基于LabVIEW的電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)顯示

1、基于LabVIEW的電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)顯示摘要：利用Proteus軟件，單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，LabVIEW顯示界面顯示上位機(jī)串口的配置和電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的圈數(shù)。實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)控制系統(tǒng)下位機(jī)與LabVIEW上位機(jī)通過串口來進(jìn)行通信的功能。關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī)，串口通信，聯(lián)合仿真，LabVIEW0 引言本系統(tǒng)由Proteus單片機(jī)電路和LabVIEW上位機(jī)聯(lián)合仿真組成。下位機(jī)使用proteus軟件聯(lián)合keil利用51單片機(jī)最小系統(tǒng)來仿真實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，使用LabVIEW制作的上位機(jī)顯示界面和下位機(jī)進(jìn)行通信。上位機(jī)顯示電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)。1 下位機(jī)原理正反轉(zhuǎn)可控步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)由單片機(jī)最小系統(tǒng)、步進(jìn)

2、電機(jī)和COM控件組成，該系統(tǒng)是實(shí)際電路的一個仿真，通過虛擬串口能夠?qū)崿F(xiàn)和上位機(jī)之間的通信。熟悉步進(jìn)電機(jī)四相雙四拍方式的驅(qū)動原理。其硬件原理圖如圖一：圖1 硬件原理圖其中步進(jìn)電機(jī)由ULN2003A驅(qū)動，P1.0控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)，P1.1控制電機(jī)的反轉(zhuǎn)，P1.2控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的停止，COM口通過虛擬串口連接上位機(jī)。實(shí)現(xiàn)功能：P1.0“正轉(zhuǎn)”按鈕按下，步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)，計數(shù)器aa記下正轉(zhuǎn)的圈數(shù)；P1.1“反轉(zhuǎn)”按鈕按下，步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，計數(shù)器bb記下反轉(zhuǎn)的圈數(shù)；P1.2“停止”按鈕按下，步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，通過串口發(fā)送正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的圈數(shù)給上位機(jī)。調(diào)試運(yùn)行時刻圖如圖2。圖2 運(yùn)行時刻圖COM口配置：通過虛擬

3、串口軟件Virtual Serial Port Driver配置串口，COM1寫入，COM2讀出。串口配置如圖3。圖3 串口配置COMPIM串口設(shè)置如圖4，其中波特率取9600bps，數(shù)據(jù)位取8位。圖4 COMPIM串口配置2 上位機(jī)設(shè)計虛擬儀器軟件軟件架構(gòu)(Virtual Instruments Software Architecture，VISA)，實(shí)質(zhì)上是一個I/O軟件庫及其規(guī)范的總稱。VISA是應(yīng)用于儀器編程的標(biāo)準(zhǔn)加應(yīng)用程序接口，是工業(yè)界通用的儀器驅(qū)動器標(biāo)準(zhǔn)API(應(yīng)用程序接口)，采用面向?qū)ο缶幊?，具有很好的兼容性、擴(kuò)展性和獨(dú)立性。用戶可用一個API控制包括VXI、GPIB及串口儀器在

4、內(nèi)的不同種類的儀器，它還支持多平臺工作、多接口控制，是一個多類型的函數(shù)庫。在LabVlEW中編寫的VISA接口程序，當(dāng)外部設(shè)備變更時，只需要更換幾個程序模塊即可使用，簡單方便而且開發(fā)效率高。本次設(shè)計采用VISA讀寫串口設(shè)備，設(shè)計出了一個顯示界面。上位機(jī)顯示界面如圖5。圖5 上位機(jī)顯示界面VISA資源配置中串口選用COM2口，與COM1口配對，其總程序如下圖圖6 總程序框圖在LabVIEW中，串口通信的基本步驟大致分為3步：第一，初始化串口，利用VISA配置串口節(jié)點(diǎn)設(shè)定串口的端口、波特率、停止位、校驗(yàn)位、數(shù)據(jù)位，需要注意的是在LabVIEW中串口號是從0開始編號的。第二，讀寫串口，利用VISA

5、讀取節(jié)點(diǎn)和VISA 寫入節(jié)點(diǎn)對串口進(jìn)行讀寫。第三，關(guān)閉串口，停止所有讀寫操作。串口初始化節(jié)點(diǎn)見圖7所示，該節(jié)點(diǎn)主要用于串口的初始化，主要參數(shù)意義如下：VISA資源名稱：指PC的串口名，例如：COMl、COM2等。波特率：串口速率，默認(rèn)為9600bps。數(shù)據(jù)比特：一幀信息中的位數(shù)，LabVIEW中允許58位數(shù)據(jù)，默認(rèn)為8。奇偶：奇偶校驗(yàn)位，可選為無校驗(yàn)、奇校驗(yàn)或偶校驗(yàn)，默認(rèn)為無校驗(yàn)。停止位：一幀信息中的停止位的位數(shù)，可選為1位、1.5位或2位。流控制：設(shè)置傳輸機(jī)制使用的控制類型，可選為None、XON/XOFF軟件流控或RTS/CrS硬件流控，默認(rèn)為None。終止符：設(shè)置一幀數(shù)據(jù)的結(jié)束符，即當(dāng)接

6、收串口數(shù)據(jù)時，當(dāng)收到終止符時，軟件自動結(jié)束一幀數(shù)據(jù)接收。串口讀操作節(jié)點(diǎn)見圖8所示，字節(jié)總數(shù)：要讀取的字節(jié)數(shù)量；讀取緩沖區(qū)PC串口收到的數(shù)據(jù)；返回數(shù)：實(shí)際讀取的字節(jié)數(shù)，字節(jié)總數(shù)應(yīng)大于或等于返回數(shù)，否則會丟失數(shù)據(jù)。串口用完要關(guān)閉，關(guān)閉串口采用如圖9所示VISA 關(guān)閉節(jié)點(diǎn)。由于LabVIEW項目表現(xiàn)為一種層次結(jié)構(gòu)，為了將底層發(fā)生的錯誤信息原封不動地傳遞到頂層VI，LabVIEW利用錯誤簇來作為傳遞錯誤信息的載體。本設(shè)計采用簡易錯誤處理器VI來顯示發(fā)生的錯誤信息，如發(fā)生錯誤，該VI返回錯誤描述，或選擇性顯示對話框，如圖10。圖7 VISA配置串口圖8 VISA讀取圖9 VISA關(guān)閉圖10 簡易錯誤處理

7、器附錄1#include#includesbit p10=P10;sbit p11=P11;sbit p12=P12;#define UP20#define DOWN30#define STOP 40#define uint unsigned charunsigned char temp,aa,bb;void delay()/延時100msunsigned i,j;for(i=100;i0;i-)for(j=110;j0;j-);/*串口初始化函數(shù)*/void init()TMOD=0x20;/設(shè)定T1定時器為工作方式2TH1=0xFD;/T1定時器裝初值TL1=0xFD;TR1=1;/T1定

8、時器賦初值REN=1;/允許串口接收SM0=0;/設(shè)定串口工作方式SM1=1;EA=1;/開總中斷ES=1;/開串口中斷main()init();while(1)if(p10=0)temp=UP;/控制正轉(zhuǎn)P2=0xFF;delay();aa=0;if(p11=0)temp=DOWN;/控制反轉(zhuǎn)P2=0xFF;delay();bb=0;if(p12=0)temp=STOP;/控制停止switch(temp)case DOWN:P2=0x03;/控制反轉(zhuǎn)delay();P2=0x06;delay();P2=0x0c;delay();P2=0x09;delay();aa+;SBUF=aa;break;case UP:P2=0x03;/控制正轉(zhuǎn)delay();P2=0x09;delay();P2=0x0c;