傳感器論文-基于PC的稱重系統(tǒng)設(shè)計

1、課程設(shè)計（論文）設(shè)計說明書設(shè)計(論文)題目：基于PC的稱重系統(tǒng)設(shè)計學(xué) 生： 學(xué) 號：專 業(yè)：自動化班 級：13檢測設(shè)計分工：LabVIEW上位機(jī)設(shè)計設(shè)計日期：2014年5月20日基于PC的稱重系統(tǒng)設(shè)計第1章 設(shè)計綜述1.1 系統(tǒng)概述和總體框圖圖1.1 基于PC稱重系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)概述：首先選擇合適的壓力傳感器，通過壓力傳感器采集到被測物體的重量并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號。輸出電壓信號通常很小，需要通過前端信號處理電路進(jìn)行準(zhǔn)確的線性放大。這部分電路就是信號調(diào)理電路。有了可以方便處理的信號輸出后，通過單片機(jī)控制AD進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，同時將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過串口發(fā)送到PC機(jī)上進(jìn)行顯示和相應(yīng)的控制以及處理。1.2

2、系統(tǒng)設(shè)計分工系統(tǒng)的工作主要有三部分LabVIEW上位機(jī)軟件的編寫傳感器選型和調(diào)理電路設(shè)計單片機(jī)AD數(shù)據(jù)采集和串口通信我主要負(fù)責(zé)的是LabVIEW上位機(jī)界面的編寫1.3 系統(tǒng)實物圖圖1.2 基于PC稱重系統(tǒng)實物圖1圖1.3 基于PC稱重系統(tǒng)實物圖2第2章 LabVIEW和串口通信介紹2.1 LabVIEW簡介LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境，由 HYPERLINK /view/2398.htm t _blank 美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境，但是LabVIEW與其他計算機(jī)語言的顯著區(qū)別是：其他計算機(jī)語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用的是圖形

3、化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。 LabVIEW軟件是NI設(shè)計平臺的核心，也是開發(fā)測量或控制系統(tǒng)的理想選擇。 LabVIEW開發(fā)環(huán)境集成了工程師和科學(xué)家快速構(gòu)建各種應(yīng)用所需的所有工具，旨在幫助工程師和科學(xué)家解決問題、提高生產(chǎn)力和不斷創(chuàng)新。與 C 和 HYPERLINK /view/7334.htm t _blank BASIC 一樣，LabVIEW也是通用的編程系統(tǒng)，有一個完成任何編程任務(wù)的龐大函數(shù)庫。LabVIEW的函數(shù)庫包括數(shù)據(jù)采集、GPIB、串口控制、 HYPERLINK /view/362239.htm t _blank 數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù) 顯示及 HYPERLINK /vi

4、ew/551712.htm t _blank 數(shù)據(jù)存儲，等等。LabVIEW也有傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具，如設(shè)置 HYPERLINK /view/278359.htm t _blank 斷點(diǎn)、以動畫方式顯示數(shù)據(jù)及其子程序（子VI）的結(jié)果、單步執(zhí)行等等，便于程序的調(diào)試。LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語言。傳統(tǒng)文本編程語言根據(jù)語句和指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，而 LabVIEW 則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定了VI及函數(shù)的執(zhí)行順序。VI指虛擬

5、儀器，是 LabVIEW 的程序模塊。LabVIEW提供很多外觀與傳統(tǒng)儀器（如示波器、萬用表）類似的控件，可用來方便地創(chuàng)建 HYPERLINK /view/362528.htm t _blank 用戶界面。用戶界面在 LabVIEW 中被稱為前面板。使用圖標(biāo)和連線，可以通過編程對前面板上的對象進(jìn)行控制。這就是圖形化源代碼，又稱G代碼。LabVIEW 的圖形化源代碼在某種程度上類似于流程圖，因此又被稱作程序框圖代碼。2.2 LabVIEW串口通信2.2.1 串口通信串口通信是指外設(shè)和 HYPERLINK /view/3314.htm t _blank 計算機(jī)間，通過數(shù)據(jù)信號線 、地線、控制線等，

6、按位進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的一種通訊方式。這種通信方式使用的數(shù)據(jù)線少，在遠(yuǎn)距離通信中可以節(jié)約通信成本，但其傳輸速度比并行傳輸?shù)汀?HYPERLINK /view/69108.htm t _blank 串口是 HYPERLINK /view/3314.htm t _blank 計算機(jī)上一種非常通用的設(shè)備 HYPERLINK /view/15007.htm t _blank 通信 HYPERLINK /view/36190.htm t _blank 協(xié)議。大多數(shù) HYPERLINK /view/3314.htm t _blank 計算機(jī)（不包括 HYPERLINK /view/5513.htm t _bla

7、nk 筆記本電腦）包含兩個基于 HYPERLINK /view/112004.htm t _blank RS-232的 HYPERLINK /view/69108.htm t _blank 串口。 HYPERLINK /view/69108.htm t _blank 串口同時也是儀器儀表設(shè)備通用的 HYPERLINK /view/15007.htm t _blank 通信 HYPERLINK /view/36190.htm t _blank 協(xié)議；很多 HYPERLINK /view/421663.htm t _blank GPIB兼容的設(shè)備也帶有 HYPERLINK /view/112004

8、.htm t _blank RS-232口。同時， HYPERLINK /view/2459734.htm t _blank 串口通信協(xié)議也可以用于獲取遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。RS-232（ANSI/EIA-232標(biāo)準(zhǔn)）是IBM-PC及其兼容機(jī)上的串行連接標(biāo)準(zhǔn)?？捎糜谠S多用途，比如連接鼠標(biāo)、打印機(jī)或者M(jìn)odem，同時也可以接工業(yè)儀器儀表。用于驅(qū)動和連線的改進(jìn)，實際應(yīng)用中RS-232的傳輸長度或者速度常常超過標(biāo)準(zhǔn)的值。RS-232只限于PC串口和設(shè)備間點(diǎn)對點(diǎn)的通信。RS-232串口通信最遠(yuǎn)距離是50 HYPERLINK /view/166135.htm t _blank 英尺。圖2.1 串行通信示意

9、圖2.2.1 LabVIEW串口通信介紹LabVIEW通過VISA與串行接口儀器通信。VISA是應(yīng)用于儀器編程的標(biāo)準(zhǔn)I/O應(yīng)用程序接口（API），它本身并不具有儀器編程能力，而是為用戶提供了一套獨(dú)立的可方便調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)I/O底層函數(shù)。無論對于GPIB、串口還是其他接口，用戶只要調(diào)用這些標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，則VISA就會根據(jù)實際接口類型自動調(diào)取相應(yīng)的接口驅(qū)動程序例程，方便實現(xiàn)上層應(yīng)用程序與接口總線儀器的通信。下面是LabVIEW串口通信支持的函數(shù)庫圖2.2 LabVIEW串行通信支持的函數(shù)庫2.2.1 LabVIEW串口通信常用函數(shù)介紹A、串口配置函數(shù)設(shè)定波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗位、流控制、超時處理

10、、終止符和終止符使能等參數(shù)，將VISA資源名稱指定的串口按特定設(shè)置初始化。圖2.3 LabVIEW串口配置函數(shù)B、串口寫入函數(shù)MSCOMM串口通信可以選擇文本或二進(jìn)制方式接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，但是，VISA通信接收或發(fā)送數(shù)據(jù)都是字符串（ASCII）。指定寫入的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和VISA資源名稱，即串口號即可將數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送出去。圖2.4 LabVIEW串口寫入函數(shù)C、串口讀取函數(shù)從VISA資源名稱所指定的串口中讀取指定字節(jié)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)返回至讀取緩沖區(qū)圖2.5 LabVIEW串口讀取函數(shù)D、串口關(guān)閉函數(shù) 關(guān)閉VISA資源名稱指定的串口會話句柄或事件對象 圖2.6 LabVIEW串口關(guān)閉函數(shù)第3章 La

11、bVIEW上位機(jī)設(shè)計3.1 上位機(jī)界面功能概述利用LabVIEW編寫上位機(jī)界面主要是為了顯示稱重物體的質(zhì)量。上位機(jī)界面包括四個部分組成串口通信參數(shù)配置部分該部分主要是配置串口通信的通信端口號、通信速率、通信數(shù)據(jù)位數(shù)、校驗位數(shù)以及其他通信格式的控制和選擇。參數(shù)的配置一定要結(jié)合實際的情況，配置正確系統(tǒng)才能正常工作。稱重顯示部分該部分主要是顯示稱重物體的質(zhì)量。分為兩個顯示部分：表盤顯示和數(shù)字顯示系統(tǒng)控制部分該部分主要實現(xiàn)去皮質(zhì)量的輸入以及稱量命令的發(fā)送。實現(xiàn)人機(jī)交互，通過數(shù)字?jǐn)?shù)字輸入實現(xiàn)去皮質(zhì)量的設(shè)定，通過串口向單片機(jī)發(fā)送采集數(shù)據(jù)命令實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，顯示物體的質(zhì)量。退出程序控制實現(xiàn)程序的退出控制3.2 上位機(jī)界面展示圖3.1 上位機(jī)串口通信和稱重顯示示意圖圖3.2 上位機(jī)去皮功能示意圖3.3 上位機(jī)主要功能實現(xiàn)介紹3.3.1 功能實現(xiàn)方法概述鑒于上位機(jī)界面中有很多的控制按鍵，所以程序設(shè)計的主題思路是采取的事件結(jié)構(gòu)，事件結(jié)構(gòu)的作用是用于響應(yīng)客戶的輸入事件，例如你在前面板點(diǎn)擊一個按鈕，可以在事件結(jié)構(gòu)中設(shè)置這個事件發(fā)生后程序要執(zhí)行哪些操作，這樣你就可以通過點(diǎn)擊這個動作來讓程序自動執(zhí)行一些代碼了。比如說你在瀏覽器中點(diǎn)擊一個鏈接，彈出來一個對話框，這就相當(dāng)于一個事件結(jié)構(gòu)執(zhí)行的過程。程序的執(zhí)行過程中