计算机控制系统设计与仿真课程设计论文

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1、计算机控制系统设计与仿真课程设计设计名称基于单片机的双轮小车自动平衡系统学生姓名靳亚飞学院西南大学工程技术学院专业班级2009级自动化二班学号222009322072068指导教师胡东第15页共15页基于LabVIEW的数据采集系统的设计与实现目录0引言31相关软件简介31.1LabVIEW简介31.2LabVIEW的开发环境31.3Proteus简介31.4VISA简介41.5LabVIEW及其调用VISA的条件42数据采集系统的设计方案42.1数据采集系统设计方案概述42.1.1接口技术发展现状52.1.2USB接口技术及传感器技术原理简介52.1.2.1USB接口

2、发展史52.1.2.2USB接口技术简介62.1.2.3传感器技术简介62.2数据采集系统设计方案论证72.3单片机程序流图71.3数据采集系统的设计与实现83.1基于LabVIEW的上位机虚拟仪器界面设计83.2基于Proteus的下位机单片机系统设计93.3联调演示94总结11参考文献12第15页共15页附录13[摘要]：利用图形化编程工具LabVIEW和EDA工具Proteus设计了一个温度数据采集仿真系统。该系统中上位机与下位机通过虚拟串口进行通信，下位机将采集到的现场数据传送到上位机后，上位机即可显示并判断是否超限报警。设计表明，基于该两种软件建立一个仿真系统

3、可以有效验证项目设计的正确性，从而缩短项目开发时间，降低项目开发成本。[关键词]：LabVIEW；Proteus；单片机；数据采集；仿真1数据采集系统的设计方案1.1数据采集系统设计方案概述信号采集是控制过程的关键环节，是系统控制的根本出发点和最终衡量系统控制性能的重要依据。在一个完善的闭环控制系统当中，首先要检测当前被控对象的状态，就必须对被控对象的状态信息（比如常见的温度，流量，速度，液位等信息）进行采集，并能够将此信息还原为实际的温度，流量等信息，并以此作为控制的根本出发点。控制结果与目标的一致性也必须通过信号采集来衡量，只有采集当前的状态信息，并对该信息进行分析

4、才能了解控制过程的好坏，做出进一步的优化。所以说信号采集在系统控制中起着至关重要的作用。随着数字化的普及和控制技术水平的不断进步，数字化控制已成为现代控制的主流，数字信号的采集成为数字控制系统的重要单元。1.1.1接口技术发展现状随着现代电子技术的飞速发展和广泛应用，数据传输接口器件发展也十分迅速，以至于外部接口规格十分“繁华”。例如键盘要AT接口或PS/2的接口，鼠标要接COM口或PS/2接口，Modem要接另一个COM接口、打印机要接ParallelPort(并口)，而摇杆则要跟MIDI装置共抢Game/MIDI口。每种接口类型都是外设通过各自独有的传输方式，根据一

5、定的数据传输协议单独地与PC机进行通讯。当然，由于每种接口类型都有其不可替代的优越性，所以无论电子技术如何发展，在某些特定的场合，各类接口仍在继续使用。目前常见的接口类型：有并口（也有称之为IEEE1284，Centronics）、串口（也有称之为RS-232接口的）和USB接口。并口又称为并行接口。目前，并行接口主要作为打印机端口，采用的是25针D形接头。所谓“并行”，是指8位数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，数据也就容易出错。目前计算机基本上都配有并口。串口叫做串行接口，现在的PC机一般有

6、两个串行口COM1和COM2。串行口不同于并行口之处在于它的数据和控制信息是一位接一位地传送出去的。虽然这样速度会慢一些，但传送距离较并行口更长，因此若要进行较长距离的通信时，应使用串行口。通常COM1使用的是9针D形连接器，也称之为RS-232接口，而COM2有的使用的是老式的DB25针连接器，也称之为RS-422接口，不过目前已经很少使用。第15页共15页USB接口即“UniversalSerialBus”，中文名称为通用串行总线。这是近几年逐步在PC领域广为应用的新型接口技术。由于USB接口与串型接口相比具有连接方便，无需外接电源，即插即用，支持热插拔，动态加载驱

7、动程序等特有优点，目前已经在各类外部设备中广泛的被采用。目前USB接口有两种：USB1.1和USB2.0。理论上USB1.1的传输速度可以达到12Mbps/秒，而USB2.0则可以达到速度480Mbps/秒，并且可以向下兼容USB1.1。通过上述对比发现，USB作为一种新的PC机互连协议，使外设到计算机的连接更加高效、便利。这种接口适合于多种设备，不仅具有快速、即插即用、支持热插拔的特点，还能同时连接多达127个设备，解决了如资源冲突、中断请求（IRQs）和直接数据通道（DMAs）等问题。也是计算机外设接口的发展趋势，将逐渐取代PC机上的