畢業(yè)設計(論文)-基于labview的串口通訊系統(tǒng)設計

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　虛擬儀器是現(xiàn)代計算機技術同儀器技術深層次結合的全新概念儀器，實質(zhì)是利用計算機顯示器的顯示功能模擬傳統(tǒng)儀器的控制面板，以多種形式表達輸出測量結果，利用計算機強大的軟件功能實現(xiàn)信號數(shù)據(jù)的運算、分析和處理，完成各種測試功能的一種計算機儀器系統(tǒng)。</p><p>　　本文介紹了利用LabVIEW語言來實現(xiàn)上、下位

2、機之間通信的方法,并從軟、硬件兩個方面闡述了設計思想。從實現(xiàn)PC機PC機之間的串口通信出發(fā)，先實現(xiàn)雙PC機之間的數(shù)據(jù)發(fā)送、返還和接收，進而設計了以PC機作為上位機，以飛思卡爾8位單片機作為下位機的基于labview軟件的串口通信系統(tǒng)。經(jīng)過實驗調(diào)試，系統(tǒng)達到了預期的通信目標。</p><p>　　應用先進的虛擬儀器軟件LABVIEW,大大降低了串口通訊復雜程度,減小了軟件設計的工作量,能夠大大降低投資成本。在實際應

3、用中有巨大的使用價值。</p><p>　　關鍵詞： 虛擬儀器；Labview ；串口通信；單片機</p><p>　　Design of the serial communication system Based on LabVIEW</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Virtu

4、al instrument is the modern computer technology combined with the instrumentation of the new concept of deep-level instruments, in real terms is the use of analog computer monitors display control panel, traditional inst

5、ruments, in various forms to express the output measurements, using computer software features to achieve a strong signal Operation data, analysis and processing, to complete a variety of testing capabilities of a comput

6、er instrument system </p><p>　　This article describes the use of LabVIEW to implement the language, the next method of communication between the crew and from the software and hardware are two aspects of t

7、he design. PC-PC, from the implementation of serial communication between the departure, the first to achieve double the data between the PC, send and return, receive, and then designed a PC, as the host computer to Free

8、scale 8-bit microcontroller based on a lower machine LabVIEW software serial communication system. After e</p><p>　　The application of advanced virtual instrument software LabVIEW, greatly reduces the comple

9、xity of serial communication, reduce the workload of the software design can greatly reduce the investment cost. In practice, there is tremendous value in use.</p><p>　　Keywords: virtual instrument; Labview;

10、 serial communication; microcontroller</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第1章 緒論1</p><p>　　1.1 課題的背景和意義1</p><p>　　1.2 虛擬儀器的概念1</p><p>　　1.

11、2.1 虛擬儀器的特點1</p><p>　　1.2.2 虛擬儀器和傳統(tǒng)儀器的區(qū)別2</p><p>　　1.3 虛擬儀器概述3</p><p>　　1.3.1 虛擬儀器方案的組成4</p><p>　　1.3.2 虛擬儀器方案的優(yōu)勢4</p><p>　　1.4 虛擬儀器

12、的發(fā)展與現(xiàn)狀5</p><p>　　1.5 虛擬儀器的應用6</p><p>　　1.6 課題實現(xiàn)內(nèi)容6</p><p>　　第2章 虛擬儀器與LabVIEW7</p><p>　　2.1 LabVIEW簡介7</p><p>　　2.2 LabVIEW的基本特點7</p&

13、gt;<p>　　2.3 LabVIEW創(chuàng)建虛擬儀器過程8</p><p>　　2.4 本章小結9</p><p>　　第3章 串行通信10</p><p>　　3.1 串行通信的概念和特點10</p><p>　　3.2 串行通信的分類10</p><p>　　3.

14、2.1 同步通信11</p><p>　　3.2.2 異步通信11</p><p>　　3.2.3 異步通信和同步通信的比較11</p><p>　　3.3 串行通信的工作模式12</p><p>　　3.3.1 單工形式：早期的電流環(huán)12</p><p>　　3.3.2

15、半雙工形式：RS-48512</p><p>　　3.3.3 全雙工形式：RS-23213</p><p>　　3.4 通信參數(shù)13</p><p>　　3.4.1 波特率14</p><p>　　3.4.2 數(shù)據(jù)位14</p><p>　　3.4.3 停止位14</p&

16、gt;<p>　　3.4.4 奇偶校驗位14</p><p>　　3.5 本章小結15</p><p>　　第4章 PC與PC串口通信16</p><p>　　4.1 設計目的和實現(xiàn)方案16</p><p>　　4.1.1 設計目的16</p><p>　　4.1.2

17、 實現(xiàn)方案16</p><p>　　4.2 系統(tǒng)硬件結構16</p><p>　　4.2.1 RS-232的功能特性描述16</p><p>　　4.2.2 硬件線路18</p><p>　　4.3 軟件設計19</p><p>　　4.3.1 VISA簡介19</

18、p><p>　　4.3.3 程序的實現(xiàn)22</p><p>　　4.4 本章小結25</p><p>　　第5章 PC與單片機串口通信26</p><p>　　5.1 設計目的和實現(xiàn)方案26</p><p>　　5.1.1 設計目的26</p><p>　　5.

19、1.2 實現(xiàn)方案26</p><p>　　5.2 系統(tǒng)硬件結構26</p><p>　　5.2.1 硬件線路26</p><p>　　5.2.2 MC9S08AW60 單片機介紹27</p><p>　　5.3 軟件實現(xiàn)29</p><p>　　5.3.1 上位機PC機La

20、bVIEW串口通訊的實現(xiàn)29</p><p>　　5.3.2 下位機串行通信程序設計35</p><p>　　5.4 本章小結37</p><p>　　第6章 結論和展望38</p><p><b>　　致謝39</b></p><p><b>　　參考文獻4

21、0</b></p><p><b>　　附錄41</b></p><p>　　附錄1 圖表目錄41</p><p>　　附錄2 單片機程序42</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1 課題的背景和意義</

22、p><p>　　目前以計算機為上位機和以單片機為下位機的集散式控制系統(tǒng)被廣泛的應用于工業(yè)檢測和控制系統(tǒng)中。由于PC機的分析處理能力強,處理速度快,而單片機價格低廉、體積小、使用靈活方便,所以主機一般采用PC機,而從機則采用單片機。串行通信是一種常用的數(shù)據(jù)傳輸方法，雖然它的傳輸速度慢，但它占用的通信線路少，成本低，在工程的通信方式上仍有重要地位。通過PC機的RS-232串行接口與單片機之間串行通信是主要的通信手段。本文

23、從實現(xiàn)基于labview的PC機PC機之間的串口通信出發(fā)，先實現(xiàn)雙PC機之間的數(shù)據(jù)發(fā)送和返還、接收，進而設計了以PC機作為上位機，以飛思卡爾8位單片機作為下位機的串口通信系統(tǒng)。</p><p>　　1.2 虛擬儀器的概念</p><p>　　1.2.1 虛擬儀器的特點</p><p>　　虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器技術不同，虛擬儀器在通用計算機平臺上通過數(shù)據(jù)采集

24、設備，然后根據(jù)用戶的實際需求就可以構建起不同的系統(tǒng)。所以虛擬儀器實際上是一個按照用戶的實際需求組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[1]。虛擬儀器采用了通用的硬件，各種儀器的差異主要是軟件，它主要使用計算機顯示器的顯示功能來顯示模擬傳統(tǒng)儀器的控制面板，這就可以用多種形式輸出檢測結果，即實用又美觀。目前，計算機和儀器的密切結合并且結合的越來越緊密是儀器發(fā)展的一個重要方向[2]。虛擬儀器系統(tǒng)可以歸納為圖1.1。</p><p>　　圖

25、1.1 虛擬儀器系統(tǒng)</p><p>　　具體來說，虛擬儀器有以下特點：</p><p>　　虛擬儀器利用了計算機豐富的軟件資源。這樣就可以使部分儀器的硬件軟件化，增加了系統(tǒng)靈活性，并且節(jié)省了資源。另外，計算機還能實時、直接地對測試數(shù)據(jù)進行各種分析與處理[1]。</p><p>　　(2) 因為虛擬儀器融合了計算機的硬件資源，計算機來直接處理這些應用，這樣就大大的

26、增強了傳統(tǒng)儀器的功能，突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、傳輸、存儲等方面的限制。</p><p>　　(3) 虛擬儀器基于計算機總線和模塊化儀器的總線，這樣就使儀器的硬件實現(xiàn)了模塊化，就可以方便地構建模塊化的虛擬儀器[3]。</p><p>　　(4) 當今世界的計算機技術和相關的技術發(fā)展十分迅速，虛擬儀器也是建立在此基礎上的，因此虛擬儀器隨著計算機更新的速度快，功能越來與強大[4]。<

27、;/p><p>　　(5) 由于計算機的體系是開放式的，所以虛擬儀器的硬件和軟件都具有開放性、可重復使用的特點。因此，用戶可根據(jù)自己的需要，選用不同廠家的產(chǎn)品，而且硬件還可以互換，這樣就使虛擬儀器系統(tǒng)更為靈活[4]。</p><p>　　1.2.2 虛擬儀器和傳統(tǒng)儀器的區(qū)別</p><p>　　每一個虛擬儀器都是由軟件和硬件兩部分夠成。但是由于虛擬儀器具很大的靈活

28、性，功能可以通過不同的采集卡和程序改變。因此這種靈活的構建方式大大節(jié)約了成本[5]。</p><p>　　傳統(tǒng)廠商的儀器都是功能由廠商定義，并且已經(jīng)預封裝好軟件和硬件，所以功能比較單一，使用上也沒有任何的靈活性。而虛擬儀器系統(tǒng)的功能則完全由用戶自己定義，所需要的也僅僅是通用的計算機平臺和數(shù)據(jù)采集卡[6]。所以，利用虛擬儀器可以創(chuàng)造出高效且功能強大的儀器。通過表1.1我們可以更直觀的看出虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的區(qū)別。&

29、lt;/p><p>　　表1.1虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的區(qū)別</p><p>　　1.3 虛擬儀器概述</p><p>　　虛擬儀器（Virtual Insturment，簡稱VI)，即是在以通用計算機（PC）為核心的硬件平臺上，由用戶設計定義、具有虛擬面板、測試功能由測試軟件實現(xiàn)的一種計算機儀器系統(tǒng)。虛擬儀器技術就是利用性能高的模塊化硬件，結合靈活高效的軟件來完成各

30、種測試、測量和自動化的應用。靈活高效的軟件能夠開發(fā)出完全符合用戶的自定義界面，模塊化的硬件能方便靈活地提供全面的系統(tǒng)集成，標準的軟硬件平臺能滿足對同步和定時應用的需求。因為同時擁有高效的軟件、模塊化I/O硬件和用于集成的軟硬件平臺這三大組成部分，虛擬儀器技術性能高、擴展性強、開發(fā)時間少，以及出色的集成這四大優(yōu)勢就能充分發(fā)揮出來[7]。</p><p>　　虛擬儀器是基于計算機的儀器。計算機和儀器的密切結合并且結合

31、的越來越緊密是目前儀器發(fā)展的一個重要方向[7]。粗略地講計算機與儀器的結合有兩種方式：一種是將計算機裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器，像目前的單片機設計。但是儀器的功能較為單一，不具有通用性；另外一種方式就是是將儀器裝入計算機，以通用的計算機（PC）硬件及操作系統(tǒng)為依托，實現(xiàn)各種儀器的功能[8]。虛擬儀器主要是指這種方式。常見的虛擬儀方案如圖1.2所示。</p><p>　　圖1.2 虛擬儀器方案<

32、;/p><p>　　1.3.1 虛擬儀器方案的組成</p><p><b>　　高效的軟件。</b></p><p>　　軟件是虛擬儀器技術中最重要的部分。使用正確的軟件工具并通過設計或調(diào)用特定的程序模塊，工程師們可以高效地創(chuàng)建自己的應用以及友好的人機交互界面。NI公司提供的行業(yè)標準圖形化編程軟件——LabVIEW，不僅能輕松方便地完成與各種

33、軟硬件的連接，更能提供強大的后續(xù)數(shù)據(jù)處理能力，設置數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)換、存儲的方式，并將結果顯示給用戶。此外，NI提供了更多交互式的測量工具和更高層的系統(tǒng)管理軟件工具，滿足客戶對高性能應用的需求。</p><p>　　模塊化的I/O硬件。</p><p>　　面對如今日益復雜的測試測量應用，NI提供了全方位的軟硬件的解決方案。無論用戶是使用PCI、PXI、PCMCIA、USB或者是1394總線，

34、NI都能提供相應的模塊化的硬件產(chǎn)品，產(chǎn)品種類從數(shù)據(jù)采集、信號處理、聲音和振動測量、視覺、運動、儀器控制、分布式I/O到CAN接口等工業(yè)通信，應有盡有。NI高性能的硬件產(chǎn)品結合靈活的開發(fā)軟件，可以為負責測試和設計工作的工程師們創(chuàng)建完全自定義的測量系統(tǒng)，滿足各種獨特的應用要求。目前，NI已經(jīng)達到了每兩個工作日推出一款硬件產(chǎn)品的速度，大大拓寬了用戶的選擇面。</p><p>　　用于集成的軟硬件平臺。</p>

35、;<p>　　NI首先提出的專為測試任務設計的PXI硬件平臺，已經(jīng)成為當今測試、測量和自動化應用的標準平臺，它的開放式構架、靈活性和PC技術的成本優(yōu)勢，為測量和自動化行業(yè)帶來了一場翻天覆地的變革。由NI發(fā)起的PXI系統(tǒng)聯(lián)盟現(xiàn)已吸引了68家廠商，聯(lián)盟屬下的產(chǎn)品數(shù)量也已激增至近千種。</p><p>　　1.3.2 虛擬儀器方案的優(yōu)勢</p><p>　　虛擬儀器技術就是利

36、用高性能的模塊化硬件，結合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應用。只有同時擁有高效的軟件、模塊化I/O硬件和用于集成的軟硬件平臺這三大組成部分，才能充分發(fā)揮虛擬儀器技術性能高、擴展性強、開發(fā)時間少以及出色的集成這四大優(yōu)勢。</p><p><b>　　1、性能高</b></p><p>　　虛擬儀器技術是在現(xiàn)代PC技術的基礎上發(fā)展起來的，所以完全“繼承”了現(xiàn)

37、代PC技術的各種優(yōu)點，包括高性能的微處理器和文件I/O，使得在數(shù)據(jù)導入硬盤的同時就能實時地對數(shù)據(jù)進行復雜的分析處理[9]。另外，目前最新的計算機技術（如多核、PCI Express等）也在不斷的推動虛擬儀器技術的發(fā)展，使虛擬儀器的優(yōu)勢更大。</p><p><b>　　2、擴展性強</b></p><p>　　虛擬儀器具有強大的靈活性，僅僅需更新計算機或者測量的硬件設

38、備，就可以方便的改進整個現(xiàn)有系統(tǒng)。</p><p><b>　　3、開發(fā)時間少</b></p><p>　　在驅(qū)動和應用兩個層面上，虛擬儀器能把計算機、儀器儀表和通訊方面的最新技術結合在一起。這些新技術在方便用戶操作的同時，也提供了高靈活性和強大的功能，輕松地配置、創(chuàng)建、發(fā)布、擴展、維護和修改高性能、低成本的測量和控制解決方案[10]。</p><

39、p><b>　　4、出色的集成度</b></p><p>　　虛擬儀器技術從本質(zhì)上說是一個集成的軟硬件概念。隨著產(chǎn)品在功能上不斷地趨于復雜，常常需要把多個測量設備集成到一起來滿足完整的測試需求，但是連接和集成這些不同設備總是要耗費大量的時間[10]。NI公司的虛擬儀器軟件提供了標準的接口，這樣可以幫助用戶輕松地將多個測量設備集成到一個系統(tǒng)之中，提高了效率，減少了任務的復雜性[11]。&

40、lt;/p><p>　　1.4 虛擬儀器的發(fā)展與現(xiàn)狀</p><p>　　在虛擬儀器出現(xiàn)之前，傳統(tǒng)儀器設備就是普通的模擬測量設備。每一種儀器就是一種完全封閉的專用系統(tǒng)[12]。如果想存儲或者進一步處理數(shù)據(jù)，就需要人工繼續(xù)操作。虛擬儀器從最初的概念提出到現(xiàn)在日趨成熟的技術，這些都離不開計算機技術的飛速。簡單來說，隨著計算機技術的發(fā)展，虛擬儀器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個階段。</p>

41、;<p>　　第一階段是使用計算機增強傳統(tǒng)儀器的功能。由于計算機技術的長足發(fā)展和接口的統(tǒng)一，計算機和外界通信成為可能，只要把儀器和計算機通過特定的接口相連接，用戶就可以通過計算機控制儀器的功能，這使得用計算機控制測控儀器成為一種趨勢[13]。</p><p>　　第二階段是開放式的通用接口和儀器硬件構成。隨著時代的發(fā)展，儀器的硬件出現(xiàn)了技術進步：插入式的計算機數(shù)據(jù)采集卡和儀器總線標準的確立。這些新的

42、技術使儀器的構成和接口得以統(tǒng)一和不斷開放，這樣就慢慢地消除了原來由用戶定義和供應商定義的儀器功能的區(qū)別[14]。</p><p>　　第三階段，虛擬儀器構架和結構得到了廣泛認同和采用。在硬件和軟件領域產(chǎn)生許多行業(yè)標準，有幾個虛擬儀器平臺已經(jīng)得到廣泛的應用并有趨勢逐漸成為虛擬儀器行業(yè)標準。然后用戶可以把許多儀器的功能通過軟件編寫的方式封裝起來用虛擬儀器實現(xiàn)[14]。</p><p>　　第四

43、階段，虛擬儀器編程的行業(yè)標準產(chǎn)生了，接口、總線、傳輸?shù)榷加型ㄟ^統(tǒng)一的標準，虛擬儀器的作者只要把大部分精力放在程序的開發(fā)和儀器功能的設計上就可以了，就不需要考慮這些問題[15]。</p><p>　　在以上階段中，可以看出在虛擬儀器技術發(fā)展中有兩個特別突出的標志：一個是各種總線標準的建立和應用，它從硬件標準上為虛擬儀器鋪平了道路；另一個是圖形化編程語言的出現(xiàn)，用戶不再面對枯燥的代碼，這就使用戶把更多的精力放在程序的

44、流程和效率上面。</p><p>　　1.5 虛擬儀器的應用</p><p><b>　　1 監(jiān)控方面</b></p><p>　　用虛擬儀器系統(tǒng)可以隨時采集和記錄從傳感去傳來的數(shù)據(jù)，并對之進行統(tǒng)計、數(shù)字濾波、頻域分析等處理，從而實現(xiàn)監(jiān)控功能。</p><p><b>　　2 檢測方面</b&g

45、t;</p><p>　　在實驗室中，利用虛擬儀器開發(fā)工具開發(fā)專用虛擬儀器系統(tǒng)，可以把一臺個人計算機編成一組檢測儀器，用于數(shù)據(jù)/圖像采集、控制與模擬。中國農(nóng)業(yè)大學的研究人員利虛擬儀器開發(fā)平臺開發(fā)了用于精密播種機性能檢測的實驗室自動化系統(tǒng)。</p><p><b>　　3 教育方面</b></p><p>　　現(xiàn)在，隨著虛擬儀器系統(tǒng)的廣泛應用，

46、越來越多的教學部門也開始用它來建立教學系統(tǒng)，不僅大大節(jié)省了開支，而且由于虛擬儀器系統(tǒng)具有靈活、可重用性強等優(yōu)點，是的教學方法也更加靈活。</p><p><b>　　4 電信方面</b></p><p>　　由于虛擬儀器具有靈活的圖形用戶接口和強大的檢測功能，同時又能與GPIB和VXI一起兼容，因此很多工程師和研究人員都把它用于電信檢測和場測試。</p>

47、<p>　　1.6 課題實現(xiàn)內(nèi)容</p><p>　　本課題研究基于LabVIEW的串口通信系統(tǒng)。包括PC與PC之間串口通信和PC與單片機之間串口通信兩個部分。下文從設計思想及軟、硬件設計方面予以介紹。</p><p>　　虛擬儀器與LabVIEW</p><p>　　2.1 LabVIEW簡介</p><p>　　

48、LabVIEW是實驗室虛擬儀器集成環(huán)境（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)的簡稱，它是美國國家儀器公司(NATIONAI INSTRUMENTS，簡稱NI)的創(chuàng)新軟件產(chǎn)品。</p><p>　　LabVIEW為用戶構造自己的儀器系統(tǒng)提供了完美的解決途徑。虛擬儀器通過軟件將計算機硬件資源與儀器硬件有機地融合為一個整體，這就把計算機中含有的強大的計

49、算處理能力和儀器硬件的測量、控制能力結合在一起，大大縮小了儀器硬件的成本和體積和開發(fā)時間。虛擬儀器隨著與計算機的發(fā)展而發(fā)展，它還與網(wǎng)絡及其他周邊設備進行互聯(lián)，我們只需改變軟件程序就就可以不斷擴展增強虛擬儀器的測量功能，并且這十分簡單[16]。</p><p>　　LabVIEW也是一種通用的編程系統(tǒng)，它具有各種各樣、功能強大、簡單易用的函數(shù)庫，這些函數(shù)庫里包含著包括數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡傳輸、串行儀器控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)

50、顯示及數(shù)據(jù)存儲等功能。LabVIEW也有完善的仿真、調(diào)試工具，如設置斷點、單步等，十分方便用戶調(diào)試。此外LabVIEW有動態(tài)連續(xù)的跟蹤方式，利用此功能可以動態(tài)、連續(xù)地觀察程序中的數(shù)據(jù)及其變化情況，這比其它語言的開發(fā)環(huán)境更加方便、更加有效。</p><p>　　LabVIEW采用圖形化編程語言——G語言，它所產(chǎn)生的程序是框圖的形式，這種形式易學易用，因為G語言可在很短的時間內(nèi)掌握并應用到實踐中去。圖形化的程序設計編

51、程比傳統(tǒng)的編程語言簡單直觀，并且開發(fā)效率高。隨著虛擬儀器技術的不斷發(fā)展，這種圖形化的編程語言一定會通行的標準[17]。</p><p>　　2.2 LabVIEW的基本特點</p><p>　　1 具有良好的圖形用戶界面。用LabVIEW可以在計算機屏幕上產(chǎn)生出類似于傳統(tǒng)儀器的面板，包括按鈕、旋鈕、開關、圖形顯示組件、控制組件等等。這些組件都具有高仿真度[18]。</p&g

52、t;<p>　　2 比起其它的語言來說編程簡單、由于采用圖形化的語言——G語言，用圖形化的方式編寫程序。</p><p>　　3 具有良好的模塊化和層次結構的特點。用LabVIEW編寫的VI即可以作為頂層程序使用，還可以作為其它大型程序的子程序進行調(diào)用。</p><p>　　4 LabVIEW軟件中提供功能強大程序調(diào)試工具。程序調(diào)試工具可以在源代碼中可以設置斷點，

53、可以單步執(zhí)行，也可以啟動。</p><p>　　2.3 LabVIEW創(chuàng)建虛擬儀器過程</p><p>　　LabVIEW里包含很多函數(shù)庫和開發(fā)庫，其中就有專門用于設計數(shù)據(jù)采集程序和儀器控制程序的。用LabVIEW進行的程序設計本質(zhì)上就是設計一個又一個的小“虛擬儀器”，即“vis”。編程時在計算機顯示屏幕上能看到各種控件的前面版(Front Panel)，十分簡潔和傳統(tǒng)儀器沒有什么區(qū)

54、別；但是在后臺就是程序框圖，這些框圖都是利用G語言來編寫出來的。由于程序的前面板具有與傳統(tǒng)儀器的界面相類似，前面板可以接受鼠標和鍵盤命令。程序里每一個Vl都可以被其他VI調(diào)用，也可以單獨使用，不受任何限制。在LabVIEW中創(chuàng)建虛擬儀器的過程主要分為四步：</p><p><b>　　1 建立新VI</b></p><p>　　啟動LabVIEW程序，單機VI按鈕

55、，建立一個新VI程序。這是將同時打開LabVIEW的前面板和后面板（框圖程序面板）。在前面板中顯示控件選板，在后面板中顯示函數(shù)選板。在兩個面板中都顯示工具選板。</p><p>　　2 創(chuàng)建虛擬儀器的前面板。虛擬儀器的前面板類似于普通儀器的面板，它是圖形化的用戶界面，用于設置輸入數(shù)值和觀察輸出量，是人、機交互的窗口。它有著各種控件：按鈕、旋鈕、開關、圖形顯示組件和其它顯示顯示組件等等。前面板對象按照功能可以分

56、為控制、指示和修飾3種?？刂剖怯脩粼O置和修改VI程序中輸入量的接口：指示則用于顯示VI程序產(chǎn)生或輸出的數(shù)據(jù)。如果將一個VI程序比作一臺儀器的話，那么控制就是儀器的數(shù)據(jù)輸入端口和控制開關，而指示則是儀器的顯示窗口，用于顯示測量結果。我們通過鼠標和鍵盤輸入數(shù)據(jù)、點擊按鈕，就可以在計算機顯示器上直接觀看結果，十分方便快捷。若想要在數(shù)字控制中輸入或修改數(shù)值，只需要用工具模板的操作工具點擊控制部件和增減按鈕，或者用操作工具或標簽工具雙擊數(shù)值欄進行

57、輸入數(shù)值修改。</p><p>　　3 創(chuàng)建框圖程序。在軟件前面板窗口的主菜單windows窗口中選擇Show Diagram就可以將前面板窗口切換到框圖程序窗口，這時我們就會看到與前面板對應的端口和框圖?？驁D程序由節(jié)點、端口和連線組成。節(jié)點是VI程序中的執(zhí)行元素，類似于文本編程語言程序中的語句、函數(shù)或者子程序。端口是數(shù)據(jù)在框圖程序部分和前面板之間傳輸?shù)耐ǖ澜涌?，以及?shù)據(jù)在框圖程序的節(jié)點之間傳輸?shù)慕涌凇６丝陬?/p>

58、似于文本程序中的參數(shù)和常數(shù)。連線是端口間的數(shù)據(jù)通道，類似于文本程序中的復制語句。數(shù)據(jù)時單向流動的，從源端口向一個或多個目的端口流動。不同的線型代表不同的數(shù)據(jù)類型，每種數(shù)據(jù)類型還以不同的顏色予以強調(diào)。根據(jù)需要在功能模板中找到所需的節(jié)點，并將節(jié)點圖標放置到框圖程序窗口。用數(shù)據(jù)連線將這些端口和節(jié)點的圖標連接起來，就形成了一個完整的框圖程序。</p><p>　　4 運行和調(diào)試程序。在LabVIEW中，我們可以通過運

59、行和連續(xù)運行這兩種方法來運行程序。如果運行時候一個VI程序存在語法錯誤，那么在面板工具條上的運行按鈕將會變成一個折斷的箭頭，這就表示程序不能被執(zhí)行需要修改。這時這個按鈕就被稱作錯誤列表。點擊此按鈕，在LabVIEW中就會彈出錯誤清單的窗口，里面羅列的就是程序中的錯誤，選用Find功能，那么出錯的對象或端口就會變成高亮顯示出來。在調(diào)試程序時可以利用單步執(zhí)行、設置斷點、設置探針等方法來顯示數(shù)據(jù)流動方向。</p><p&g

60、t;　　2.4 本章小結</p><p>　　本章對LabVIEW軟件進行了介紹，包括軟件的發(fā)展歷程，軟件的特點。對LabVIEW創(chuàng)建虛擬儀器過程做了大致的描述。</p><p><b>　　串行通信</b></p><p>　　3.1 串行通信的概念和特點</p><p>　　串行通信是指使用一條數(shù)據(jù)線（另

61、外需要地線，可能還需要控制線），將數(shù)據(jù)一位一位地依次傳輸，每一位數(shù)據(jù)占據(jù)一個固定的時間長度。其只需要少數(shù)幾條線就可以在系統(tǒng)間交換信息，特別使用于計算機與計算機、計算機與外設之間的遠距離通信。使用串口通信時，發(fā)送和接收到的每一個字符實際上都是一次一位的傳送的，每一位為1或者為0。如圖3.1所示。</p><p><b>　　圖3.1串行通信</b></p><p>　　

62、串行通信的特點是：數(shù)據(jù)傳送按位順序進行，最少值只需要一根傳輸線即可完成，節(jié)省傳輸線。與并行通信相比還有較為顯著的優(yōu)點，傳輸距離長，可以幾米到幾千米。在長距離內(nèi)串行數(shù)據(jù)傳送速率比并行數(shù)據(jù)傳送速率快，串行通信的通信時鐘頻率容易提高，串行通信的干擾能力十分強，其信號間的互相干擾完全可以忽略。但是串行通信傳送速率比并行通信慢很多，并行通信時間為T，則串行時間為NT。</p><p>　　正是由于串行通信的接線少、成本低，

63、因此它在數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應用，產(chǎn)品也多種多樣。RS-232的通信距離一般為15米，波仕電子的RS-232可以達到500米以上。</p><p>　　3.2 串行通信的分類</p><p>　　串行傳輸中，數(shù)據(jù)時一位一位按照到達的順序依次傳輸?shù)?，每位?shù)據(jù)的發(fā)送的接受都需要時鐘來控制，發(fā)送端通過發(fā)送時鐘確定數(shù)據(jù)位的開始和結束，接受端需要在適當?shù)臅r間間隔對數(shù)據(jù)流進行采樣來正

64、確的識別數(shù)據(jù)。接收端和發(fā)送端必須保持步調(diào)一致，否則數(shù)據(jù)傳輸就會出現(xiàn)差錯。為了解決以上問題，串行通信可采用以下兩種方法：同步通信和異步通信。</p><p>　　3.2.1 同步通信</p><p>　　同步通信是一種連續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只傳送一幀信息。這里的信息幀與異步通信中的字符幀不同，通常含有若干個數(shù)據(jù)字符。</p><p>　　它們均由同

65、步字符、數(shù)據(jù)字符和校驗字符（CRC）組成。其中同步字符位于幀開頭，用于確認數(shù)據(jù)字符的開始。數(shù)據(jù)字符在同步字符之后，個數(shù)沒有限制，由所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊長度來決定；校驗字符有1到2個，用于接收端對接收到的字符序列進行正確性的校驗。同步通信的缺點是要求發(fā)送時鐘和接收時鐘保持嚴格的同步。</p><p>　　3.2.2 異步通信</p><p>　　串行異步通信即RS232通信，是主機與外部硬

66、件設備的常用通訊方式?？梢噪p向傳輸。如衛(wèi)星信號接收版收到的數(shù)據(jù)傳導到計算機處理，主要使用串行異步通信處理。</p><p>　　異步通信中，有兩個比較重要的指標：字符幀格式和波特率。數(shù)據(jù)通常以字符或者字節(jié)為單位組成字符幀傳送。字符幀由發(fā)送端逐幀發(fā)送，通過傳輸線被接收設備逐幀接收。發(fā)送端和接收端可以由各自的時鐘來控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這兩個時鐘源彼此獨立，互不同步。</p><p>　　接收

67、端檢測到傳輸線上發(fā)送過來的低電平邏輯"0"（即字符幀起始位）時，確定發(fā)送端已開始發(fā)送數(shù)據(jù)，每當接收端收到字符幀中的停止位時，就知道一幀字符已經(jīng)發(fā)送完畢。</p><p>　　異步通信中典型的幀格式是：1位起始位，7位（或8位）數(shù)據(jù)位，1位奇偶校驗位，2位停止位。</p><p>　　3.2.3 異步通信和同步通信的比較</p><p>　　

68、（1）異步通信簡單，雙方時鐘可允許一定誤差。同步通信較復雜，雙方時鐘的允許誤差較小。</p><p>　?。?）異步通信只適用于點對點通信，同步通信可用于點對多通信。</p><p>　?。?）通信效率：異步通信低，同步通信高。</p><p>　　由于本實驗只是完成點對點的通信，異步通信即可滿足要求，而且傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量很小，不需要很高的通信效率，異步通信亦可滿足，考

69、慮到異步通信的方式線路簡單，容易實現(xiàn)，因此本次設計采用異步通信的工作方式。</p><p>　　3.3 串行通信的工作模式</p><p>　　通過單線傳輸信息是串行數(shù)據(jù)通信的基礎。數(shù)據(jù)通常是在兩個站（點對點）之間進行傳送，按照數(shù)據(jù)流方向可分成三種傳送模式：單工、半雙工、全雙工。</p><p>　　3.3.1 單工形式：早期的電流環(huán)</p>

70、<p>　　單工形式的數(shù)據(jù)傳送是單向的。通信雙方中，一方固定是發(fā)送端，另一方則固定是接收端，使用一根傳輸線，如圖3.2所示。</p><p><b>　　圖3.2單工形式</b></p><p>　　3.3.2 半雙工形式：RS-485</p><p>　　半雙工通信使用同一根傳輸線，即可發(fā)送數(shù)據(jù)又可接受數(shù)據(jù)，但不能同時發(fā)送

71、和接受。在任何時刻只能由其中的一方發(fā)送數(shù)據(jù)，另一方接受數(shù)據(jù)。因此半雙工形式既可以使用一條數(shù)據(jù)線，也可以使用兩條數(shù)據(jù)線。如圖3.3所示。</p><p><b>　　圖3.3半雙工形式</b></p><p>　　半雙工通信中每個端口都需要有一個收/發(fā)切換電子開關，通過切換來決定數(shù)據(jù)向哪個方向傳輸。因為有切換，所以會產(chǎn)生時間延遲，信息傳輸效率較低。但是對于像打印機這樣單

72、方向傳輸?shù)耐鈬O備，用半雙工方式就能滿足要求了，不用采用全雙工方式，可節(jié)省一根傳輸線。</p><p>　　波仕電子的RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器使用了獨特的零延時自動收發(fā)轉(zhuǎn)換技術，直接從RS-485信號中用硬件提取收發(fā)轉(zhuǎn)換控制信號，并具備零延時的性能。其中零延時指收發(fā)切換過程轉(zhuǎn)變時間為0。在使用時與RS-232通信一樣。</p><p>　　3.3.3 全雙工形式：RS-232

73、</p><p>　　全雙工數(shù)據(jù)通信分別由兩根可以在兩個不同的端點同時發(fā)送和接收的傳輸線進行傳送，通信雙方都能在同一時刻進行發(fā)送和接收操作。如圖3.4所示。</p><p><b>　　圖3.4全雙工形式</b></p><p>　　在全雙工形式中，每一端都有發(fā)送器和接收器，有兩條傳送線，可在交互式應用和遠程監(jiān)控系統(tǒng)中使用，信息傳輸效率較高。&

74、lt;/p><p>　　鑒于全雙工工作模式可以通信雙方同時同時發(fā)送數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，本次設計采用全雙工的工作模式。 </p><p>　　3.4 通信參數(shù)</p><p>　　串行端口的通信方式是將字節(jié)拆分成一個接著一個的位再傳送出去。接到此信號的一方在將此一個一個的位組合成原來的字節(jié)，如此形成一個字節(jié)的完整傳送。</p><p>　　在傳輸進行

75、的過程中，雙方明確傳送的具體方式，否則雙方就沒有一套共同的譯碼方式，從而無法了解對方所傳過來的信息的意義。因此雙方為了進行通信，必須遵守一定的通信規(guī)則，這個共同的規(guī)則就是通信端口的初始化。</p><p>　　通信端口的初始化必須對以下參數(shù)進行設置。</p><p>　　3.4.1 波特率</p><p>　　這是一個衡量通信速度的參數(shù)。它表示每秒鐘傳送的bi

76、t的個數(shù)。例如300波特表示每秒鐘發(fā)送300個bit。當我們提到時鐘周期時，我們就是指波特率例如如果協(xié)議需要4800波特率，那么時鐘是4800Hz。這意味著串口通信在數(shù)據(jù)線上的采樣率為4800Hz。通常電話線的波特率為14400，28800和36600。波特率可以遠遠大于這些值，但是波特率和距離成反比。高波特率常常用于放置的很近的儀器間的通信，典型的例子就是GPIB設備的通信。</p><p>　　3.4.2

77、 數(shù)據(jù)位</p><p>　　這是衡量通信中實際數(shù)據(jù)位的參數(shù)。當計算機發(fā)送一個信息包，實際的數(shù)據(jù)不會是8位的，標準的值是5、7和8位。如何設置取決于你想傳送的信息。比如，標準的ASCII碼是0～127（7位）。擴展的ASCII碼是0～255（8位）。如果數(shù)據(jù)使用簡單的文本（標準 ASCII碼），那么每個數(shù)據(jù)包使用7位數(shù)據(jù)。每個包是指一個字節(jié)，包括開始/停止位，數(shù)據(jù)位和奇偶校驗位。由于實際數(shù)據(jù)位取決于通信協(xié)議的選

78、取，術語“包”指任何通信的情況。</p><p>　　3.4.3 停止位</p><p>　　用于表示單個包的最后一位。典型的值為1，1.5和2位。由于數(shù)據(jù)是在傳輸線上定時的，并且每一個設備有其自己的時鐘，很可能在通信中兩臺設備間出現(xiàn)了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸?shù)慕Y束，并且提供計算機校正時鐘同步的機會。適用于停止位的位數(shù)越多，不同時鐘同步的容忍程度越大，但是數(shù)據(jù)傳輸率同

79、時也越慢。 </p><p>　　3.4.4 奇偶校驗位</p><p>　　在串口通信中一種簡單的檢錯方式。有四種檢錯方式：偶、奇、高和低。當然沒有校驗位也是可以的。對于偶和奇校驗的情況，串口會設置校驗位（數(shù)據(jù)位后面的一位），用一個值確保傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有偶個或者奇?zhèn)€邏輯高位。例如，如果數(shù)據(jù)是011，那么對于偶校驗，校驗位為0，保證邏輯高的位數(shù)是偶數(shù)個。如果是奇校驗，校驗位位1，這樣就有

80、3個邏輯高位。高位和低位不真正的檢查數(shù)據(jù)，簡單置位邏輯高或者邏輯低校驗。這樣使得接收設備能夠知道一個位的狀態(tài)，有機會判斷是否有噪聲干擾了通信或者是否傳輸和接收數(shù)據(jù)是否不同步。</p><p>　　3.5 本章小結</p><p>　　本章介紹了串行通信傳輸距離長，接線少，成本低的特點。串行通信分為同步通信、異步通信兩種方式。工作模式分為單工、半雙工和全雙工。考慮到本次設計的要求，這里

81、選擇全雙工異步通信的工作方式來實現(xiàn)。最后，介紹了串口初始化需要設置的通信參數(shù)。</p><p><b>　　PC與PC串口通信</b></p><p>　　4.1 設計目的和實現(xiàn)方案</p><p>　　4.1.1 設計目的</p><p>　　利用PC的串口進行數(shù)據(jù)通訊在當今的通信領域中占有著重要的地位，用

82、RS-232串行口直接對接兩臺機器，以此來實現(xiàn)通信、數(shù)據(jù)和文件傳輸。采用串行端口連接雙機進行數(shù)據(jù)傳輸，是通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N簡單易行的好方法。而采用圖形化界面的Labview軟件編寫通信程序，可以大大的簡化編程的復雜程度，在生產(chǎn)和生活中具有使用重大的應用價值。</p><p>　　4.1.2 實現(xiàn)方案</p><p>　　兩臺計算機進行通信，一臺通過串口發(fā)送數(shù)據(jù)，另一臺計算機接收發(fā)送

83、來的數(shù)據(jù)，并返還數(shù)據(jù)。兩臺計算機之間利用一條串口數(shù)據(jù)線連接起來。當兩臺串口設備通信距離較近時，可以直接連接，最簡單的情況，在通信中只需要三根線（發(fā)送線、接收線、信號地線）便可實現(xiàn)雙全工異步串行通信。</p><p>　　4.2 系統(tǒng)硬件結構</p><p>　　4.2.1 RS-232的功能特性描述</p><p>　　通常RS-232接口以9個引腳(D

84、B-9)或是25個引腳(DB-25)的型態(tài)出現(xiàn)，一般個人計算機上會有兩組RS-232接口，分別稱為COM1和COM2。RS-232標準規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。</p><p>　　RS-232標準規(guī)定，驅(qū)動器允許有2500pF的電容負載，通信距離將受此電容限制，例如，采用150pF/m的通信電纜時，最大通信距離為15m；若每米電纜的電

85、容量減小，通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用于20m以內(nèi)的通信。</p><p>　　EIA-RS-232C對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)定。</p><p>　?。?）在TxD和RxD上：</p><p>　　邏輯1(MARK)=-3V～-15V</p>

86、<p>　　邏輯0(SPACE)=+3～+15V</p><p>　?。?）在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：</p><p>　　信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）=+3V～+15V</p><p>　　信號無效（斷開，OFF狀態(tài)，負電壓) =-3V～-15V</p><p>　　以上規(guī)定說明了RS-323C標準

87、對邏輯電平的定義。對于數(shù)據(jù)（信息碼）：邏輯“1”（傳號）的電平低于-3V，邏輯“0”（空號）的電平高于+3V；對于控制信號；接通狀態(tài)（ON）即信號有效的電平高于+3V，斷開狀態(tài)(OFF)即信號無效的電平低于-3V，也就是當傳輸電平的絕對值大于3V時，電路可以有效地檢查出來，介于-3～+3V之間的電壓無意義，低于-15V或高于+15V的電壓也認為無意義，因此，實際工作時，應保證電平在±(3～15)V之間[19]。</p&g

88、t;<p>　　RS-232C的功能特性定義了25芯標準連接器中的20根信號線，其中2條地線、4條數(shù)據(jù)線、11條控制線、3條定時信號線，剩下的5根線作備用或未定義。常用的只有10根:</p><p>　　（1）數(shù)據(jù)發(fā)送準備好（Data set ready-DSR)——有效時（ON）狀態(tài)，表明MODEM處于可以使用的狀態(tài)。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)終端準備好(Data t

89、erminal ready-DTR)——有效時（ON）狀態(tài)，表明數(shù)據(jù)終端可以使用。</p><p>　?。?）請求發(fā)送(Request to send-RTS)——用來表示DTE請求DCE發(fā)送數(shù)據(jù)，它用來控制MODEM是否要進入發(fā)送狀態(tài)。</p><p>　?。?）允許發(fā)送（Clear to send-CTS）——用來表示DCE準備好接收DTE發(fā)來的數(shù)據(jù)，是對請求發(fā)送信號RTS的響應信號。

90、</p><p>　　（5）接收線信號檢出(Received Line detection-RLSD)——用來表示DCE已接通通信鏈路，告知DTE準備接收數(shù)據(jù)。</p><p>　?。?）振鈴指示(Ringing-RI)——當MODEM收到交換臺送來的振鈴呼叫信號時，使該信號有效（ON狀態(tài)），通知終端，已被呼叫。</p><p>　?。?）發(fā)送數(shù)據(jù)(Transmit

91、ted data-TxD)——通過TxD終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到MODEM，(DTE→DCE)。 </p><p>　?。?）接收數(shù)據(jù)(Received data-RxD)——通過RxD線終端接收從MODEM發(fā)來的串行數(shù)據(jù)，(DCE→DTE )。</p><p>　?。?）GND、Sig.GND——保護地和信號地，無方向。</p><p>　　由于RS-232接口標準出

92、現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點： </p><p>　　（1）接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。 </p><p>　　（2）傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率≤20Kbps。 </p><p>　?。?）接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共

93、模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。 </p><p>　?。?）傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50英尺（實際≤15米）。</p><p>　　雖然RS-232不會是在串行通信中最理想的應用元件，但在本次設計中，RS-232完全可以完成設計的基本要求。</p><p>　　4.2.2 硬件線路</p><p>　　當兩臺RS-232串口設備

94、通信距離較近時（<15m），可以用電纜線直接將兩臺設備的RS-232端口連接；若通信距離較遠（>15m）時，需附加調(diào)制解調(diào)器（Modem）。</p><p>　　在RS-232的應用中，很少嚴格按照RS-232標準。其主要原因是因為許多定義的信號在大多數(shù)的應用中并沒有用上。在許多應用中，例如Modem，只用了9個信號（兩條數(shù)據(jù)線、6條控制線、一條地線）；在其他一些應用中，可能只需要5個信號（兩條數(shù)據(jù)線

95、、兩條握手線、一條地線）；還有一些應用，可能只需要數(shù)據(jù)線，而不需要握手線，即只需要3個信號線。因為在控制領域，在近距離通信時常采用RS-232，所以這里只對近距離通信的線路連接進行討論。</p><p>　　當通信距離較近時，通信雙方不需要Modem，可以直接連接，這種情況下，只需使用少數(shù)幾根信號線。最簡單的情況，在通信中根本不需要RS-232C的控制聯(lián)絡信號，只需三根線（發(fā)送線、接收線、信號地線）便可實現(xiàn)全雙工

96、異步串行通信。</p><p>　　在實際使用中常使用串口通信線將兩個串口設備連接起來。串口線的制作方法非常簡單：準備兩個9針的串口接線端子（因為計算機上的串口為公頭，因此連接線為母頭），準備3根導線（最好采用3芯屏蔽線），按圖4.1所示將導線焊接到接線端子上。</p><p>　　圖4.1 串口通信線的制作 圖4.2 PC與PC串口通信線路</p>

97、<p>　　圖4.2所示中的2號接收腳與3號發(fā)送腳交叉連接是因為在直連方式時，把通信雙方都當作數(shù)據(jù)終端設備看待，雙方都可發(fā)也可收。在這種方式下，通信雙方的任何一方，只要請求發(fā)送RTS有效和數(shù)據(jù)終端準備好DTR有效就能開始發(fā)送和接收。</p><p>　　在計算機通電前，按圖4.2所示將兩臺PC的COM1口用串口線連接起來。</p><p>　　4.3 軟件設計</

98、p><p>　　4.3.1 VISA簡介</p><p>　　本設計采用了VISA的串行通訊子VI來開發(fā)串行通信軟件。NI-VISA(Virtual Instrument Software Architecture,以下簡稱為"VISA")是美國國家儀器NI(National1nstrLlrnent)公司開發(fā)的一種用來與各種儀器總線進行通信的高級應用編程接口。VISA

99、總線軟件是一個綜合軟件包,不受平臺、總線和環(huán)境的限制,可用來對USB、GPIB、串口、VXI、PXI和以太網(wǎng)系統(tǒng)進行配置、編程和調(diào)試。VISA是虛擬儀器系統(tǒng)I/O接口軟件?；谧缘紫蛏辖Y構模型的VISA創(chuàng)造了一個統(tǒng)一形式的I/O控制函數(shù)集。一方面,對初學者或是簡單任務的設計者來說,VISA提供了簡單易用的控制函數(shù)集,在應用形式上相當簡單;另一方面,對復雜系統(tǒng)的組建者來說,VISA提供了非常強大的儀器控制功能與資源管理。</p>

100、;<p>　　VISA(Virtual In-strument Software Archiecture)作為一種虛擬儀器軟件規(guī)范,是用于儀器編程的標準I/O函數(shù)庫及其相關規(guī)范的總稱。VISA庫駐留在計算機系統(tǒng)中,完成計算機與儀器之間的連接,用以實現(xiàn)對儀器的程序控制。</p><p>　　作為儀器I/O函數(shù)庫，VISA編程與傳統(tǒng)的I/0軟件編程基本相同，主要是通過設備的端口讀寫操作和屬性控制，實現(xiàn)與

101、儀器的命令與數(shù)據(jù)交換。VISA函數(shù)按照功能基本上可以分為基本I/0、格式化I/O、內(nèi)存I/O、資源管理、共享內(nèi)存管理、事件處理和屬性控制等幾大類。用戶可以在VISA中利用SCPI命令來控制基于消息基的儀器和帶有SCPI命令翻譯節(jié)點的基于寄存器級的儀器，對于不接收SCPI命令的儀器，也可以通過使用VISA的寄存器讀寫節(jié)點直接訪問儀器的底層寄存器的方法來實現(xiàn)對儀器的控制。VISA函數(shù)庫中的函數(shù)以VISA節(jié)點的形式出現(xiàn)。VISA節(jié)點位于All

102、Function>>Instrument I/O>>VISA目錄下， 基本的VISA節(jié)點有：VISA Write、VISA Read、VISA Clear、VISA Read STB．VISA Asserlt Trigger。</p><p>　　4.3.2 通信模塊的引入</p><p>　　在LabVIEW中，對串行口進行控制的方式通常有兩種：一是利用La

103、bVIEW功能模塊的Instrument I/O-〉VISA子模塊；二是直接利用LabVIEW功能模塊Instrument I/O-〉Serial子模塊，該程序庫中包含進行串行通信操作的一些功能模塊。這正符合本軟件開發(fā)的需要。通過這些功能控件可以方便地實現(xiàn)對串口參數(shù)的設置和對串口進行操作。其方法是在LabVIEW中選擇Serial串口操作子模板，找到VISA Configure Serial Port.Vi（初始化串口）模塊，在該模塊下

104、設置串口的baud rate（波特率）、data bits（數(shù)據(jù)位數(shù)）、parity（奇偶校驗位）、stop bits(停止位)等。而讀寫串口則使用VISA Read和VISA Write來實現(xiàn)，數(shù)據(jù)都會先緩存到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，并且可以對讀寫的數(shù)據(jù)長度進行操作；另外還有VISA Close、VISA Byte at Serial Port 以及VISA Serial Break.vi，分別是關閉串口、讀取輸入緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)位的序號以及對串口設

105、置斷點；這些模塊均根據(jù)輸入的端口號對串口進行相應操作。</p><p>　　表4.1 通信模塊的屬性</p><p>　　圖4.3給出了VISA串口通信函數(shù)的界面。</p><p>　　圖4.3 VISA串口通信函數(shù)</p><p>　　首先需要調(diào)用VISA Configure Serial Port完成串口參數(shù)的設置，包括波特率、數(shù)據(jù)位、停

106、止位、校驗位等等。本次設計統(tǒng)一設計為波特率為9600、數(shù)據(jù)位為8、校驗位無，為0、停止位為1。如圖4.4所示。</p><p>　　如果初始化沒有問題，就可以使用這個串口進行數(shù)據(jù)收發(fā)。發(fā)送數(shù)據(jù)使用VISA Write，如圖4.5所示。</p><p>　　圖4.4串口初始化 圖4.5從串口發(fā)送數(shù)據(jù)</p><p>　

107、　接收數(shù)據(jù)使用VISA Read。在接收數(shù)據(jù)之前需要使用VISA Bytes at Serial Port查詢當前串口接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，如果VISA Read要讀取的字節(jié)數(shù)大于緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，VISA Read操作將一直等待，直至Timeout或者緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)達到要求的字節(jié)數(shù)。當然也可以分批讀取接收緩沖區(qū)或者只從中讀取一定字節(jié)的數(shù)據(jù)。如圖4.6所示。 </p>&l

108、t;p>　　圖4.6 從串口接收數(shù)據(jù)</p><p>　　在某些特殊情況下，需要設置串口接收/發(fā)送緩沖區(qū)的大小，此時可以使用VISA Set I/O Buffer Size；而使用VISA Flush I/O Buffer則可以清空接收與發(fā)送緩沖區(qū)。如圖4.7，圖4.8.在串口使用結束后，使用VISA Close結束與VISA resource name指定的串口之間的會話。如圖4.9。</p>