项目七信号处理（课件）- 《传感器与检测技术（第3版）》同步教学（北京邮电版）

项目七 信号处理 目录/Contents 01 认识RS232信号接口 02 认识数字量和模拟量的转换 03 使用总线传递数据 2 任 务 一 认识RS232信号接口 01 认识RS232信号接口 4 知识目标 通过熟悉串口信号在检测仪表或模块中的使用,了解 RS232信号的一般功能和使用条 件,掌握串口信号处理的使用方法与软件程序的简单编写。 技能目标 通过温度显示仪表中的串行口,将温度信号传递给计算机并实时绘制温度变化曲线,通 过串行口的实践操作和训练,认识串行口的传输过程,了解信号定义范围和一般使用方法, 掌握LabVIEW 语言中有关串行口获取信息的程序编写流程。 一、虚拟仪器和LabVIEW 语言 虚拟仪器 虚拟仪器(virtualinstrument,VI)是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是 目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式:一种方式是将计算机装入 仪器,其典型的例子就是智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩 小,这类仪器功能也越来越强大,已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入 计算机,以通用的计算机硬件及操作系统为依托,实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这 种方式。图7-1反映了常见的虚拟仪器检测流程。 虚拟仪器的特点 虚拟仪器的特点 尽可能采用通用的硬件,各种仪器的差异主要是软件。 可充分发挥计算机的能力,有强大的数据处理功能,可以创造出功能更强的仪器。。 用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。 PC总线方式的插卡型虚拟仪器 并行口式虚拟仪器 GPIB总线方式的虚拟仪器 VXI总线方式虚拟仪器 PXI总线方式虚拟仪器 虚拟仪器的分类 7 2.LabVIEW 语言 LabVIEW 是一种图形化的编程语言,它广泛地被工业界、学术界和研究试验室所接受, 被视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW 集成了与满足 GPIB、VXI、RS232 和RS485协议的硬件及数据采集卡通信的全部功能。它还内置了便于应用 TCP/IP、 ActiveX等软件标准的库函数。LabVIEW 是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便 地建立自己的虚拟仪器,其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。图7-2所示为 LabVIEW程序样式,一般的LabVIEW 程序由前面板、流程图和工具箱组成。其中,前面板 是在程序运行时显示的状态,可以看作人机界面,流程图是程序运行流程,设计程序只需要 从工具箱中将相应的部件移至面板中加以连线并设置参数即可完成。 一、虚拟仪器和LabVIEW 语言 串行接口的分类   串行接口按电气标准及协议来分,包括 RS232-C、RS422、RS485、USB等。RS232-C、 RS422与 RS485标准只对接口的电气特性做出规定,不涉及接插件、电缆或协议。USB 是近年来发展起来的新型串行接口标准,主要应用于高速数据传输领域。部分串行接口 介绍如下。 RS232 RS232也称标准串口,是最常用的一种串行通信接口。它的全名是“数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间串行二进制数据 交换接口技术标准”。传统的RS232-C接口标准有22根线,采用标准25芯D形插头座。自 IBMPC/AT开始使用简化了的9芯D形插头座,现在25芯插头座已经很少采用。计算机 一般有COM1和COM2两个串行口,9针D形接口通常在计算机后面。现在工业接口中均 有COM 口可与计算机或者其他设备相连。   二、串口知识 二、串口知识 2）RS422 为改进RS232通信距离短、速率低的缺点,RS422定义了一种平衡通信接口,将传输速 率提高到10Mb/s,传输距离延长到1200m(速率低于100Kb/s时),并允许在一条平衡总 线上连接最多10个接收器。RS422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范,被命 名为TIA/EIA422-A标准。 3）RS485 为扩展应用范围,EIA又于1983年在 RS422基础上制定了 RS485标准,增加了多点、 双向通信能力,即允许多个发送器连接到同一条总线上,同时增加了发送器的驱动能力和冲 突保护特性,扩展了总线共模范围,后被命名为 TIA/EIA485-A标准。因 RS485接口具有 良好的抗噪声干扰性、长的传输距离和具有多站能力等优点,其成为首选的串行接口。 因为RS485接口组成的半双工网络一般只需两根连线,所以 RS485接口均采用屏蔽双 绞线传输。RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座,与智能终端连接的RS485接口采用 DB-9(孔),与键盘连接的接口RS485采用DB-9(针)。 4）通用串行总线 通用串行总线(universalse