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嵌入式自动测量系统设计 第17卷第2期 2004年3月 机电产品开崖与钊新Devel0pmentamp;Innovationofmachineryamp;electricalproducts VOI.17.NO.2 Mar..2Oo4 嵌入式自动测量系统设计 谭季秋,龙亮 (1.湖南工程学院机电系,湖南湘潭411102;2.湖南湘潭百特公司,湖南湘潭411102) 摘要:随着5-业自动化控制技术的发展,单片机嵌入式系统应用的广泛前景和发展潜力使其成为21世纪 的应用热点之一.嵌入式系统通常是面向特定应用的.本文介绍一种以单片机8031为核心部件, Windows环境下采用VisuualBasic6.0(简称VB)编程,通过R.$232串行接口与PC机进行数据交 换的数据采集与处理系统.具体介绍了单片机(下位机),PC机(上位机)之间的通讯与处理. 关键词:单片机;数据采集;通讯;数据处理;VB6;单片机嵌入式系统 中图分类号:TM931文献标识码:A文章编号:1002-6673(2004)02—079—04 0引言 现代测试系统的发展方向是自动化,集成化,数字 化和智能化.近年来,计算机,微电子等技术迅猛发展 并逐步渗透到测试和仪器仪表技术领域,计算机与现代 仪器设备间的界限日渐模糊.现代生产和科研工作,要 求测量的参数越来越多,要求测量的精度越来越高,对 综合测试能力以及快速实时测量与控制能力都提出了新 的要求.机械产品的加工已从单机自动化和生产自动线 发展到柔性制造系统,并向最终实现无人化工厂过渡. 因此除了对加工完成之后的工件进行检测之外,还必须 进一步对生产的全过程进行监测.计算机技术和通信技 术飞速发展的今天,工业控制系统与操作终端之间的距 离在增大,实现对远距离操作终端的控制及其工作情况 的实时监控,要求操作终端能够对系统运行中出现的情 况及时处理与分析,以实现智能化检测和工厂柔性化生 产.单片机嵌入式系统以其体积小,功能全,可靠性高 等特点,在工业控制领域中得到广泛应用.在生产过程 中,应用这一系统可对生产现场的工艺参数进行采集, 记录及预处理;减少测试过程中人为因素的干扰,提高 产品在市场中的竞争力.由于单片机的运算能力难以满 足大量数据的复杂分析,本文介绍了一种以单片机为核 心,通过串行接口与WindOW$环境下PC机进行数据交 换的分布式数据采集与处理系统,主要介绍单片机(下 位机),PC机(上位机)之间的通讯与处理. 1系统简介 系统组成框图如图1所示.由单片机数据采集与处 收稿日期:2o0-_cl9 作者简介:谭季秋(1964一),女,讲师,在读硕士. 方向:机电及自动控制. 研究 数据采集,处理 :嚣 理 图1系统原理框图 理和PC机数据分析与处理两大部分组成.单片机数据 采集用8位微处理器一8031作为主控制器;数据分析处 理由PC机在Windows98/2000/me环境下采用Visuual Basic6.0(简称VB)编程,利用其高速数据处理能力进 行数据运算,分析和各种图形参数处理.单片机与PC 机之间通过标准串行口RS一232互联,实现数据的传输 与交换. 2系统原理概述 单片机数据采集部分主要对传感器输出的信号,经 过A/D转换,进行信号采样,并对采样结果进行预处 理,再把十六进制数字信号转换为十进制,然后乘以一 个系数(精度等级)修正后得到偏差值,把这个偏差值 与由键盘输入的测量基准参考值进行相加,得到实际结 果并送显示器显示. 数据分析处理部分主要对由单片机送来的测量数据 作进一步的运算和分析处理,得出分析结果.在 Windows98/2000/me环境下采用面向对象化的VB编 程,用户界面简单直观,易于操作,能够进行全面的数据 处理及分析,有一定的容错能力,计算机显示界面上能够 同时显示采集数据及曲线一正态分布图,直方图和X—R 点图(也可以显示其中的一种),以判别加工误差性质, 79 ? 测试与控制? 计算废品率和评价工艺能力及其工艺过程稳定性等 该系统主要测量较精密件,测量范围为0～ 999.999mm,精度为1m,公差范围不超过lOOp~m选 择8位A/D转换器ADC0809对位移传感器的电压信号 进行转换.设零件长度为零时,位移传感器的输出电压 为0V,此时ADC0809输出值为0oH;长度为255~m 时,位移传感器的输出电压为5V,此时ADC0809输出 值为FFH. 当PC机复位启动后,单片机系统显示器上将显示 系统提示符ADEKCT.按下Input键,输入基准值和 测量的数量,若在输入的过程中出现键入的数字错误, 按下Cancel键进行删除和修改,按Enter键以确认该数 值有效.当基准值和测量的数量输入完毕后,按下Start 键开始进入检测,同时只有当P1.1=1