基于LabView的上下位机串口通 讯系统

内蒙古科技大学智能仪表综合训练设计说明书题目：基于LabView的上下位机串口通讯系统设计学生姓名：学号：专业：班级：指导教师：智能仪表综合训练设计说明书中文摘要以PC作为上位机，以调制解调器（Modem）、串行打印机、各种监控模块、PLC、摄像头云台、数控机床、单片机及智能设备等作为下位机广泛应用于测控领域。LabVIEW是目前应用最广泛的虚拟仪器开发平台软件之一，LABVIEW有很多优点，尤其是在某些特殊领域其特点尤其突出。测试测量：LABVIEW最初就是为测试测量而设计的，因而测试测量也就是现在LABVIEW最广泛的应用领域。经过多年的发展，LABVIEW在测试测量领域获得了广泛的承认。至今，大多数主流的测试仪器、数据采集设备都拥有专门的LabVIEW驱动程序，使用LabVIEW可以非常便捷的控制这些硬件设备。关键词：虚拟仪器；液位控制；PID；Labview；串口通信；单片机；LCD智能仪表综合训练设计说明书目录第1章前言...........................................................................................................................1第2章总体方案设计.........................................................................................................22.1控制理论..................................................................................................................22.2控制规律的选择......................................................................................................22.3串口的介绍和使用..................................................................................................42.3.1串口VI介绍..................................................................................................42.3.2使用说明........................................................................................................5第3章上位机软件设计.....................................................................................................73.1各系统应用模块程序..............................................................................................7第4章系统软件的具体实现.............................................................................................94.1系统监控界面.........................................................................................................94.2调试结果................................................................................................................104.3接收的PID数据与液位的显示值.......................................................................104.4发送PID数据与串口数据接收............................................................................11第5章下位机...................................................................................................................125.1单片机的硬件连接...............................................................................................125.2硬件介绍................................................................................................................135.3单片机电路............................................................................................................135.3.1STC89C52单片机.......................................................................................135.3.2主要性能参数..............................................................................................145.4输入设备................................................................................................................175.5显示设备................................................................................................................185.6MAX232芯片.......................................................................................................195.6.1RS-232电气特性.........................................................................................205.6.2串口通信连线..............................................................................................205.7软件流程图.....................................................................................................21第6章设计总结...............................................................................................................22参考文献.............................................................................................................................23附录一源程序...................................................................................................................24智能仪表综合训练设计说明书1第1章前言随着现代软件和硬件技术的飞速发展，仪器的智能化和虚拟化已经成为未来各级实验室以及研究机构发展的方向。自动化，测试仪器仪表行业中，虚拟仪器概念的出现。是对传统仪器概念的重大突破。“软件就是仪器”测底打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的模式，使用户将数据采集，数据分析，仪器控制，硬件以及现有的仪器设备予以整合集成，来建立完全符合自己特殊要求的虚拟仪器控制系统。在计算机分布式测控系统中，经常要利用串行通信方式进行数据通信。它包括单片机和上位机之间、客户端和服务器之间以及客户端和客户端之间的通信，而单片机和上位机之间数据通信则是整个系统的基础。串口通信具有连接简单，使用灵活方便、数据传输可靠等优点，在工业和日常生活中等有了广泛的应用，尤其是在数据采集和工业监控中更是不可替代的技术。本文设计一种基于单片机和labview上位机数据采集。主要包括键盘设计,LCD或LED显示的,还有对数据的接收和发送。在用labview开发上位机，实现数据的显示，和对下位机的数据控制。以及对控制效果的显示。智能仪表综合训练设计说明书2第2章总体方案设计PC通过串行口将数字（00，01，02，03...，十六进制）发送给单片机，单片机收到后回传这个数字，PC接收到回传数据后显示出来，若发送的数据和接收到的数据相等，则串行通信正确，否则有错误。启始符是数字00，结束符是数字FF。完成对液位数据的读取。2.1控制理论PID控制器（比例-积分-微分控制器），由比例单元P积分单元I和微分单元D组成。通过Kp，Ki和Kd三个参数的设定。PID控制器主要适用于基本线性和动态性不随时间变化的系统。图2.12.2控制规律的选择尽管不同类型的控制器，其结构、原理各不相同，但是基本控制规律只有三个：比例（P）控制、积分（I）控制和微分（D）控制。这几种控制规律可以单独使用，但是更多场合是组合使用。如比例（P）控制、比例-积分（PI）控制、比例-积分-微分（PID）控制等。①比例（P）控制单独的比例控制也称“有差控制”，输出的变化与输入控制器的偏差成比例关系，偏差越大输出越大。实际应用中，比例度的大小应视具体情况而定，比例度太大，控制作用太弱，不利于系统克服扰动，余差太大，控制质量差，也没有什么控制作用；比例度太小，控制作用太强，容易导致系统的稳定性变差，引发振荡。对于反应灵敏、放大能力强的被控对象，为提高系统的稳定性，应当使比例度稍大些；而对于反应迟钝，放大能力又较弱的被控对象，比例度可选小一些，以提高整个系统的灵敏度，也可以相应减小余差。智能仪表综合训练设计说明书3单纯的比例控制适用于扰动不大，滞后较小，负荷变化小，要求不高，允许有一定余差存在的场合。工业生产中比例控制规律使用较为普遍。②比例积分（PI）控制比例控制规律是基本控制规律中最基本的、应用最普遍的一种，其最大优点就是控制及时、迅速。只要有偏差产生，控制器立即产生控制作用。但是，不能最终消除余差的缺点限制了它的单独使用。克服余差的办法是在比例控制的基础上加上积分控制作用。积分