0 引言
在实际应用中, 我们经常遇到上位机与单片机系统通信的问题。由于上位机和单片机都具有串口, 因此经常使用串口完成二者之间的数据交换, 这就需要在上位端设计相应的串口通信程序。为了使开发出来的界面更具人性化、功能更强, 在此采用LabVIEW 开发单片机与上位机通信系统, 利用虚拟仪器软件绘制图形面板,在上位机上模拟出与之功能相对应的控制面板, 实现对仪器的控制、数据的分析处理等功能, 从而构建出一个有效的单片机与上位机的串口通信系统。
1 串口通信系统的建立
1. 1 系统硬件构成及通信的建立
单 片 机 侧 采 用 51 系 列 单 片 机, 晶 振 为11. 059 2Hz, 采用串口通信方式, 波特率为9 600b/ s, 8位数据位, 1 位停止位, 无奇偶校验。单片机的显示部分用于显示接收到上位机发送来的数据, 由HD7279A控制。HD7279A 是一片具有串行接口的可同时驱动 8位共阴式数码管( 或 64 只独立 LED) 的智能显示驱动芯片, 这样我们就可以直观地看到上位机发送过来的数据。单片机运行后等待上位机传来启动命令和初始控制, 根据上位机发送来的不同控制代码做出相应的数据答复, 若接收错误则单片机不做响应, 上位机重新发送; 当接收到上位机发送的停止命令后, 单片机做出响应。
1. 2 通信程序设计
程序采用 C51 语言编写, 包括主程序、参数初始化子程序、数据管理子程序、中断调用程序( 包括定时器、串口的中断服务程序) 以及数据传输服务。数据传输等功能均在中断程序中完成。主程序中断发生后, 进入中断服务, 接收完数据
帧后, 调用数据管理子程序完成对数据的分析、处理,然后调用数据传输子程序将响应数据或短应答发送出去, 这样就完成了一个数据传输循环周期的处理。主程序流程见图 1。
图 1 主程序流程图
单片机的数据存储区开辟了两个缓冲区, 分别为数据接收区和数据发送区, 一个用来存放上位机发送来的数据帧, 另一个用来存放单片机要发送的响应数据。当进入中断后, 单片机将上位机发送来的控制值装入数据接收区并直接在单片机的数码管上显示出来, 这样就能方便地判断上位机发送的控制值是否正确, 单片机根据其数据管理子程序判定控制值, 然后在数据发送区装载响应数据, 通过串口发送出去并在上位机的前面板框图中显示出来。
2 串行通信模块在 LabVIEW 中的应用
2. 1 串口 VI 介绍
在LabVIEW 中, VISA 称为虚拟仪器软件体系结构( Virtual Instrument So ftw are Architecture) , 作为LabVIEW 程序中驱动程序间相互通信的底层功能模块, 可以连接不同标准的I/ O 设备, 是一个用来在串口通信设备、VXI 设备、GPIB 设备以及其它基于计算机设备之间通信的函数库。我们可以在 LabVIEW 中的Instrument I/ O 中的 Serial 找到与串口VI 相对应的模块, 其中比较常用的是 VISA Co nfigure Serial Port 、VISA Write、VISA Read 等模块, 分别实现串口设置、串口写、串口读等功能。通过对这几个功能模块的配置和连接, 就能开发出符合要求的LabView 串行口通信软件。编程中最关键的是对这几个通信子 VI 属性的设置和通信流程图的连接。
2. 2 上位机串口通信程序设计
上位机通信程序在程序框图中设计完成, 首先完成串口的初始化, 在此设置波特率为9 600b/ s, 8 位数据位, 1 位停止位, 无奇偶校验; 其次设置VISA Write/VISA Read 等相应模块的功能。上位机串口通信程序框图见图2。
这样, 一个基于 LabVIEW 环境下的单片机串口通信系统就建立起来了, 我们在前面板的对话窗口中输入相应的控制值, 就可以看到单片机做出的数据响应, 见图3, 其中 read string 就为单片机做出的响应数据。
3 结束语
本文利用 LabVIEW 建立了与单片机的串口通信系统, 具有较强的可操作性和灵活性, 为单片机串口通信的建立提供了一种行之有效的方法, 实验证明其运行稳定、可靠。它可以被广泛地应用于实验教学、工业测控等领域。
图 2 上位机串口通信程序框图
图 3 对话框图
参考文献:
[ 1] 侯国屏, 王 , 叶齐鑫. LabVIEW7. 1 编程与虚拟仪器设计[ M] . 北京: 清华大学出版社, 2005.
[ 2] 杨乐平, 李海涛, 肖相生. LabVIEW 程序设计与应用[ M] . 北京: 电子工业出版社, 2001.
Realization of Serial Communication between LabVIEW and MCU
ZHU Jian-ping, LV Chun-feng
( S chool of Physics and Electronic-El ectr ical In formation Engineering , Yu nnan Nationalities Un iversit y, Kun ming 650031,C hina)
Abstract: This paper intro duces a w ay to est ablish a serial comm unication betw een LabVIEW and MCU. Based o n the funct ion o f
LabVIEW, it can be used in MCU seria l com municat ion, so the dat a exchang e can be realized.
Key words: LabVIEW; M CU ; serial communicationSkills of Regulating the Parameters of the PID Control SystemsSHEN Cheng, HUANG Guang-hong, CAO Shi-hong, LI Yuan
( T he Archit ectu ral En gineering Institut e of the General Logistics Depar tm ent of the PLA, Xi'an 710032, China)
Abstract: The PID reg ulato rs ar e the most fr equently applied contr ollers in the industrial pr ocess co nt ro l. Investig ating the
regulat ions of the PID contr ol systems is v ery advantag eous to shorten the debugg ing time a nd t o impro ve the debugg ing efficiency .
The essent ial functio ns of the PID paramet ers ar e analy zed, and the practical r egulatio n methods and skills o f the PID paramet ers
ar e giv en sy nthetically , and the debugg ing pr ocesses o f an exemplary PID co ntro l sy stem ar e giv en, to o.
Key words: PID; contr ol system; par ameter; r eg ulatio n skills