基于VB的电子天平性能测试平台的设计与实现

　　1　系统硬件配置

　　1.1　电子天平

　　电子天平是被广泛应用的精确质量计量仪器,采用51系列的单片机作为控制器,具有动态响应快、测量精度高、自动校准、去皮重等功能,内置RS-232通信接口,可与打印机、计算机等外部设备相连。

　　1.2　PC机与电子天平的连接

　　使用RS-232串行接口连接PC机与电子天平,组成了下位机电子天平和上位机PC机的两级测量控制系统。

　　2　测试平台的软件设计

　　2.1　软件设计的实现方案

　　下位机电子天平使用51系列的单片机为控制器,因此,选用MCS-51汇编语言及其仿真软件,作为编程控制语言,以实现电子天平的测量以及数据向上位机的传送。

　　上位机PC机面对测试研究人员,需要良好的界面,方便的操作和人性化的设计。据此选用VisualBasic作为操作平台。为了实现两级系统间的连接,选择了RS-232串口。PC机选用了VB附带的MSComm控件来实现串口与电子天平进行通信。

　　2.2　下位机实现的功能

　　2.2.1　数据采集及显示

　　在外部中断方式下,电子天平采集称重数据经处理后转换成与之相对应的十进制数BCD码和十进制数ASCII码,BCD码发送至电子天平的七位七段码显示器上显示。而ASCII码则通过串口向上位机传送。下位机串行中断流程如图1。

　　2.2.2　数据发送

　　下位机电子天平串口发送数据采用中断方式,传送数据波特率选用9600Hz, CPU的晶振周期(fosc)为11.0592MHz,串行接口工作于工作方式1,定时器/计数器T1工作于定时器方式2(自动重装载方式),TL1作为计数用,设初值为X。计算公式为:

　　波特率=2^SMOD×定时器计数器溢出速率/32

　　其中溢出速率为溢出周期的倒数,即为:

　　f_osc/(12×(256-X));则有:

　　波特率=2^SMOD×f_osc/(32×12×(256-X))

　　当SMOD=0时,以上数据代入公式,则有:X=FDH

　　所以求得TL1=TH1=#FDH

　　串口初始化语句如下

　　MOV　TMOD,#21H;　定时器1方式2

　　MOV SCON,#50H;串行口方式1,允许接收

　　MOV TH1,#0FDH;波特率时间常数

　　MOV TL1,#0FDH;

　　为了保证数据传输的正确性,测试平台采用了“包头+数据包”的传输协议,包头为任意选定一个与数据包中的数据不重复的字符。

　　2.3　上位机主要功能及其实现方法

　　在PC机上运行的电子天平性能测试平台能实现如下几个主要的功能:

　　(1)串口数据的实时采样; (2)采样数据的图形显示; (3)数据库在平台中的运用; (4)对数据曲线的模拟数字滤波; (5)对数据生成的响应曲线进行分析和建立数学模型。