论文研究-基于LabVIEW和单片机的多路控制系统设计 .pdf

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基于LabVIEW和单片机的多路控制系统设计,张磊,龚成龙,本文介绍了一种基于LabVIEW和STC89C52单片机的串口通讯的多路控制系统。系统使用485总线连接各个模块,可以实现对较远目标的控制和信号
国武技论文在线 位串行 ,内部含有个位字节支持总线数据传送协议,该芯片 其具有接凵方便,体积小,数据掉电不丢失等特点,在仪器仪表及工业自动化控制中得到大 量的应用。每次修改工作时间段参数时,就将这些数据存入外部存储器中,在系统重新上电 后,再将其从存储器中读回,增加下位机系统的独立性和稳定性。存储器芯片与单片机的硬 件连接如图所示。 vCC 41987 PO, U U.1 P0.2 P0.3 AQ vCC A1 WP P0.6 GND SDA P1.0 AT24C02 P1.1 P1.2 80C31 图3AT24C02存储器模块硬件电路 液晶显示电路 字符型液晶是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块,可以显 示两行,每行可显示个字符,具有体积小、硬件连接简单、功耗低等特点。卜位机子系 统中的单片机可控制液晶将时间、温度、L作时间段、L作状态等信息显示出来。由于要显 示的信息量较多, 型液晶无法将其次性全部显示,因此在设计吋加入一个按键,通 过按键切换各个显示信息。 系统软件设计 系统的软件设计包括上位机控制程序的设计和下位机单片机程序的设计;而对」具有通 信功能的系统,通信协议的设计也是一个重要的组成部分。 通信协议设计 对于需要进行通信的系统,通信协议是保证通信的基础,本文设计的通信协议是数条具 有起始位和终止位的帧所组成的,消息帧的结构如表所示 表帧结构 起始 设备地址 功能码 数据 校验码 终止 字符 符 字符 字符 消息帧中的起始位和终止位分别用和来表示接受帧命令的开始和结束;设备地址衣 示要求响应的下位机,只有地址相同才会执行本次命令;功能代码表示要执行什么样的命令 校验是为了保证帧传输过程的准确性,采用校验,在发送消息帧之前,将除去起始位 和终止位的所有要发送的数据经过冗佘计算,得到的效验码,将其加在数据之后一起 发出厶,接收到消息帧之后,系统首先按算法重新计算校验码,如果二者相冋则抉行 本次命令,否则重新发送。消息帧的功能代码如表所示 国武技论文在线 表功能代码表 功能代码 代码作用修改时间读回时间修改工作时间段修改工作时间段读回工作次态 下位机程序设计 下位机上电后,单片机从外部存储器中读回工作时间段,对时钟芯片进行读写操作,比 较系统时间是否位于时间段内。当串口接收到帧消息后,触发中断,系统对帧消息进行校验 和判断,如果命令正确且地址一致,下位杋执行此命令,发送相应的效据。程序流程图如图 所 初始化 禁止发送DE-0 允许接受RE- 按收到帧指 许发DF-1 禁止接受RE=1 <设各号一致? YES 前世形:从粉、NO一帽尝型:画 型;请 在位? 从机时间就 从机时间放 从机对间 从机时间 YES YES YES 发送准备指令 慧徵下位机状态 发送下位机状态 底改封间 发下位机时间 图4下位机程序流程图 上位机程序设计 设计的上位机程序应当具有以下功能:能够显示系统吋间和配置串冂参数: 可以测试下位机通信状态,能读回下位机的吋间、⊥作时间段和L作状态;并可以修改指定 下位机的时间和工作时间段;对于接收和发送的指令进行校验码计算,判断指令是否正确。 操作界面如图所示。 国武技论文在线 读回的名技 保存勤看 1跆温度1跆温度上限2跆温度2跆混度上限 通信视试 3跎温度3温度上限3陷温度3湿度上限 系时问+1置|選讯测试 品哼5榀哼卜限5温度6险卜限 读职湿态 7跻温哼7蹄温摩}限3跻温摩8蹄上限 读取的节 据比特流程控 取前延时 一路非陷」三路」五路」第六监第七第八 决回1位孔上作同质 修改第1下应机工作时问致 修圾第路下位机系时间 站束时间 结束叶间 读回珞时问段千 设置路时间段时 时 时 读取第1路下位机系统时间 时分 图操作界面 串口基本读写程序 的串口通讯都位于仪器中的 面板中,包括串口初始化、串口写 入、串口读取、关闭串口等模块。运行程序前首先要配置串口参薮,确定波特率、串口资 源名等参数,然后就可以通过串口与入或串口读取进行数据交换。串口基本程序如图所小 date bit LTS tr l 图串口基本程序图 校验 为了保证指令的正确性,机接收到消息帧后要重新计算校验值两者比较如果 相符,表示接收的消息帧正确无误,否则表明接收的消息帧有误。判断接收的消息帧是 否正确的 子程序如图所示;其中包含了校验的计算程序,采用公式编辑 器进行编写。 国武技论文在线 画 接收于丰 画孙 图校验程序图 结论 本文结合虚拟仪器和单片机,实现了对多路设备的集中、定时控制,利用了 的 虚拟性和直观性,大大简化了硬件电路和单片机编程的难度。该系统操作简单,功能多样 灵活性好,可应用于智能家居、工业控制等方面。 参考文献 许怛迎基于 总线的混室环境监测系统仪表技术与传感器, 邰鹤帅基于 的单片机串口通信技术的研究计算机与网络, 陈树学 宝典北京:电子工业出版 顾亚雄基于 的单片机多路数据米集系统的设计计算机应用, 赵振华,冯涓基于 的单片机温度自动测试系统测控技术, 许恒迎基于 协议的智能电气监控系统仪表技术与传感器,

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