(cè)試?yán)碚?、測(cè)試方法、測(cè)試領(lǐng)域及測(cè)試儀器的不斷出現(xiàn)，在很多方面早已突破傳統(tǒng)儀器的概念，電子測(cè)量?jī)x器的功能和作用已經(jīng)發(fā)生質(zhì)的變化。虛擬儀器是在計(jì)算機(jī)機(jī)的高性能硬件平臺(tái)上，由用戶自己設(shè)計(jì)并定義界面顯示和功能的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。靈活高效的軟件能夠開(kāi)發(fā)出完全符合用戶需求和習(xí)慣的界面，硬件的集成模塊能提高設(shè)計(jì)的集成度，同時(shí)大大縮減開(kāi)發(fā)周期。計(jì)算機(jī)與測(cè)量?jī)x器的結(jié)合大概分為兩種方式：一種是將計(jì)算機(jī)嵌入到測(cè)量?jī)x器當(dāng)中，智能化儀器就是一種典型的表現(xiàn)，比如目前比較流行的嵌入式系統(tǒng)；另外一種方式就是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口技術(shù)將所需的測(cè)量設(shè)備跟計(jì)算機(jī)連接，在高效快速的計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)不同的功能。數(shù)據(jù)采集卡數(shù)據(jù)處理信號(hào)調(diào)理被測(cè)對(duì)象虛擬儀器面板 虛擬儀器方案 虛擬儀器方案的組成高效的軟件： 虛擬儀器技術(shù)中核心的部分就是軟件。NI公司提供的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)圖形化編程軟件——LabVIEW，能簡(jiǎn)單快捷地與各種軟硬件進(jìn)行對(duì)接，并且能提供強(qiáng)大的后續(xù)數(shù)據(jù)處理能力，還有設(shè)置參數(shù)，保存數(shù)據(jù)的功能，同時(shí)顯示客戶需要的數(shù)據(jù)。不管使用者是使用PCI、PXI、PCMCIA、USB，NI都有現(xiàn)成成熟的方案。 虛擬儀器方案的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 虛擬儀器技術(shù)有了好的編譯環(huán)境、標(biāo)準(zhǔn)的接口和集成的軟硬件平臺(tái)這三個(gè)重要的組成部分部分，才能充分發(fā)揮它的高性能，方便擴(kuò)展、開(kāi)發(fā)周期短以及集成度高這些優(yōu)勢(shì)。方便擴(kuò)展 有了虛擬儀器，各種軟硬件工程師們就可以從畫(huà)PCB，電路設(shè)計(jì)和軟件代碼的編寫(xiě)中解放出來(lái)，因?yàn)樘摂M儀器的靈活性，用戶可以根據(jù)項(xiàng)目升級(jí)或功能變動(dòng)二更新計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或替換高效率的硬件模塊，這就極大地降低了成產(chǎn)成本和維護(hù)成本，大大的縮短了開(kāi)發(fā)周期，加速產(chǎn)品的上市時(shí)間。這些成熟的技術(shù)極大地為研發(fā)者節(jié)省時(shí)間，研發(fā)者就有更多的精力去想怎樣結(jié)合這些優(yōu)良的技術(shù)使得自己的產(chǎn)品更具有競(jìng)爭(zhēng)力。 虛擬儀器PK傳統(tǒng)儀器 虛擬儀器有軟件和硬件兩方面組成，軟件有圖形化界面編輯出虛擬操作平臺(tái)，功能可以隨以根據(jù)功能進(jìn)行編寫(xiě)，非常靈活，同時(shí)它還兼容各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)，也就是說(shuō)兼容傳統(tǒng)儀器，使用面廣， 傳統(tǒng)儀器都是按需制的，功能單一，價(jià)格昂貴，兼容性不太好具體空下表中看出。每一種儀器都具有特定的功能，有時(shí)候研發(fā)一個(gè)項(xiàng)目需要購(gòu)置大批的測(cè)量?jī)x器，并且每一種儀器都需要人工親自完成，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬儀器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)歷程。因?yàn)橛?jì)算機(jī)的快速發(fā)展和一系列標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，使得電腦可以很隨意的與各種高精度的一起之間進(jìn)行通信，我們只需要把需要的測(cè)量?jī)x器通過(guò)一定轉(zhuǎn)接技術(shù)與電腦連接上，工程師們就可以通過(guò)熟悉的電腦界面進(jìn)行對(duì)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行不間斷地監(jiān)控。隨著科技進(jìn)步和信息化的發(fā)展，各種測(cè)量?jī)x器出現(xiàn)了質(zhì)的飛躍：數(shù)據(jù)采集卡和一系列標(biāo)準(zhǔn)總線結(jié)構(gòu)的確立。 第三個(gè)歷程虛擬儀器生成了一種編程標(biāo)準(zhǔn)，通信協(xié)議，總線通信，和硬件接口都有了統(tǒng)一的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，因此工程師們九個(gè)以把精力放在程序的編寫(xiě)和功能上面的擴(kuò)展上就不需要考慮各種通信協(xié)議的問(wèn)題，大大節(jié)約了研發(fā)時(shí)間。 虛擬儀器的應(yīng)用1 監(jiān)控方面通過(guò)虛擬儀器，我們可以遠(yuǎn)離一些危險(xiǎn)的場(chǎng)所，只需要放置一些高靈敏的傳感器，并將傳感器采集到的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程發(fā)回給上位機(jī)。3 嵌入式系統(tǒng)因?yàn)樘摂M儀器中有很多通信接口就來(lái)自與嵌入式系統(tǒng)，我們可以通過(guò)虛擬儀器編寫(xiě)上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制下位機(jī)的的狀態(tài)。 LabVIEW簡(jiǎn)介L(zhǎng)abVIEW的簡(jiǎn)稱(chēng)是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境，器英文全稱(chēng)為L(zhǎng)aboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，美國(guó)國(guó)家儀器公司(NATIONAI INSTRUMENTS，簡(jiǎn)稱(chēng)NI)是LABVIEW的生產(chǎn)者。計(jì)算機(jī)快速的運(yùn)算能力與專(zhuān)一硬件的采集和傳輸能力結(jié)合在一起，極大地縮小了研發(fā)時(shí)間和研發(fā)成本。LabVIEW和Visual C++等一樣也是一種常用的編程工具，它內(nèi)部有很多成熟穩(wěn)定的庫(kù)函數(shù)，用戶只需要調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)即可實(shí)現(xiàn)自己想要的共能，浙西二庫(kù)函數(shù)有數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)處理，穿行通信，聯(lián)網(wǎng)通信，保存數(shù)據(jù)等功能。另外Labview還有實(shí)時(shí)監(jiān)控程序運(yùn)行的功能，可以設(shè)置斷點(diǎn)和檢測(cè)探頭來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控程序。LabVIEW的編程語(yǔ)言和傳統(tǒng)的語(yǔ)言不同，它采用了圖形語(yǔ)言————G語(yǔ)言，這種語(yǔ)言直觀通俗易懂，編起程序來(lái)高效快速。圖形化語(yǔ)言隨著虛擬儀器的告訴發(fā)展將來(lái)定會(huì)成為一種編程標(biāo)準(zhǔn)。2 編寫(xiě)方式：Labview采用的圖形化編程方式比其他語(yǔ)言都簡(jiǎn)單，并且閱讀起來(lái)也很方便的。4 調(diào)試方便：當(dāng)Labview編好程序后，我們?cè)鯓域?yàn)證自己程序的可行性呢，如果直接放到項(xiàng)目工程中進(jìn)行測(cè)試肯定不現(xiàn)實(shí)，那么我們就可以一部一部讓程序執(zhí)行，通過(guò)觀察每一塊程序的結(jié)果來(lái)驗(yàn)證程序執(zhí)行有沒(méi)有問(wèn)題。Intel的80C380c587C580C3等系列：Philips、華邦dallas等公司的許多產(chǎn)品都是基于51內(nèi)核的。STC單片機(jī)發(fā)展歷程從STC89——90——10——11——12——15系列，分別各有特點(diǎn)。在89系列上直接發(fā)展起來(lái)的是90系列，10和11系列單片機(jī)是比較廉價(jià)的1T單片機(jī)，內(nèi)部設(shè)有硬件PWM和EEPROM功能，但都沒(méi)有數(shù)模轉(zhuǎn)換功能。因?yàn)槠涔δ軓?qiáng)大，價(jià)格低廉所以是市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品。下圖分別為51單片機(jī)的應(yīng)引腳圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。上圖為直插式40引腳原理圖。P0、PPP3共4組32個(gè)IO輸入輸出口；一個(gè)+5V電源供電RAM（讀寫(xiě)存儲(chǔ)器）存放程序運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的中間過(guò)程變量和一些臨時(shí)變量；ROM（制度存儲(chǔ)器）用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)；一個(gè)全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信；提高研發(fā)人員的編程效率，該版本增加了很多常用的功能，切實(shí)的照顧到了編程人員的編程習(xí)慣。同時(shí)，利用LabVIEW2012軟件，編寫(xiě)一個(gè)串口上位機(jī)通信界面。數(shù)碼管顯示CH340 USB轉(zhuǎn)串口STC89C51RCLABVIEW上位機(jī) 系統(tǒng)硬件的選擇方案一：ARM一般用于高性能高進(jìn)度場(chǎng)合，優(yōu)勢(shì)是能耗低，精度高。方案二：AVR價(jià)格稍貴,性?xún)r(jià)比高，自制下載線方便,存儲(chǔ)空間較大,C編譯器有多種。方案三：經(jīng)三方比較，STC89C52RC實(shí)惠，資料成熟且其前，并且滿足本設(shè)計(jì)需要，容易學(xué)習(xí)，所以選擇該單片機(jī)小系統(tǒng)。方案二： 用C語(yǔ)言需要學(xué)習(xí)java語(yǔ)言，java程序?qū)W習(xí)比較困難。 通過(guò)對(duì)比這些，我們選擇用Labview來(lái)編寫(xiě)本次上位機(jī)。 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(xiě)起來(lái)稍微復(fù)雜點(diǎn)，價(jià)格也較貴?？梢燥@示英文漢字，相對(duì)比較便宜。 因?yàn)槲覀兇舜卧O(shè)計(jì)只需要顯示循環(huán)變動(dòng)的數(shù)字，所以我們選擇數(shù)碼管顯示電路。上位機(jī)通過(guò)編寫(xiě)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(yàn)位等。：接收區(qū)打開(kāi)串口 程序外層用一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)加枚舉變量，同時(shí)在循環(huán)結(jié)構(gòu)上添加以個(gè)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)。 上位機(jī)主程序框圖主程序有一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)，和若干個(gè)條件結(jié)構(gòu)和一個(gè)事件觸發(fā)結(jié)構(gòu)構(gòu)成。2．程序前面板設(shè)計(jì) 在新建的前面板設(shè)計(jì)區(qū)右擊鼠標(biāo)右鍵，有一個(gè)工具選擇塊，我們可一點(diǎn)擊左上角將其鎖定到前面板。（2）添加一個(gè)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(dòng)到該控件上并點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“正常顯示”。（5）添加一個(gè)停止按鈕控件：控件express按鈕與開(kāi)關(guān)ok按鈕，將標(biāo)題改為“停止運(yùn)行”。（7）添加一個(gè)停止按鈕控件：控件express按鈕與開(kāi)關(guān)ok按鈕，將標(biāo)題改為“清空發(fā)送區(qū)”。（9）點(diǎn)擊接收區(qū)，右擊鼠標(biāo)選擇自動(dòng)換行。3．框圖程序設(shè)計(jì)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。（2）添加4個(gè)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(yàn)位，無(wú)）、1（停止位）。（4）在while循環(huán)結(jié)構(gòu)上右擊創(chuàng)建移位寄存器。（6）讀取串口函數(shù)：編程儀器I/O串口（Serial）VISA讀取。（8）在前面板添加一個(gè)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(hào)。（10）在條件結(jié)構(gòu)分支0中加入VISA資源名稱(chēng)修改名字為ASRL1：：INSTR。：（12）在波特率號(hào)后面添加一個(gè)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(gè)分支0、2,。（14）右鍵選擇循環(huán)結(jié)構(gòu)的條件端子，設(shè)置為“真時(shí)停止”，圖標(biāo)變?yōu)?。?5）編輯對(duì)話框錯(cuò)誤輸出：編輯對(duì)話框與用戶程序建議錯(cuò)誤處理器并將其和VISA資源配置設(shè)置的錯(cuò)誤輸出連接。（16）在真分支中添加但按鈕對(duì)話框，輸入為（串口不存在或一打開(kāi)）。（18）添加一個(gè)條件結(jié)構(gòu)，并在里面添加兩個(gè)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)。（20）將打開(kāi)串口按鈕連接到第二層條件結(jié)構(gòu)的？好上。（21）按要求連接各個(gè)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(gè)事件結(jié)構(gòu)：編程結(jié)構(gòu)事件結(jié)構(gòu)。（24）在外面添加一個(gè)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(lái)，并將各個(gè)按鈕的狀態(tài)恢復(fù)到默認(rèn)值，并將串口關(guān)閉。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。設(shè)置波特率為9600。停止運(yùn)行為退出vi程序。第五章 單片機(jī)下位機(jī)設(shè)計(jì) 下位機(jī)流程圖程序流程圖：開(kāi)始定時(shí)器0、串口、數(shù)碼管初始化定時(shí)器中斷 Y循環(huán)計(jì)數(shù)值加1 N 退出中斷 串口中斷 Y Num_Count = SBUF。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?yàn)槠涮攸c(diǎn)的限制適用于對(duì)傳送數(shù)據(jù)速度不高的場(chǎng)合，但是串口通信成本低廉通信方式簡(jiǎn)單。 實(shí)現(xiàn)方案本設(shè)計(jì)基于LabVIEW虛擬儀