基于LabVIEW的虛擬示波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、目錄摘要III關(guān)鍵字IIIAbstractIVKey wordsIV第一章緒論11.1 引言11.2 課題現(xiàn)狀11.3 課題的研究目的和意義21.4 本文結(jié)構(gòu)3第二章主要應(yīng)用軟件介紹42.1 Protues簡(jiǎn)介42.1.1protues VSM 功能介紹52.2 Keil uV3 簡(jiǎn)介62.3 LABVIEW 簡(jiǎn)介7第三章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)93.1 系統(tǒng)軟、硬件的設(shè)計(jì)要求93.2 系統(tǒng)硬、軟件設(shè)計(jì)10第四章詳細(xì)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)124.1 硬件電路的具體設(shè)計(jì)124.1.1硬件元件的選擇124.1.2硬件電路的連接154.2Keil與Proteus聯(lián)機(jī)調(diào)試164.3單片機(jī)與PC機(jī)的虛擬串行通信174.4虛

2、擬示波器程序設(shè)計(jì)184.5虛擬示波器實(shí)現(xiàn)214.5.1創(chuàng)建虛擬示波器的前面板VI214.5.2虛擬示波器的實(shí)現(xiàn)23第五章設(shè)計(jì)總結(jié)24參考文獻(xiàn)25致謝26基于LABVIEW的虛擬示波器的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，計(jì)算機(jī)應(yīng)用的不斷拓寬領(lǐng)域。虛擬儀器的出現(xiàn)使人類的測(cè)試技術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展紀(jì)元。數(shù)字示波器是科學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常使用的一種臺(tái)式儀器，目前這類儀器加工復(fù)雜，價(jià)格昂貴。虛擬示波器是電子測(cè)量技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)深層次結(jié)合的、具有很好發(fā)展前景的新一類電子儀器。用虛擬示波器技術(shù)只需配置必要的數(shù)據(jù)采集硬件，就可以實(shí)現(xiàn)示波器的功能，為低成本下構(gòu)建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供了一種思路。應(yīng)用NI公司提供的L

3、ABVIEW結(jié)合計(jì)算機(jī)模塊化程序設(shè)計(jì)方法，完成虛擬示波器的上位機(jī)和下位機(jī)軟件?；贚ABVIEW設(shè)計(jì)的虛擬示波器，硬件系統(tǒng)利用51單片機(jī)和A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并充分應(yīng)用PROTEUS 和 KEIL 的結(jié)合仿真功能，進(jìn)行硬件電路和軟件系統(tǒng)的仿真調(diào)試。基于LABVIEW設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的虛擬示波器既能進(jìn)行傳統(tǒng)示波器的圖形顯示，又具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、界面友好、性能穩(wěn)定可靠、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。在LABVIEW環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了與現(xiàn)實(shí)中實(shí)際示波器相似的功能。結(jié)合當(dāng)前主流的微控制器技術(shù)以與LabView強(qiáng)大的圖形編程功能，本文著重介紹了基于LabView的虛擬示波器的設(shè)計(jì)思路，并給出了上位機(jī)和下位機(jī)軟件的具體實(shí)現(xiàn)。成功在

4、自行制作的原型上得以驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)證明該方案，具有關(guān)鍵字 虛擬示波器儀器，LABVIEW，PROTEUS，KEIL，仿真，51單片機(jī)，AD轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)采集Design and iImplementation of the vVirtual oscilloscope bBased on LabVIEWAbstractWith the continuous improvement of science and technology, continually expand the areas of computer applications. The emergence of virtual instru

5、ment technology into human testing a new era of development. Digital oscilloscope is often used in scientific research and laboratory a kind of desktop devices, of complex processing of such equipment is very expensive. Virtual oscilloscope an electronic measuring technology and computer technology,

6、 deep integration, has good prospects for development of a new class of electronic devices. Just configure a virtual oscilloscope with the necessary technical data acquisition hardware, the functions of the oscilloscope can be achieved, under the building for low-cost data acquisition system provide

7、s a new method.NI LABVIEW application provided with computer modular programming method, the virtual oscilloscope software. LABVIEW-based virtual oscilloscope design, hardware system uses 51 And A / D converter for data acquisition, and full use of the PROTUES and KEIL combination of simulation capa

8、bilities, hardware and software systems for simulation debugging. LABVIEW-based design and implementation of the virtual oscilloscope oscilloscope both the traditional graphical display, but also has simple, user-friendly, stable and reliable performance and lower cost. Implemented in LABVIEW enviro

9、nment and reality similar to the actual function of the oscilloscope.Key wordsVirtual oscilloscope, LABVIEW, PROTEUS, KEIL, simulation, 51 single-chip, A D converter26 / 29第一章 緒論1.1 引言在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)科學(xué)與互聯(lián)網(wǎng)日漸成熟，其強(qiáng)大的功能已為人們深刻認(rèn)識(shí)，它已經(jīng)進(jìn)入人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域并發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。各行各業(yè)的人們無(wú)須經(jīng)過特別的訓(xùn)練就能夠使用電腦完成許許多多復(fù)雜的工作。示波器是電子信號(hào)測(cè)量行業(yè)

10、最常用儀器之一,主要用來(lái)測(cè)量并顯示被測(cè)信號(hào)的參數(shù)和波形,在科學(xué)研究、科學(xué)實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等許多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。目前,常用的模擬示波器外型笨重、功能單一,數(shù)字示波器雖然有一定的功能擴(kuò)展,但價(jià)格昂貴,而且這些儀器加工工藝復(fù)雜、對(duì)制造水平要求很高,生產(chǎn)突破有困難。虛擬儀器的出現(xiàn)改變了這一局面,虛擬示波器利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力,利用軟件完成數(shù)據(jù)的采集、控制、數(shù)據(jù)分析和處理以與測(cè)試結(jié)果的顯示等,大大突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、傳送、存儲(chǔ)的限制,使用戶可以方便地對(duì)儀器進(jìn)行維護(hù)、擴(kuò)展和升級(jí),而且虛擬示波器比傳統(tǒng)示波器節(jié)約了許多成本,具有很高的性價(jià)比。虛擬示波器的研究在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面也有很大的意義,

11、主要表現(xiàn)在: 通用于不同實(shí)驗(yàn)室、成本較低;能提高實(shí)驗(yàn)效率; 參數(shù)輸入簡(jiǎn)便,結(jié)果顯示明確,對(duì)儀器不會(huì)有任何損壞; 實(shí)驗(yàn)設(shè)備如有更新,只需更新一下軟件,可降低高等學(xué)校用于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投資、維護(hù)費(fèi)用。本文介紹虛擬示波器的設(shè)計(jì),用圖形化編程語(yǔ)言LabV IEW實(shí)現(xiàn)虛擬示波器的數(shù)據(jù)采集、波形顯示、數(shù)字濾波、參數(shù)測(cè)量、頻譜分析、功率譜分析以與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和回放等功能。實(shí)驗(yàn)證明,該虛擬示波器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣信號(hào)的顯示、分析、存儲(chǔ)等操作并且結(jié)果正確、可靠,功能比傳統(tǒng)儀器強(qiáng)大。1.2 課題現(xiàn)狀 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，沖擊著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，也引起了測(cè)量?jī)x器和測(cè)試技術(shù)的巨大變革。人們?cè)鵀闇y(cè)量?jī)x

12、器從模擬化、數(shù)字化到智能化的進(jìn)步而欣喜，也為自動(dòng)測(cè)試技術(shù)的日新月異的發(fā)展所鼓舞，當(dāng)今虛擬儀器的出現(xiàn)又使得測(cè)量?jī)x器進(jìn)步入了高科技的殿堂。 隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的迅速發(fā)展，一種新型的先進(jìn)儀器虛擬儀器稱為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。虛擬儀器作為新興的儀器儀表，其優(yōu)勢(shì)在于用戶可自行定義儀器的功能和結(jié)構(gòu)等，且構(gòu)建容易、轉(zhuǎn)換靈活。因此它在各個(gè)領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)單位和院校都在積極地開展這些方面的研究和開發(fā)。 虛擬儀器應(yīng)用程序的開發(fā)主要有兩種：一種是基于傳統(tǒng)的文本語(yǔ)言的軟件開發(fā)環(huán)境，常用的有l(wèi)ab windows/cvi、visual basidc 等；一種是基于圖形化語(yǔ)言的軟件開發(fā)

13、環(huán)境，常用的有l(wèi)ab view 和 hpvee 。其中圖形化軟件開發(fā)系統(tǒng)是用工程人員所熟悉的術(shù)語(yǔ)和圖形化符號(hào)代替常規(guī)的文本語(yǔ)言編程，界面友好，操作簡(jiǎn)便，可大大縮短系統(tǒng)開發(fā)周期，深受專業(yè)人士的青睞。1.3 課題的研究目的和意義 在對(duì)大規(guī)模、集成化、智能化與數(shù)字電子儀器需求愈加迫切的形勢(shì)下，計(jì)算機(jī)技術(shù)、儀器技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生了具有里程碑意義的新一代儀器虛擬示波器。虛擬儀器的出現(xiàn)開辟了儀器技術(shù)的新紀(jì)元，它是多門技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，其基本思想逐步代替儀器完成某些功能，如數(shù)據(jù)的采集、分析、顯示和存儲(chǔ)等，最終達(dá)到取代傳統(tǒng)電子儀器的目的。 虛擬示波器是計(jì)算機(jī)硬件資源、儀器硬件、數(shù)據(jù)分析處理、

14、軟件、通信軟件與圖行用戶界面的有效結(jié)合，具有傳統(tǒng)儀器所具備的信號(hào)采集、信號(hào)處理分析、信號(hào)輸出等功能。其基本構(gòu)成包括計(jì)算機(jī)、虛擬儀器軟件、硬件接口和測(cè)試儀器等。 虛擬儀器有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.利用了計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源。 實(shí)現(xiàn)了部分儀器硬件的軟件化，節(jié)省了物質(zhì)資源，增加了系統(tǒng)的靈活性。 通過軟件技術(shù)和相應(yīng)數(shù)值算法，實(shí)時(shí)直接地對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析與處理。 圖形用戶界面技術(shù)的應(yīng)用，真正的做到界面友好、人機(jī)交互。 2.基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和接口技術(shù)。 虛擬儀器具有方便、靈活的互聯(lián)能力，廣泛支持諸如CAN、Field Bus、PROFIBUS等各種工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)。因此，利用虛擬儀器技術(shù)可方便地構(gòu)建自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

15、，實(shí)現(xiàn)測(cè)量、控制過程的網(wǎng)絡(luò)化。 3.基于計(jì)算機(jī)的開放式標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)。 虛擬儀器的硬、軟件具有開放性、模塊化、可重復(fù)使用與互換性等特點(diǎn)，用戶可根據(jù)自己的需要，選用不同廠家的標(biāo)準(zhǔn)接口產(chǎn)品，使儀器的開發(fā)更為有效，縮短儀器組建、開發(fā)時(shí)間。 4.具有很強(qiáng)的靈活性。 虛擬儀器的功能由用戶自己定義，這意味著可自由的組合計(jì)算機(jī)平臺(tái)、硬件、軟件以與各種實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)所需要的附件。這種靈活性在由供應(yīng)商定義、功能固定、獨(dú)立的傳統(tǒng)儀器是達(dá)不到的。從傳統(tǒng)儀器的轉(zhuǎn)變，為用戶帶來(lái)了更多的實(shí)際的利益。 虛擬示波器的特點(diǎn)不僅推進(jìn)了以虛擬儀器為基礎(chǔ)的界面系統(tǒng)改造，同時(shí)也影響了以虛擬儀器為主的圖形構(gòu)造方法的進(jìn)化。虛擬儀器的出現(xiàn)使儀器

16、發(fā)展史上的一場(chǎng)革命，代表著儀器發(fā)展的最新方向和潮流，是信息技術(shù)的一個(gè)重要領(lǐng)域，必將對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生不可估量的影響。 1.4 本文結(jié)構(gòu)本文通過基于LABVIEW的技術(shù)對(duì)虛擬示波器進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。第一章：緒論（本章闡述了課題的背景、課題來(lái)源和研究意義，分析了虛擬儀器發(fā)展的趨勢(shì)和優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步說明虛擬示波器在今后應(yīng)用中的必要性）第二章：主要軟件（本章具體分析了系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的各種主要軟件，包括應(yīng)用于系統(tǒng)硬、軟件仿真的proteus、keil，和虛擬應(yīng)用軟件LABVIEW。）第三章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)（分析了虛擬儀器的應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的硬件、軟件系統(tǒng)，并根據(jù)需求對(duì)系統(tǒng)功能模塊進(jìn)行了劃分和細(xì)化。

17、）第四章詳細(xì)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)（根據(jù)第四章的設(shè)計(jì)結(jié)果利用proteus和keil進(jìn)行了具體的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與仿真調(diào)試，在LABVIEW環(huán)境下完成虛擬示波器的實(shí)現(xiàn)）第五章設(shè)計(jì)總結(jié)（總結(jié)虛擬示波器系統(tǒng)設(shè)計(jì)體會(huì)和編程體會(huì)，并指出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的不足和改進(jìn)的方向。）第二章 主要應(yīng)用軟件介紹2.1 proteus的簡(jiǎn)介Proteus軟件是一款在國(guó)內(nèi)開始廣泛流行的EDA軟件，該軟件具有模擬電路仿真，數(shù)字電路仿真，單片機(jī)與外圍電路組成的系統(tǒng)仿真，RS-232動(dòng)態(tài)仿真，12C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)的仿真，以與各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。該軟件目前支持的單片機(jī)類型有：68000系列

18、、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列、ARM以與各種外圍芯片。該軟件還支持大量的存儲(chǔ)器和外圍芯片，總之，該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。Proteus的運(yùn)行環(huán)境：Windows 98/Me/2000/XP，該軟件對(duì)PC硬件要求不高，當(dāng)前主流機(jī)器配置都可以滿足它的運(yùn)行要求，所用機(jī)器的配置（僅供參考）：（1）CPU：Pentium2.8GHz（2）RAM：512MB （3）硬盤：60GB （4）顯示器：12801024Proteus主要有兩大部分組成：1. ISIS原理圖設(shè)計(jì)、仿真系統(tǒng)。它主要用于電

19、路原理圖的設(shè)計(jì)以與互式仿真。2. ARES印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)。它主要用于印刷電路板的設(shè)計(jì)，產(chǎn)生最終的PCB文件。( 1) 虛擬系統(tǒng)模型VSM(Virtual Sys tem Modelling ) Proteus 的仿真功能是基于虛擬系統(tǒng)模型(VSM, VirtualSys tem Modelling ) 來(lái)實(shí)現(xiàn)的, 在物理原型調(diào)試之前, 將Spice電路模型、動(dòng)態(tài)外部設(shè)備以與微處理器的仿真結(jié)合起來(lái), 用于仿真單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種設(shè)計(jì)方法。Proteus VSM是一個(gè)完整的嵌人式系統(tǒng)軟件、硬件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái), 它包括原理圖系統(tǒng)ISIS、帶擴(kuò)展的Prospice 混合模型仿真器、動(dòng)態(tài)器件庫(kù)、高級(jí)圖

20、形分析模塊和處理器虛擬系統(tǒng)。( 2) 智能原理圖輸入系統(tǒng)ISISISIS 是ProteusS 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中心和易用的功能強(qiáng)大的編輯工具, 它提供給用戶圖形外觀包括線寬、填充類型、字符等的全部控制, 畫完圖后可以以圖形文件輸出, 或拷貝到剪切板以便其他文件使用。(3) 激勵(lì)源 Proteus 在ACTIVE 庫(kù)中還提供了象直流信號(hào)發(fā)生器、正弦信號(hào)發(fā)生器、單頻率調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字單邊沿發(fā)生器、數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器等。它允許用戶對(duì)其參數(shù)進(jìn)行設(shè)置?？捎糜陔娐窚y(cè)試。(4) 虛擬儀器Proteus 提供了大量的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、信號(hào)發(fā)生器、虛擬終端以與電壓電流表等, 這些儀器在仿

21、真單片機(jī)和電路時(shí), 能實(shí)時(shí)觀測(cè)到信號(hào)的變化, 對(duì)電路的定性分析十分有利。(5) 單片機(jī)與外圍電路實(shí)時(shí)協(xié)同仿真 Proteus 最重要的特點(diǎn)是它能夠把用戶編寫的應(yīng)用軟件作用在微處理器上并和連接在該處理器的外圍模擬器件與數(shù)字器件協(xié)同仿真, 就像在真正的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件平臺(tái)上執(zhí)行目標(biāo)代碼。支持的微控制器有51 系列、Microchip 的PIC 系列、Atmel 的AVR 系列、Motorola HC11 和ARM7 /LPC2000 系列。支持EWARM、GNU ARM compiler、KARM、Keil C51、IAR、MPAB 等編譯器。隨著Proteus 版本不斷升級(jí), 會(huì)支持越來(lái)越多

22、的微處理器和新元器件。它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。2.1.1 Protues VSM 功能介紹Proteus除了具有和其他EDA工具一樣的原理圖設(shè)計(jì)、PCB自動(dòng)生成與電路仿真的功能外，最大特點(diǎn)是Proteus VSM（Virtual System Modelling）實(shí)現(xiàn)了混合模式的SPICE電路仿真，它將虛擬儀器、高級(jí)圖表仿真、微處理器仿真器、第三方的編譯器和調(diào)試器等有機(jī)會(huì)結(jié)合起來(lái)，在世界范圍內(nèi)第一次實(shí)現(xiàn)了硬件物理模型搭建成功之前，即可在計(jì)算機(jī)上完成

23、原理設(shè)計(jì)、電路分析與仿真、處理器代碼調(diào)試與實(shí)時(shí)仿真、系統(tǒng)測(cè)試，以與功能驗(yàn)證。 ISIS提供了針對(duì)Proteus VSM的編輯環(huán)境，是進(jìn)行交互仿真的基礎(chǔ)，其主要特點(diǎn)如下：自動(dòng)布線和連接點(diǎn)放置；強(qiáng)大的元件選擇工具和屬性編輯工具；完善的總線支持；元器件清單和電氣規(guī)則檢查；適合主流PCB設(shè)計(jì)工具的網(wǎng)絡(luò)表輸出；支持參數(shù)化子電路元件值的層次化設(shè)計(jì)；自動(dòng)標(biāo)注元件標(biāo)號(hào)功能；ASC數(shù)據(jù)輸入功能；管理每個(gè)項(xiàng)目的源代碼和目標(biāo)代碼；支持圖表操作以進(jìn)行傳統(tǒng)的時(shí)域、頻域仿真。圖2.1 PROTEUS窗口和編輯區(qū)中的電路設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)2.2 Keil uV3 簡(jiǎn)介Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的5

24、1系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過匯編語(yǔ)言后再使用C來(lái)開發(fā)，體會(huì)更加深刻。 Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。Keil C51可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51與A51編譯器編譯生成目標(biāo)文

25、件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件 (.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。Keil Software 的8051開發(fā)工具提供以下程序你可以用它們來(lái)編譯你的C源碼匯編你的匯編源程序連接和重定位你的目標(biāo)文件和庫(kù)文件創(chuàng)建HEX文件調(diào)試你的目標(biāo)程序 Windows應(yīng)用程序uVision3是一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境它把項(xiàng)目管理源代碼編輯程序調(diào)試等集成到一個(gè)功能強(qiáng)大的環(huán)境中。 C51

26、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化C交叉編譯器從你的C源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)文件 宏匯編器從你的8051匯編源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)文件BL51連接/重定位器組合你的由C51和A51產(chǎn)生的可重定位的目標(biāo)文件生成絕對(duì)目標(biāo)文件LIB51庫(kù)管理器組合你的目標(biāo)文件生成可以被連接器使用的庫(kù)文件OH51目標(biāo)文件到HEX格式的轉(zhuǎn)換器從絕對(duì)目標(biāo)文件創(chuàng)建Intel HEX 格式的文件RTX-51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)化了復(fù)雜和對(duì)時(shí)間要求敏感的軟件項(xiàng)目Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要Pentium

27、或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用51系列單片機(jī)來(lái)說是十分必要的，Keil使用C語(yǔ)言編程，即使不使用C語(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)使設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單快捷。2.3 LABVIEW 簡(jiǎn)介L(zhǎng)ABVIEW是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）的簡(jiǎn)稱，是美國(guó)國(guó)家儀器公司NI的創(chuàng)新軟件產(chǎn)品，也是目前應(yīng)用最廣、發(fā)展最快、功能最強(qiáng)的圖形化軟件開發(fā)環(huán)境。 LABVIE

28、W本身是一個(gè)功能比較完整的軟件開發(fā)環(huán)境，但它是為替代常規(guī)的BASIC或C語(yǔ)言而設(shè)計(jì)的，LABVIEW是編程語(yǔ)言而不僅僅是一個(gè)軟件開發(fā)環(huán)境。作為編寫應(yīng)用程序的語(yǔ)言，除了編程方式不同外，LABVIEW具備語(yǔ)言的所有特性，因此又稱之為G語(yǔ)言。G語(yǔ)言是一種適合應(yīng)用于任何編程任務(wù)，具有擴(kuò)展函數(shù)庫(kù)的通用編程語(yǔ)言。和BASIC或C語(yǔ)言一樣，G語(yǔ)言定義了數(shù)據(jù)模型、結(jié)構(gòu)類型和模型調(diào)用語(yǔ)法規(guī)則等編程語(yǔ)言的基本要素，在功能完整性和應(yīng)用靈活性上不遜于任何高級(jí)語(yǔ)言，同時(shí)，G語(yǔ)言豐富的擴(kuò)展函數(shù)庫(kù)還為用戶編程提供了極大的方便。這些擴(kuò)展函數(shù)庫(kù)主要面向數(shù)據(jù)采集、GPIB和串行儀器控制，以與數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。G語(yǔ)言還

29、包括常用的程序調(diào)試工具，比如允許設(shè)置斷點(diǎn)、單步調(diào)試、數(shù)據(jù)探針和動(dòng)態(tài)顯示執(zhí)行程序流程等功能。G語(yǔ)言與傳統(tǒng)高級(jí)編程語(yǔ)言最大的差別在于編程方式，一般高級(jí)語(yǔ)言采用文本編程，而G語(yǔ)言采用圖形化編程方式。G語(yǔ)言編寫的程序成為虛擬儀器VI（Virtual Instruments），因?yàn)樗慕缑婧凸δ芘c真實(shí)儀器十分相像，在LABVIEW環(huán)境下開發(fā)的應(yīng)用程序被冠以.VI后綴，以表示虛擬儀器的含義。一個(gè)VI由前面板、數(shù)據(jù)流框圖程序和圖標(biāo)連接端口組成，各部分功能如下：1. 前面板：前面板是VI的交互式用戶接口，與真實(shí)物理儀器面板相似。前面板可以包含旋鈕、刻度盤、開關(guān)、圖像和其他界面工具，允許用戶通過鍵盤或鼠標(biāo)獲取數(shù)

30、據(jù)顯示結(jié)果。2. 數(shù)據(jù)流框圖程序：VI從數(shù)據(jù)流框圖程序中接受指令，框圖程序是一種解決編程問題的圖像化方法，實(shí)際上是VI的程序代碼。3. 圖標(biāo)連接接口：VI圖標(biāo)和連接接口端口的功能就像一個(gè)圖形化參數(shù)列表，可在VI與SubVI之間傳遞數(shù)據(jù)。一個(gè)VI既可以作為上層獨(dú)立程序，也可以作為其他程序（或子程序）的子程序。當(dāng)一個(gè)VI作為子程序時(shí)，稱為SubVI。虛擬儀器概念是LABVIEW的精髓，也是G語(yǔ)言區(qū)別于其他高級(jí)語(yǔ)言最顯著的特征。正是由于LABVIEW的成功，才使虛擬儀器的概念為學(xué)術(shù)界和工程界廣泛接受；反過來(lái)也是因?yàn)樘摂M儀器概念的延伸與擴(kuò)展，才使LABVIEW的應(yīng)用更加廣泛。LABVIEW在包括航空、

31、航天、通信、汽車、半導(dǎo)體和生物醫(yī)學(xué)等世界范圍的眾多領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，從簡(jiǎn)單的儀器控制、數(shù)據(jù)采集到尖端的測(cè)試和工業(yè)自動(dòng)化，從大學(xué)實(shí)驗(yàn)室到工廠，從探索研究到技術(shù)集成，都可以發(fā)現(xiàn)應(yīng)用LABVIEW的成果和開發(fā)產(chǎn)品。第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)虛擬示波器系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)主要包括：1）系統(tǒng)硬、軟件的設(shè)計(jì)要求2）系統(tǒng)硬、軟件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)軟、硬件的設(shè)計(jì)要求 1.虛擬儀器由通用儀器硬件平臺(tái)和應(yīng)用軟件兩大部分構(gòu)成。硬件平臺(tái)完成被測(cè)信號(hào)調(diào)理與信號(hào)采集,即獲取被測(cè)信號(hào)。軟件平臺(tái)完成硬件電路的仿真測(cè)試和信號(hào)的前期處理以與參數(shù)測(cè)量、頻譜分析等功能。 2.虛擬示波器的軟件設(shè)計(jì)：在硬件環(huán)境確定以后, 虛擬儀器的功能就完全由

32、軟件決定。虛擬示波器主要由軟件來(lái)完成信號(hào)的采集、處理和輸出。系統(tǒng)軟件包括前面板生成、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、波形顯示、參數(shù)測(cè)量等模塊。3.硬件電路與PC機(jī)之間的串行通信標(biāo)準(zhǔn)（EIA -RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)）:RS-232C標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）是美國(guó)EIA（電子工業(yè)協(xié)會(huì)）于1969年公布的通信協(xié)議。它適合數(shù)據(jù)傳輸020 000bps范圍內(nèi)的通信。它最初是為遠(yuǎn)程通信連接數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE（Data Terminal Equipment）與數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE（Data Communication Equipment）而制訂的，但目前已廣泛用于計(jì)算機(jī)（計(jì)算機(jī)接口）與終端或外設(shè)之間的近端連接。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)串行通信接口

33、的有關(guān)問題，如信號(hào)線功能、電氣特性都作了明確規(guī)定。由于通信設(shè)備廠商與RS-232制式兼容的通信設(shè)備，因此，它作為一種標(biāo)準(zhǔn)，目前已被微機(jī)串行通信接口中廣泛采用。1. 電氣特性 RS-232對(duì)電氣特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都進(jìn)行了規(guī)定。（1）電平規(guī)定 對(duì)于數(shù)據(jù)發(fā)送TXD和數(shù)據(jù)接收RXD線上的信號(hào)電平規(guī)定：1（MARK）= -3到-15V，典型值為-12V；邏輯0（SPACE）=+3到+15V,典型值為12V。 對(duì)于RTS、CTS、DTR和DCD等控制和狀態(tài)信號(hào)電平規(guī)定為：信號(hào)有效（接通，ON狀態(tài)）=+3到+15V，典型值為+12V；信號(hào)無(wú)效（斷開，OFF狀態(tài)）=-3到-15V,典型值為-12V

34、。 以上規(guī)定說明了RS-232C標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于邏輯電平的定義。對(duì)于傳輸數(shù)據(jù)：邏輯1的電平低于-3V，邏輯0的電平高于+3V。對(duì)于控制信號(hào)：接通狀態(tài)（ON）既信號(hào)有效的電平高于+3V，斷開狀態(tài)（OFF）既信號(hào)無(wú)效的電平低于-3V，也就是當(dāng)傳輸電平的絕對(duì)值大于3V時(shí)，電路可以有效地檢查出來(lái)。介于-3到+3V之間和低于-15V或高于+15V的電壓認(rèn)為無(wú)意義。因此，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)保證電平在+3到+15V或-3到-15V之間。（2）電平轉(zhuǎn)換 從上述邏輯電平規(guī)定可以看出，這些信號(hào)電平和TTL電平是不能直接連接的。為了實(shí)現(xiàn)與TTL電路的連接，必須進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換，既必須在EIA-RS-232C與TTL電路之間進(jìn)行電

35、平和邏輯關(guān)系的轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。（3） 傳輸距離與通信速率 RS-232C接口標(biāo)準(zhǔn)電氣特性中規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載電容應(yīng)小于2500pF，在不使用MODEM的情況下，DTE和DCE之間最大傳輸距離為15m。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，傳輸可大大超過15m，這說明了RS-232C標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的直接傳送最大距離為15m是偏于保守的。RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)據(jù)傳輸速率不能高于20Kbps。3.2 系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)根據(jù)對(duì)系統(tǒng)的分析，系統(tǒng)硬件的結(jié)構(gòu)圖7如圖3.1所示。圖3.1 系統(tǒng)硬件電路的結(jié)構(gòu)框圖 硬件設(shè)計(jì)步驟： (1)被測(cè)信號(hào)經(jīng)過運(yùn)放器跟蹤放大后輸入測(cè)量電路。 (2) 采

36、樣開始, 對(duì)信號(hào)進(jìn)行定時(shí)采集數(shù)據(jù)。 (3)A/D 轉(zhuǎn)換。 (4)數(shù)字信號(hào)存到數(shù)據(jù)緩存。 (5) 重復(fù)2 4,直到采集到了所需的采樣次數(shù), 全部數(shù)據(jù)順序存儲(chǔ)到單片機(jī)緩存中。(6) 從單片機(jī)緩存中讀取數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中。虛擬示波器主要由軟件來(lái)控制完成信號(hào)的采集、處理和顯示。系統(tǒng)軟件總體上包括數(shù)據(jù)采集、波形顯示、參數(shù)測(cè)量、頻譜分析等模塊。軟件流程圖如3.2所示。圖3.1 軟件流程圖第四章 詳細(xì)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)詳細(xì)設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)過程中最重要的步驟之一。4.1 硬件電路的具體設(shè)計(jì)4.1.1.硬件元件的選擇 由第三章總體設(shè)計(jì)得知硬件電路的實(shí)現(xiàn)的電路元件有運(yùn)放器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、RS-232C接口。實(shí)

37、現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的主要器件A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)。（1）A/D轉(zhuǎn)換器的選型：AD1674 是美國(guó)AD 公司推出的一種完整的12 位并行模/數(shù)轉(zhuǎn)換單片集成電路。該芯片內(nèi)部自帶采樣保持器（SHA）、10 伏基準(zhǔn)電壓源、時(shí)鐘源以與可和微處理器總線直接接口的暫存/三態(tài)輸出緩沖器。圖4.1 AD1674的功能圖AD1674 的基本特點(diǎn)和參數(shù)如下：帶有內(nèi)部采樣保持的完全12 位逐次逼近（SAR）型模/數(shù)轉(zhuǎn)換器；采樣頻率為100kHz；轉(zhuǎn)換時(shí)間為10s；具有1/2LSB 的積分非線性（INL）以與12 位無(wú)漏碼的差分非線性（DNL）；滿量程校準(zhǔn)誤差為0.125%；內(nèi)有+10V 基準(zhǔn)電源，也可使用外部基準(zhǔn)源；四種單極

38、或雙極電壓輸入范圍分別為5V，10V，0V10V 和0V20V；數(shù)據(jù)可并行輸出，采用8/12 位可選微處理器總線接口；內(nèi)部帶有防靜電保護(hù)裝置（ESD），放電耐壓值可達(dá)AD1674邏輯控制端口 12/8：數(shù)據(jù)輸出位選擇輸入端。當(dāng)該端輸入為低時(shí)，數(shù)據(jù)輸出為雙8 位字節(jié)；當(dāng)該端輸入為高時(shí)，數(shù)據(jù)輸出為單12 位字節(jié)。CS：片選信號(hào)輸入端； R/C：讀/轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸入端。在完全控制模式下，輸入為高時(shí)為讀狀態(tài)；輸入為低時(shí)為轉(zhuǎn)換狀態(tài)；在獨(dú)立工作模式下，在輸入信號(hào)的下降沿時(shí)開始轉(zhuǎn)換。CE：操作使能端；輸入為高時(shí)，芯片開始進(jìn)行讀/轉(zhuǎn)換操作。A0：位尋址/短周期轉(zhuǎn)換選擇輸入端。在轉(zhuǎn)換開始時(shí)，若A0 為低，則進(jìn)行12

39、 位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；若A0 為高，則進(jìn)行周期更短的8 位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；當(dāng)R/C=1 且12/8=0 時(shí)，若A0 為低，則在高8 位（DB4DB11）作數(shù)據(jù)輸出；若A0 為高，則在DB0DB3 和DB8DB11 作數(shù)據(jù)輸出，而DB4DB7 置零。 STS：轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出端。輸出為高時(shí)表明轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行；輸出為低時(shí)表明轉(zhuǎn)換結(jié)束 圖4.2 AD1674轉(zhuǎn)換啟動(dòng)時(shí)序圖圖4.3 AD1674引腳圖表1 AD1674 控制邏輯真值表（2） 單片機(jī)選型：SST89E516RD單片機(jī) SST89E/V516單片機(jī)主要特性：l 兼容80C51系列，內(nèi)置超級(jí)FLASH存儲(chǔ)器的單片機(jī)。 l SST89E5XXRD 工作電壓 VD

40、D=4.55.5V。 5伏工作電壓時(shí)040MHz的頻率范圍。l SST89V5XXRD 工作電壓 VDD=2.73.6V。在3 伏工作電壓下,原廠保證025 MHz的工作頻率 ,實(shí)際最高可達(dá)40MHz 。l 與現(xiàn)行的80C52列單片機(jī)硬件PIN-TO-PIN完全兼容，軟件、開發(fā)工具也完全兼容。l 1K*8的內(nèi)部RAM（256Bytes+768Bytes，可放心使用C語(yǔ)言編程）。l 兩塊超級(jí)FLASH EEPROM。SST89E516RD /SST89V516RD : 64K*8 的基本存儲(chǔ)塊和8K*8 的二級(jí)存儲(chǔ)塊 （扇區(qū)大小為128字節(jié)）l 三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。l 全雙工增強(qiáng)型UART

41、 幀錯(cuò)誤檢測(cè) 自動(dòng)地址識(shí)別 。l 9個(gè)中斷源，四個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)。l 看門狗定時(shí)器（Watchdog Timer, 缺省情況下不打開，用戶不需要時(shí)可不使用）。l 可編程計(jì)數(shù)陣列（PCA）l 雙 DPTR 指針（查表，尋址更方便）。l SPI 串行接口 。l 兼容TTL和CMOS圖4.4 SST89E516RD單片機(jī)引腳圖單片機(jī)接口資源：l 定時(shí)/計(jì)數(shù)器T/C。工作原理、工作方式、相關(guān)寄存器。l 串行接口SCI。串行工作原理、工作方式、相關(guān)寄存器。l 通用輸入/輸出接口GPIO。工作方式、相關(guān)寄存器、特殊要求。如51系列在對(duì)P0、P1、P2、P3口進(jìn)行讀操作時(shí)，要先向P口對(duì)應(yīng)引腳寫1，才能讀正確。l

42、 中斷Interrupt。工作原理、工作方式、相關(guān)寄存器、中斷向量。單片機(jī)的工作時(shí)序： 默認(rèn)情況下SST89E516RD的工作時(shí)序與標(biāo)準(zhǔn)51/52機(jī)一樣，每個(gè)機(jī)器周期為12個(gè)振蕩周期，只是工作頻率最高可達(dá)40MHz。此外該型單片機(jī)可進(jìn)行倍頻，實(shí)現(xiàn)每個(gè)機(jī)器周期為6個(gè)振蕩周期。這樣在一樣的外部時(shí)鐘源條件下，該單片機(jī)可比51/52機(jī)型快一倍。4.1.2硬件電路的連接 根據(jù)以上對(duì)硬件元件的選擇，對(duì)各器件的引腳功能和時(shí)序、工作原理進(jìn)行分析運(yùn)用，進(jìn)行硬件連接。 利用12位A/D轉(zhuǎn)換器AD1674 ,可以將模擬量轉(zhuǎn)換成12位數(shù)字量輸出。模擬量輸入的范圍為 VREF- VREF +, 對(duì)應(yīng)的數(shù)字量輸出的范圍在

43、 02048 之間。根據(jù)這一特性,可以利用單片機(jī)的并行口輸出的數(shù)字量,產(chǎn)生采集的信號(hào)波形。 根據(jù)AD1674的工作時(shí)序，由單片機(jī)的P2各口控制AD1674的各邏輯控制端口，對(duì)模擬信號(hào)采集進(jìn)行讀取和轉(zhuǎn)換，AD1674的DB0DB7并行數(shù)據(jù)輸出端口和單片機(jī)P0口對(duì)應(yīng)連接進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳輸，由單片機(jī)外部中斷0輸入端口P3.2連接A/D1674的STS端口，由STS工作時(shí)序控制單片機(jī)將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)讀取到緩存區(qū)。然后經(jīng)過RS-232C開串行中斷將采集的數(shù)字信號(hào)串行傳輸?shù)絇C機(jī)。先用Protues進(jìn)行硬件連接，電路圖如4.1所示。圖4.5 虛擬示波器硬件電路圖4.2 Keil 與Proteus 聯(lián)機(jī)

44、調(diào)試Keil 與Proteus 聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí)需要安裝vdmagdi 文件,安裝完后keil c51 bin 文件夾里面會(huì)有VDM51.DLL ,然后再進(jìn)行以下設(shè)置。1.Keil設(shè)置在Keil 軟件上單擊“Project 菜單/ Optionsfor Target”選項(xiàng)或者點(diǎn)擊工具欄的“option fortarget”按鈕,彈出窗口,點(diǎn)擊“Debug”按鈕,在出現(xiàn)的對(duì)話框右欄上部的下拉菜單里選中“Proteus VSM Simulator”。并且還要點(diǎn)擊一下“Use”前面表明選中的小圓點(diǎn)。再點(diǎn)擊“Set2ting”按鈕,設(shè)置通信接口,在“Host”后面添上“127.0.0.1”,如果使用的不是同

45、一臺(tái)電腦,則需要在這里添上另一臺(tái)電腦的IP 地址(另一臺(tái)電腦也應(yīng)安裝Proteus) 。在“Port ”后面添加“8000”。點(diǎn)擊“O K”按鈕完成配置。2. Proteus 的設(shè)置進(jìn)入Proteus 的ISIS ,鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊菜單“Debug”,選中“use romote debuger monitor”。最后將工程編譯,進(jìn)入調(diào)試狀態(tài),并運(yùn)行程序,便可實(shí)現(xiàn)Keil 與Proteus 連接調(diào)試。即通過Keil 調(diào)試程序,通過Proteus 進(jìn)行仿真。4.6 A/D1674邏輯控制端口時(shí)序仿真圖4.3單片機(jī)與PC機(jī)的虛擬串行通信根據(jù)VPP系統(tǒng)規(guī)范的定義,虛擬儀器系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)應(yīng)包含3部分,即I/

46、O 接口軟件、儀器驅(qū)動(dòng)軟件和應(yīng)用軟件,見圖4.2。采用VPP標(biāo)準(zhǔn)的I/O 接口軟件就是VISA。 圖4.7虛擬儀器的軟件體系結(jié)構(gòu)輸入/輸出( I/O ) 接口軟件存在于儀器(即I/O 接口設(shè)備) 與儀器驅(qū)動(dòng)程序之間, 它對(duì)儀器內(nèi)部的寄存器單元進(jìn)行直接存取數(shù)據(jù)操作, 是一個(gè)為儀器與儀器驅(qū)動(dòng)程序提供信息傳遞的底層軟件層, 是實(shí)現(xiàn)開放的、統(tǒng)一的虛擬儀器系統(tǒng)的基礎(chǔ)與核心。VISA 的I/O 軟件庫(kù)的源程序是唯一的, 其與操作系統(tǒng)與編程語(yǔ)言無(wú)關(guān), 只是提供了標(biāo)準(zhǔn)形式的A P I文件作為系統(tǒng)的輸出。 根據(jù)單片機(jī)和PC機(jī)之間虛擬串行通信設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端的要求, 設(shè)計(jì)上位機(jī)的RS232 通信接口部分: 可

47、以根據(jù)不同的需要設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)格式、校驗(yàn)格式以與數(shù)據(jù)流的控制, 設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的文件路徑; 當(dāng)程序運(yùn)行后, 隨時(shí)等待接收數(shù)據(jù)采集終端定時(shí)傳來(lái)的數(shù)據(jù), 并以文本文件的格式將數(shù)據(jù)存入指定的文件, 等待數(shù)據(jù)處理; 當(dāng)需要上傳數(shù)據(jù)時(shí), 可以根據(jù)規(guī)定的命令格式, 在命令窗口輸入起始和終止時(shí)刻, 按下發(fā)送命令, 等待單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù), 并將數(shù)據(jù)存入指定路徑的文本文件, 同時(shí)將數(shù)據(jù)顯示在觀察窗內(nèi), 觀察信號(hào)的變化。 串口初始化： 根據(jù)設(shè)計(jì)要求將串口初始化為波特率57600bps,數(shù)據(jù)位8 位, 1 位停止位, 無(wú)奇偶校驗(yàn)位。 系統(tǒng)運(yùn)行初始化后一直處于等待接收數(shù)據(jù)狀態(tài)。數(shù)據(jù)采集終端每過一定時(shí)間上傳

48、一次數(shù)據(jù),等待后續(xù)程序的處理。4.4 虛擬示波器程序設(shè)計(jì) 根據(jù)硬件電路的連接和各元件時(shí)序的分析，虛擬示波器的程序框圖：圖4.8 虛擬示波器程序框圖源程序：#include #include #define ADDB P0sbit RC=P20;sbit A0=P21;sbit CE=P22;#define StADC RC=0;A0=1;CE=1;_nop_();CE=0;#define ReadADC RC=1;A0=0;CE=1;void SCI_Int(void) interrupt 4 /串行中斷函數(shù) TI=0; StADC void Init_TMR(void)TMOD=0x20;

49、/設(shè)定定時(shí)器工作方式字，定時(shí)器0和1，8位自動(dòng)重裝TH1=0xfe; /裝載計(jì)數(shù)值256到定時(shí)器1TL1=0xfe; TR1=1; /啟動(dòng)定時(shí)器1void Init_SCI(void) /初始化串行接口SCI,波特率57600bpsSCON=0x40;/初始化串行口模式1PCON=0x80;/設(shè)置SMOD=1ES=1; /開串行中斷void Init_INT0(void)IT0=1;/外中斷0下沿觸發(fā)EX0=1; /外中斷0允許 void INT0_Int(void) interrupt 0ReadADCSBUF=ADDB;CE=0;void main()Init_SCI();Init_TMR

50、();Init_INT0();EA=1;CE=0;SBUF=0;while(1)4.5虛擬示波器實(shí)現(xiàn)4.5.1 創(chuàng)建虛擬示波器的前面板VI 1.啟動(dòng)labview中創(chuàng)建一個(gè)新的VI。 2.在前面板設(shè)計(jì)狀態(tài)下，打開控件新式圖形控制選板，從中選擇一個(gè)“波形顯示控件”控件以與相應(yīng)的其他控件放置到前面板上。 3.切換到程序框圖設(shè)計(jì)窗口下，可以看見前面板各控件相對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)。 4.在程序設(shè)計(jì)區(qū)，打開函數(shù)編程結(jié)構(gòu)函數(shù)選板，選擇一個(gè)“while循環(huán)”節(jié)點(diǎn)，放置在程序框中。并在所示創(chuàng)建相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行連線。虛擬示波器框圖程序圖如圖4.3所示圖4.9 虛擬示波器框圖虛擬示波器的前面板VI如圖4.4所示4.10 虛擬示波器前面板VI4.5.2 虛擬示波器的實(shí)現(xiàn)硬件電路與PC機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)虛擬示波器顯示波形的功能。硬件實(shí)物圖虛擬示波器顯示波形圖 圖4.11虛擬示波器顯示波形圖圖4.12虛擬示波器串口傳輸數(shù)據(jù)窗口第五章