韓劍

摘 要：采用了虛擬儀器labview上位機(jī)接受數(shù)據(jù)，下位機(jī)單片機(jī)對(duì)超聲波模塊進(jìn)行控制進(jìn)行測(cè)量，隨后通過(guò)通信下位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)至上位機(jī)。測(cè)量結(jié)果顯示，本操作系統(tǒng)可以在不同的環(huán)境下進(jìn)行測(cè)量，增加了測(cè)量的準(zhǔn)確度，有一定推廣的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：虛擬儀器;超聲波;串口通信

本次研究從單片機(jī)到超聲波模塊再到單片機(jī)，隨后通過(guò)串口通信至上位機(jī)里面，使用虛擬儀器取代傳統(tǒng)儀器，虛擬儀器是以軟件為核心，利用基礎(chǔ)的硬件設(shè)備，通過(guò)軟件就可以完成數(shù)據(jù)采集，測(cè)量和分析等功能。虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展是未來(lái)的趨勢(shì)，因?yàn)樗哂袠?biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化、通用化的顯著特點(diǎn)，不僅僅繼承了智能儀器和VME總線的特點(diǎn)，還具備高效、易使用、易學(xué)習(xí)等優(yōu)勢(shì)。再者就是從硬件需求轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖幊碳纯蓪?shí)現(xiàn)自己所需的工程，虛擬儀器將會(huì)成為測(cè)試儀器的主流逐步取代傳統(tǒng)的測(cè)試儀器。

1 超聲波測(cè)距原理

超聲波測(cè)距原理是通過(guò)超聲波發(fā)射器朝著某一個(gè)方向發(fā)生聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)超聲波模塊接受端接收到在傳播過(guò)程中反射回來(lái)的聲波，超聲波接收器就立即停止計(jì)時(shí)。超聲波在空氣中的傳播速度為v，而根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差△t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離S，即：

S=v·△t/2

2 單片機(jī)程序流程

通電后，單片機(jī)程序控制超聲波模塊進(jìn)行測(cè)量距離，反饋得到的數(shù)據(jù)，同時(shí)傳輸至顯示模塊5641AS四位數(shù)碼管和串口模塊。隨后串口模塊使單片機(jī)與虛擬儀器上位機(jī)形成通信，接受測(cè)量數(shù)據(jù)。

3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

利用STC89C52單片機(jī)控制超聲波模塊進(jìn)行測(cè)量，隨后通過(guò)串口通信傳輸?shù)缴衔粰C(jī)虛擬儀器LABVIEW。

4 虛擬儀器

LABVIEW是由National Instruments（NI）Corp開(kāi)發(fā)的程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，類似于C和BASIC的開(kāi)發(fā)環(huán)境，但是LABVIEW與其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言之間的顯著差異是：其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都是使用基于文本的語(yǔ)言來(lái)生成代碼，而LABVIEW使用的是圖形化編輯語(yǔ)言G編寫(xiě)程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。LABVIEW軟件是NI設(shè)計(jì)平臺(tái)的核心，非常適合開(kāi)發(fā)測(cè)量和控制系統(tǒng)。LABVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境集成了工程師和科學(xué)家需要的所有工具，旨在幫助工程師和科學(xué)家解決問(wèn)題、提高生產(chǎn)力和不斷創(chuàng)新。

5 結(jié)論

本次研究的基于LABVIEW的超聲波測(cè)距系統(tǒng)，使用虛擬儀器代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器作為上位機(jī)，能夠利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的系統(tǒng)運(yùn)算能力，同時(shí)一些基本的硬件支持就可以利用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，完成控制、分析和處理。非常有效地降低了整套系統(tǒng)的成本，降低了設(shè)計(jì)難度，能夠方便快捷的升級(jí)系統(tǒng)的缺點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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