PC与PC串口通信程序设计

设计题目 PC 与 PC 串口通信程序设计 系 别 应用电子与通信技术系 班 级 0991321 学生姓名 单涵璐 指导教师 徐秋景 姜滨 成 绩 2012 年 6 月 28 日 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 课程设计题目PC 与 PC 串口通信程序设计 功能 技术指标 主要功能 两台计算机互发字符并自动接收的 PC 与 PC 串口通信程序 技术指标 一台计算机输入字符串 收到信息请回复 OK 单击 发送字符 命令 另一台计算机 若收到 就输入字符串 OK 单击 发送字 符 命令 信息返回到第一组的计算机 实际 上就是编写一个简单的双机聊天程序 工作量两周 工作计划 准备资料 明确设计目的 1 天 总体方案设计的构思与设计 1 天 设计系统的软件流程图 0 5 天 设计系统前面板 并对其进行修饰美化 1 天 设计系统的程序面板 使程序可读性强 2 天 调试程序 1 5 天 主要内容有总体设计方案的确定 流程图的设 计 前面板 程序面板的设计等 整理课程设 计说明书装订成册 1 天 答辩 1 天 指导教师评语 2012 年 6 月 28 日 哈尔滨华德学院课程设计用纸 1 第 1 章 绪论 LabVIEW 是当今最流行的图形化编程环境 由于其采用图形 化的编程方式 因此也被称作 G 语言 graphical language LabVIEW 是目前国际上唯一的基于数据流的编译型开发软件 与 基于文本的编程语言不同 LabVIEW 的程序由图形语言构成 用 简单或图标提示的方法选择功能 图形 并用线条把各种功能 图形 连接起来的简单图形编程方式 使得不熟悉编程的工程 技术人员都可以按照测试要求和任务快速 画 出自己的程序 画 出仪器面板 从而大大提高了工作效率 减轻了科研和工 程技术人员的工作量 仪器控制是 LabVIEW 最具竞争力的核心技术之一 在安装了 适当的硬件驱动程序之后 LabVIEW 能轻松实现与任何 NI 提供的 硬件设备通信 不仅如此 通过通用的驱动程序 DAQmx 或接 口 例如 VISA IVI OPC ActiveX DLL 等 LabVIEW 几乎能与 任何厂商甚至自制的硬件通信 LabVIEW 通过 VISA 与串行接口仪 器通信 VISA 是应用于仪器编程的标准 I O 应用程序接口 API 它本身并不具有仪器编程能力 而是为用户提供了一套独立的可 方便调用的标准 I O 底层函数 无论对于 GPIB 串口还是其他接 口 用户只要调用这些标准函数 则 VISA 就会根据实际接口类 型自动调取相应的接口驱动程序例程 方便实现上层应用程序与 接口总线仪器的通信 哈尔滨华德学院课程设计用纸 2 1 1 设计题目与目的 题目 PC 与 PC 串口通信程序设计 选题目的 利用 PC 的串口进行数据通讯在当今的通信领域中 占有着重要的地位 用 RS 232 串行口直接对接两台机器 以此 来实现通信 数据和文件传输 采用串行端口连接双机进行数据 传输 是通信和数据传输的一种简单易行的好方法 而采用图形 化界面的 Labview 软件编写通信程序 可以大大的简化编程的复 杂程度 在生产和生活中具有使用重大的应用价值 1 2 设计要求与设计功能 两台计算机互发字符并自动接收 如一台计算机输入字符 串 收到信息请回字符 abc123 单击 发送字符 命令 另一 台计算机若收到 就输入字符串 收到 abc123 单击 发送字 符 命令 信息返回到第一组的计算机 编写一个简单的双机聊 天程序 哈尔滨华德学院课程设计用纸 3 第 2 章 总体设计方案 2 1 总体设计方案 2 1 1 PC 与 PC 串口通信硬件线路 当两台 RS 232 串口设备通信距离较近时 15m 时 需附加调制解调器 Modem 在计算机通电前 按 图 2 1 所示将两台 PC 的 COM1 口用串口线连接起来 PC COM1 串口线 PC机A PC机B COM1 图 2 1 与 PC 串口通信线路 哈尔滨华德学院课程设计用纸 4 第 3 章 前面板设计 3 1 前面板程序设计 启动 NI LabVIEW 程序 选择新建 New 选项中的 VI 项 建立一个新 VI 程序 在前面板设计区空白处单击鼠标右键 显示控件选 1 添加一个字符串输入控件 控件 新式 字符串与路径 字符串输入控件 将标签改为 发送区 2 添加一个字符串显示控件 控件 新式 字符串与路径 字符串显示控件 将标签改为 接收区 3 添加一个串口资源检测控件 控件 新式 I O VISA 资源名称 单击控件箭头 选择串口号 如 COM1 或 ASRL1 4 添加一个确定 OK 按钮控件 控件 新式 布尔 确定 按钮 将标题改为 发送字符 5 添加一个停止按钮控 件 控件 新式 布尔 停止按钮 将标题改为 关闭程序 设计的程序前面板 如图 3 1 所示 哈尔滨华德学院课程设计用纸 5 图 3 1 前面板 哈尔滨华德学院课程设计用纸 6 3 2 前面板美化 添加一个上凸盒 控件 新式 修饰 上凸盒 调整好大小 之后 在工具栏中的 重新排序 菜单中 选择移至后面 添加一个 11 个方形指示灯 控件 新式 布尔 方形指示灯 调整好大小形状之后 分别把三个设置成红色灯 连到停止按钮 其余的连接到确定按钮 调整好之后 如图 3 2 所示 图 3 2 美化后的前面板 哈尔滨华德学院课程设计用纸 7 第 4 章 程序面板设计 4 1 程序面板添加函数 进入框图程序设计界面 在程序面板的空白处单击鼠标右 键 显示函数选板 添加的所有函数 详细步骤介绍如下 1 添加一个配置串口函数 编程 仪器 I O 串口 VISA 配置串口 2 添加4 个数值常量 编程 数值 数值常量 数值常量 值分别为9600 波特率 8 数据位 0 校验位 无 1 停止 位 3 添加两个关闭串口函数 编程 仪器 I O 串口 VISA 关闭 4 添加一个循环结构 编程 结构 While 循环 添加 理由 随时监测串口接收缓冲区的数据 以下添加的函数或结构放置在 While 循环结构框架中 5 添加一个时钟函数 编程 定时 等待下一个整数倍 毫秒 添加理由 以一定的周期监测串口接收缓冲区的数据 6 添加一个数值常量 编程 数值 数值常量 将值改 为 500 时钟频率值 7 添加一个VISA 串口字节数函数 编程 仪器I O 串口 VISA 串口字节数 标签为 Property Node 8 添加一个数值常量 编程 数值 数值常量 将值为 0 比较值 9 添加一个比较函数 编程 比较 不等于 添加理 由 只有当串口接收缓冲区的数据个数不等于0 时 才将数据读 哈尔滨华德学院课程设计用纸 8 入到接收区 10 添加一个布尔函数 编程 布尔 非函数 添加理由 当关闭程序时 将关闭按钮真变为假 退出循环 如果将循环结 构的条件端子设置为 真时停止 则不需要添加非函数 11 添加两个条件结构 编程 结构 条件结构 添加 理由 发送字符时 需要单击按钮 发送字符 因此需要判断 是否单击了发送按钮 接收数据时 需要判断串口接收缓冲区的 数据个数是否不为 0 12 添加一个串口写入函数 编程 仪器 I O 串口 VISA 写入 并拖入条件结构 上 的真选项框架中 13 添加一个串口读取函数 编程 仪器 I O 串口 VISA 读取 并拖入条件结构 下 的真选项框架中 14 将字符输入控件图标 标签为 发送区 拖入条件 结构 上 的真选项框架中 将字符显示控件图标 标签为 接收 区 拖入条件结构 下 的真选项框架中 15 分别将确定 OK 按钮控件图标 标签为 确定按钮 停止 Stop 按钮控件图标 标签为 停止按钮 拖入循环 结构框架中 添加的所有函数及其布置如图 4 1 所示 哈尔滨华德学院课程设计用纸 9 图 4 1 框图程序函数添加与布置 哈尔滨华德学院课程设计用纸 10 4 2 程序面板连线 使用连线工具 将所有函数连接起来 如图所示 图 4 2 a 表示条件为真 图 4 2 b 表示条件为假 图 4 2 a 框图程序连线 哈尔滨华德学院课程设计用纸 11 图 4 2 b 框图程序连线 哈尔滨华德学院课程设计用纸 12 4 2 1 主要函数连线过程与引脚之间的对应连线 1 将 VISA 资源名称函数的输出端口分别与串口配置函数 串口字节数函数 串口写入函数 串口读取函数的输入端口 VISA 资源名称相连 2 将数值常量 9600 8 0 1 分别与串口配置函数的输入 端口波特率 数据比特 奇偶 停止位相连 3 将数值常量 值为 500 与等待下一个整数倍毫秒函数 的输入端口毫秒倍数相连 4 将确定按钮图标 OK Button 与条件结构 上 的选 择端子 相连 5 将串口字节数函数的输出端口与不等于 函数的输入端 口 x 相连 将串口字节数函数的输出端口与串口读取函数的输入 端口字节总数相连 6 将数值常量 值为 0 与不等于 函数的输入端口 y 相 连 7 将不等于 函数的输出端口x y 与条件结构 下 的 选择端子 相连 8 在条件结构 上 中将字符输入控件图标 标签为 发 送区 与串口写入函数的输入端口写入缓冲区相连 9 在条件结构 下 中将串口读取函数的输出端口读取缓 冲区 与字符显示控件图标 标签为 接收区 相连 10 将停止按钮函数与非函数的输入端口 x 相连 11 将非函数的输出端口 not x 与循环结构的条件端 子相连 12 在条件结构 上 中将串口写入函数的输出端口 VISA 资源名称输出与串口关闭函数 上 的输入端口 VISA 资源名称 相连 13 在条件结构 下 中将串口读取函数的输出端口 VISA 资源名称输出与关闭串口函数 下 的输入端口 VISA 资源名称 相连 14 进入两个条件结构的假选项 将 VISA 资源名称函数的 输出端口分别与串口关闭函数 上 下 的输入端口 VISA 资源 名称相连 哈尔滨华德学院课程设计用纸 13 4 2 2 主要函数的功能说明 1 VISA 配置串口函数 该函数有 12 个接线端 本设计中 用到的是 VISA 资源名称接线端 波特率接线端 数据比特接线 端 奇偶接线端 停止位接线端 其各自的功能如下 VISA 资源名称 指定要打开的资源 该控件也可指定 会话句柄和类 波特率 是传输速率 默认值为 9600 数据比特 是输入数据的位数 数据比特的值介于 5 和 8 之间 默认值为 8 奇偶 指定要传输或接收的每一帧所使用的奇偶校验 停止位 指定用于表示帧结束的停止位的数量 本实 验接数字常量 10 2 VISA 资源名称控件 用于指定对 VISA 会话句柄开放的 资源 并保持会话句柄和类 3 VISA 关闭函数 关闭 VISA 资源名称指定的设备会话句 柄或事件对象 4 VISA 串口字节数函数 返回指定串口的输入缓冲区的字 节数 5 串口写入函数 将写入缓冲区的数据写入 VISA 资源名 称指定的设备或接口中 6 串口读取函数 从 VISA 资源名称所指定的设备或接口 中读取指定数量的字节 并将数据返回至读取缓冲区 哈尔滨华德学院课程设计用纸 14 第 5 章 程序运行调试 5 1 程序运行流程图 初始化串口 开始 初始化串口 串口写 串口写 结束 检测串口输入 缓存字节数 串口读 结束 图 5 1 程序运行流程图 串口读 开始 哈尔滨华德学院课程设计用纸 15 5 2 运行程序 进入程序前面板 保存设计好的 VI 程序 单击快捷工具栏 运行 Run 按钮 运行程序 在一台计算机程序窗体中发送 字符区输入要发送的字符 比如 收到信息请回字符 abc123 单击 发送字符 按钮 发送区的字符串通过 COM1 口发送出去 如果联网通信的另一台计算机程序收到字符 则返回字符串 如 收到 abc123 如果通信正常该字符串将显示在接收区中 程序运行界面如图 5 1 所示 哈尔滨华德学院课程设计用纸 16 注意 需要两台计算机同时运行该程序 收获与体会 通过这次为期 10 天的 LabVIEW 课程设计的学习 我收获了 很多 对于一学期所学的书上的知识有了总体的运用 在课程的 学习中 特别要感谢老师们给我们安排的教室 让我们在实践中 学习知识 边学边用 能够熟练的掌握和运用 LabVIEW 的知识 平时的学习时 我们分开学习每个控件 每个函数的功能 了解 他们能够实现的功能 通过这一次课程设计 我们把平日里所学 的那些零散的知识 汇聚到一起 做了一次整体的程序设计 收 获的不只是软件操作的技术 而是对于一个工程的设计能够有一 个整体的设计思路与大纲 真真正正的得到了收获 通过这次课程设计 我们也懂得了 团队精神是很宝贵的 遇到困难时我们相互研究讨论 个人的力量是有限的 个人掌握 的知识也是有限的 每一个人都有每一个人的思维方式 大家汇 聚各自的想法到一起 攻克每一个困难 都是很容易的 通过这次课程设计 结束了我们对虚拟仪器知识的学习 老 师希望我们能够真正掌握和运用 我们也真正地得到了收获 在 未来的人生道路上 又拥有了一把坚韧锋利的武器 去展现自己 的价值 哈尔滨华德学院课程设计用纸 17 致谢 经过两周的努力 课程设计说明书终于可以整理完毕了 在 此论文的收尾阶段 首先要感谢学院为我提供了良好的学习环境 也由衷地感谢其他帮助我 鼓励我 指导我的各位老师 朋友 亲人和同学们 本说明书是在讲师徐秋景 姜滨老师的悉心指导下顺利完成 的 老师们虽然日常工作繁重 还是抽出时间在设计说明书的每 个阶段给我提出相信的建议和指导 帮助我顺