虚拟仪器与单片机串口通信的实现.pdf

第 2期(总第 135期) 2006年 4月机械工程与自动化 MECHAN ICAL ENGINEER ING &AU TOMAT ION No1 2 Ap r1 文章编号: 16722 6413 (2006 )022 01362 02 虚拟仪器与单片机串口通信的实现夏建芳,赵世富(中南大学机电工程学院,湖南长沙 410083 ) 摘要:介绍了一种在螺纹传动效率测控平台中虚拟仪器与单片机串口通信的实现方法。在L abV IEW环境下, 利用串口通信实现了对单片机的控制,并可以生成不同占空比的PWM波,达到了控制驱动电机转速的目的。实验表明此方法可靠。关键词:串口通信;虚拟仪器;单片机中图分类号:TP 3681 1∶TP 3911 9 文献标识码:A 收稿日期: 20052 102 20 作者简介:夏建芳(19652 ),男,湖南长沙人,教授,博士研究生,研究方向:机械 CAD? CAE。 0 引言在计算机技术的推动下,以虚拟仪器为标志的通用化、智能化和网络化测控系统得到了迅猛发展,使得测控系统的设计方法和实现技术产生了深刻的变化。虚拟仪器技术综合运用了计算机技术、数字信号处理技术、标准总线技术和软件工程方法,代表了现代测量仪器和自动测试系统未来的发展方向,在测试与测量、过程控制与工业自动化和实验室研究等领域得到了越来越广泛的应用。单片机具有体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点,广泛应用于现代工业的各个行业。随着单片机和微机技术的不断发展,由微机和多台单片机构成的多机网络监控系统已成为单片机技术发展的一个方向。它结合了单片机在实时数据采集和微机对图形处理、显示的优点。二者结合,使得单片机的应用已不仅仅局限于传统意义上的自动监测或控制,而形成了向以网络为核心的分布式多点系统发展的趋势。串口通信虽然传输速度较慢,但是由于简单易行, 并且现有的微机都具备串行通信口,因而得到了广泛的应用。在作者设计的螺纹传动效率测控系统中,利用串口实现了对单片机的通信控制,以及对单片机产生的用于电机调速的 PWM波形占空比的控制。 1 通信系统原理 11 1 系统硬件配置本通信系统采用 80C 51作为下位机,PC机作为上位机,二者通过 RS - 232串口接收或发送数据和指令。传输介质为二芯屏蔽电缆。 RS - 232信号和单片机串口信号的电平转换采用 MAX 232,它是具有双驱动器、双接收器的通信器接口电路,不需外接电容而进行倍压及电压极性转换,只需+ 5V供电,电源电流为 5mA ,传输率 200kb? s。串行接口电路原理见图 1。图 1 串行接口电路原理图 11 2 通信协议系统中 PC机承担主控任务,负责该测控系统的通信参数设定、数据的采集处理及对单片机运行的控制,程序采用 L abV IEW编写。单片机接收 PC机的指令,根据指令信息实现 PWM波形的发生和结束,并对 PWM波的占空比进行实时调节。其通信协议为:采用 RS - 232异步通信方式, 51单片机串行口共有 4种工作方式,本文中采用单片机串口通信的方式 1,该方式为 8位异步串行通信方式,其波特率是可变的, 1位起始位, 8位数据位, 1位停止位,无奇偶校验,若晶振频率为 111 059 2MHz ,取波特率为 4 800b? s。下位机按接收到的指令工作