Labview 串口通信之——PC控制云台方向
一、項目需求：
1.??????完成上位機與下位機的串口通信
2.??????上位機電腦給下位機發送16進制指令，控制攝像機云臺的各個方向。
3.??????該程序用Labview開發
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二、開發過程：
1.??????開發平臺搭建：
開發過程用到的幾個軟件介紹:
（1）??????串口調試助手
（2）??????VPSD XP5(虛擬串口軟件)
（3）??????Labview
（4）??????Sony云臺自帶軟件（類似于串口調試助手）
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2.??????各個軟件介紹：
3.???打開VSPD，界面如下圖所示：
左邊欄最上面的是電腦自帶的物理串口。點右邊的addpair，可以添加成對的串口。一對串口已經虛擬互聯了，如果添加的是COM3、COM4，用COM3發送數據，COM4就可以接收數據，反過來也可以。
4.串口調試助手
可以看到虛擬出來的串口COM3、COM4，選擇COM4，設置為波特率9600，無校驗位、8位數據位，1位停止位。
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5. RS232
RS-232接口符合美國電子工業聯盟（EIA）制定的串行數據通信的接口標準，原始編號全稱是EIA-RS-232（簡稱232，RS232）。它被廣泛用于計算機串行接口外設連接。連接電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。
6.同步傳輸和異步傳輸
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同步傳輸通常要比異步傳輸快速得多。接收方不必對每個字符進行開始和停止的操作。一旦檢測到幀同步字符，它就在接下來的數據到達時接收它們。
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7.同步異步傳輸的區別
1）異步傳輸是面向字符的傳輸，而同步傳輸是面向比特的傳輸。
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2,）異步傳輸的單位是字符而同步傳輸的單位是楨。
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3,）異步傳輸通過字符起止的開始和停止碼抓住再同步的機會，而同步傳輸則是以數據中抽取同步信息。
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4,）異步傳輸對時序的要求較低，同步傳輸往往通過特定的時鐘線路協調時序。
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5,）異步傳輸相對于同步傳輸效率較低。
三．近距離通信，RS232
3.1簡單連接：
當通信距離較近時，可不需要Modem，通信雙方可以直接連接，這種情況下，只需使用少數幾根信號線。最簡單的情況，在通信中根本不需要RS-232C的控制聯絡信號，只需三根線（發送線、接收線、信號地線）便可實現全雙工異步串行通信，即是這里要討論的第一種情況。
無Modem時，最大通信距離按如下方式計算：
RS-232C標準規定：當誤碼率小于4%時，要求導線的電容值應小于2500PF。對于普通導線，其電容值約為170PF/M。則允許距離L=2500PF/（170PF/M）=15M
這一距離的計算，是偏于保守的，實際應用中，當使用9600bps，普通雙絞屏蔽線時，距離可達30~35米。
3.2、零Modem 的最簡連線（3線制）
圖3是零MODEM方式的最簡單連接（即三線連接），圖中的2號線與3號線交叉連接是因為在直連方式時，把通信雙方都當作數據終端設備看待，雙方都可發也可收。在這種方式下，通信雙方的任何一方，只要請求發送RTS有效和數據終端準備好DTR有效就能開始發送和接收。
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（1）RTS與CTS互聯：只要請求發送，立即得到允許
（2）DTR與DSR互聯：只要本端準備好，認為本端立即可以接收（DSR、數傳機準備好）。
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3.3 串口問題匯總：
3.31串口資源被占用：
這時候在LabVIEW會報錯，提示串口號存在，但當前不能對其進行操作，同時打開MAX時也可以在對應的串口號下看到同樣的錯誤，這表示這個串口已經被其它程序占用了，比如有時候打開了串口調試助手來調試串口，然后又想在LabVIEW里面試一下，這時就會報這個錯，因為串口已經被串口調試助手調用了，它不能被二個程序同時使用。
解決的方法是關掉其它程序即可，串口調試助手里也可以關閉這個串口。
還有一種情況是調試OK后生成EXE，運行EXE也出現這個問題，這時是因為串口被原來的LabVIEW程序打開，再用EXE打開時就會報錯，解決辦法是關掉原來的LabVIEW程序。最好是關掉LabVIEW.
在使用串口的過程中一定要關閉串口（使用VISA CLOSE），否則程序在退出的時候會報錯說數據丟失。
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四．關鍵數據格式轉換問題
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4.1使用LabVIEW發送數據
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還有一個問題是使用LabVIEW發送數據的問題
①如果下位機接收的是字符串數據類型的話，直接用VISA寫入對應的字符串就行了，現在的儀器一般都是接收字符串的，所以可以直接使用VISA發送而不需要轉換。
②如果下位機接收的是數值型數據的話，就需要轉換一下，其中數值型又是十進制和十六進制二種用得比較多，這二種數據間相互轉換一下就行了，其實是一樣的。
由于在LabVIEW中字符串直接有十六進制的顯示方式，所以發送十六進制的數據比較方便，比如要發送十六進制數值類型的“0xAF”，那么在VISA Write的寫入緩沖區字符串常量上右鍵>>十六進制顯示，如圖1，直接輸入“AF”即可，那么下位機接收到的就是正確的數據（十六進制數值類型）了。
但實際使用過程中，一般都是需要將某個子VI輸出一個動態的字符串通過VISAWrite發送到下位機的，這時候就需要對數據進行轉換一下，這個轉換過程描述起來就是：將字符串A轉換為字符串B，使得正常顯示的字符串A跟十六進制顯示的字符串B是一樣的。
由于轉換目標（十六進制顯示的字符串）的數據類型是十六進制，要想十六進制顯示的字符串跟正常顯示的字符串一樣，這個正常顯示的字符串必須都是十六進制的字符，即只能由0-9,A-F這十六個字母中的字母組合而成。否則就沒辦法使二種顯示方式的字符串一致了。
這個轉換過程首先將字符串轉換為十六進制數值型，然后再通過將這個十六進制數值創建為一個數組，最后再使用“字節數組至字符串轉換”這個函數轉換為字符串即可，實際上就是圖5字符串轉換為U8字節的反向操作，只不過是這個十六進制的值初始類型是十六進制，要先轉換為數值類型。具體程序如下圖所示。
由于十六進制數據由二個字節構成，而字符只有一個字符，所以每二個字符表示一個十六進制數據，如果字符多于二個的話要先進行截取，每二個字符轉換為一個十六進制數據。也可以用空格將正常顯示的字符串每二個字符用一個空格斷開，然后先將這個字符串以空格為分隔符轉換為一個字符串數組，再轉換為十六進制數值再轉換為字符串。
需要注意一下的是如果正常顯示的字符串并不是2的整數倍，那么上圖的轉換程序就會少轉換一個字符，可以用程序動態判斷一下這個字符串的長度，如果是奇數的話在它最左邊補一個“0”再使用上面的程序就正常了。
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4.2 LabVIEW從串口接收數據
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①假設LabVIEW從串口接收到的數據為“1234”（正常顯示模式下），那么這個數據在串口底層的時候其實是這樣的二進制數據：
0011000100110010 00110011 00110100
只是在LabVIEW中，這些二進制數據是以字符串形式顯示出來的，它們的實質還是二進制數據，這幾個二進制數據轉換為十進制數據分別是“49，50，51，52”，由于字符串都是以ASCII碼形式保存在計算機中的，那么49，50，51，52這幾個數在ASCII表中就表示是字符串“1，2，3，4”。所以這幾個數據在LabVIEW中就顯示為字符串的1，2，3，4了。如果明白這里面的轉換關系，那么要進行數據轉換時就很容易了，比如上面的例子中，如果LabVIEW中接收到的是字符串“1234”，而原本下位機傳送的是數值型數據，只需要將“1234”字符串轉換為對應的ASCII值就是實際上下位機傳上來的數據了，就是“49，50，51， LabVIEW中將字符串轉換為對應的ASCII值的函數是“字符串至字節數組轉換”這個函數。
上面說的是下位機發送的是數值類型的數據的，使用“字符串至字節數組轉換”這個函數. ②如果是下位面發送的是字符串類型的數據，那么LabVIEW已經直接轉換好了。
個人總結：無論下位機發送的是何種類型的數據，LABVIE從串口接收的時候，總是將每8位二進制數，作為字符的ASCII碼解讀。
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4.3 關鍵問題解決：
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???????? 貼了那么多資料，最終還是要回歸到具體解決的問題上來。本次做的小項目，總體來說，開發周期比較短，程序功能比較簡單，但是涉及到的知識面比較多，知識點多而雜亂，所以對這部分資料做了相關整理，權當對思路的整理。
???????? 本次遇到的問題：
????PC與攝像機云臺通信過程中，開發的程序第一版可以完成虛擬串口之間的數據通信，但是問題是實際測試中還是不能控制云臺。檢測了相關指令也沒發現錯誤。
???????? 后來發現Labview程序無論是接收還是發送數據都是以字符串格式完成的，所以當客戶要求用16進制完成下位機與上位機通信的時候，問題就出現了。最開始設計程序的時候也沒考慮到這個問題。
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(1)????將16進制轉化成asc碼:
這個方法行不通，數據發下去還是不行。繼續找資料，找到下面的解決方案：
(2)????在Labview軟件中設置字符串的顯示格式
Labview軟件中設置字符串的顯示格式為：16進制顯示（也就是：Hex display）；
具體做法參考以下鏈接：
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http://blog.csdn.net/liusandian/article/details/51912000
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的Labview 串口通信之——PC控制云台方向的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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