一、項(xiàng)目需求：

1.??????完成上位機(jī)與下位機(jī)的串口通信

2.??????上位機(jī)電腦給下位機(jī)發(fā)送16進(jìn)制指令，控制攝像機(jī)云臺(tái)的各個(gè)方向。

3.??????該程序用Labview開發(fā)

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二、開發(fā)過(guò)程：

1.??????開發(fā)平臺(tái)搭建：

開發(fā)過(guò)程用到的幾個(gè)軟件介紹:

（1）??????串口調(diào)試助手

（2）??????VPSD XP5(虛擬串口軟件)

（3）??????Labview

（4）??????Sony云臺(tái)自帶軟件（類似于串口調(diào)試助手）

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2.??????各個(gè)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(diǎn)右邊的addpair，可以添加成對(duì)的串口。一對(duì)串口已經(jīng)虛擬互聯(lián)了，如果添加的是COM3、COM4，用COM3發(fā)送數(shù)據(jù)，COM4就可以接收數(shù)據(jù)，反過(guò)來(lái)也可以。

4.串口調(diào)試助手

可以看到虛擬出來(lái)的串口COM3、COM4，選擇COM4，設(shè)置為波特率9600，無(wú)校驗(yàn)位、8位數(shù)據(jù)位，1位停止位。

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5. RS232

RS-232接口符合美國(guó)電子工業(yè)聯(lián)盟（EIA）制定的串行數(shù)據(jù)通信的接口標(biāo)準(zhǔn)，原始編號(hào)全稱是EIA-RS-232（簡(jiǎn)稱232，RS232）。它被廣泛用于計(jì)算機(jī)串行接口外設(shè)連接。連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過(guò)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(duì)每個(gè)字符進(jìn)行開始和停止的操作。一旦檢測(cè)到幀同步字符，它就在接下來(lái)的數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)接收它們。

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7.同步異步傳輸?shù)膮^(qū)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?shù)膯挝皇亲址絺鬏數(shù)膯挝皇菢E。

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3,）異步傳輸通過(guò)字符起止的開始和停止碼抓住再同步的機(jī)會(huì)，而同步傳輸則是以數(shù)據(jù)中抽取同步信息。

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4,）異步傳輸對(duì)時(shí)序的要求較低，同步傳輸往往通過(guò)特定的時(shí)鐘線路協(xié)調(diào)時(shí)序。

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5,）異步傳輸相對(duì)于同步傳輸效率較低。

三．近距離通信，RS232

3.1簡(jiǎn)單連接：

當(dāng)通信距離較近時(shí)，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(shù)幾根信號(hào)線。最簡(jiǎn)單的情況，在通信中根本不需要RS-232C的控制聯(lián)絡(luò)信號(hào)，只需三根線（發(fā)送線、接收線、信號(hào)地線）便可實(shí)現(xiàn)全雙工異步串行通信，即是這里要討論的第一種情況。

無(wú)Modem時(shí)，最大通信距離按如下方式計(jì)算：

RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：當(dāng)誤碼率小于4%時(shí)，要求導(dǎo)線的電容值應(yīng)小于2500PF。對(duì)于普通導(dǎo)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(jì)算，是偏于保守的，實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)使用9600bps，普通雙絞屏蔽線時(shí)，距離可達(dá)30~35米。

3.2、零Modem 的最簡(jiǎn)連線（3線制）

圖3是零MODEM方式的最簡(jiǎn)單連接（即三線連接），圖中的2號(hào)線與3號(hào)線交叉連接是因?yàn)樵谥边B方式時(shí)，把通信雙方都當(dāng)作數(shù)據(jù)終端設(shè)備看待，雙方都可發(fā)也可收。在這種方式下，通信雙方的任何一方，只要請(qǐng)求發(fā)送RTS有效和數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好DTR有效就能開始發(fā)送和接收。

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（1）RTS與CTS互聯(lián)：只要請(qǐng)求發(fā)送，立即得到允許

（2）DTR與DSR互聯(lián)：只要本端準(zhǔn)備好，認(rèn)為本端立即可以接收（DSR、數(shù)傳機(jī)準(zhǔn)備好）。

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3.3 串口問(wèn)題匯總：

3.31串口資源被占用：

這時(shí)候在LabVIEW會(huì)報(bào)錯(cuò)，提示串口號(hào)存在，但當(dāng)前不能對(duì)其進(jìn)行操作，同時(shí)打開MAX時(shí)也可以在對(duì)應(yīng)的串口號(hào)下看到同樣的錯(cuò)誤，這表示這個(gè)串口已經(jīng)被其它程序占用了，比如有時(shí)候打開了串口調(diào)試助手來(lái)調(diào)試串口，然后又想在LabVIEW里面試一下，這時(shí)就會(huì)報(bào)這個(gè)錯(cuò)，因?yàn)榇谝呀?jīng)被串口調(diào)試助手調(diào)用了，它不能被二個(gè)程序同時(shí)使用。

解決的方法是關(guān)掉其它程序即可，串口調(diào)試助手里也可以關(guān)閉這個(gè)串口。

還有一種情況是調(diào)試OK后生成EXE，運(yùn)行EXE也出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題，這時(shí)是因?yàn)榇诒辉瓉?lái)的LabVIEW程序打開，再用EXE打開時(shí)就會(huì)報(bào)錯(cuò)，解決辦法是關(guān)掉原來(lái)的LabVIEW程序。最好是關(guān)掉LabVIEW.

在使用串口的過(guò)程中一定要關(guān)閉串口（使用VISA CLOSE），否則程序在退出的時(shí)候會(huì)報(bào)錯(cuò)說(shuō)數(shù)據(jù)丟失。

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四．關(guān)鍵數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換問(wèn)題

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4.1使用LabVIEW發(fā)送數(shù)據(jù)

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還有一個(gè)問(wèn)題是使用LabVIEW發(fā)送數(shù)據(jù)的問(wèn)題

①如果下位機(jī)接收的是字符串?dāng)?shù)據(jù)類型的話，直接用VISA寫入對(duì)應(yīng)的字符串就行了，現(xiàn)在的儀器一般都是接收字符串的，所以可以直接使用VISA發(fā)送而不需要轉(zhuǎn)換。

②如果下位機(jī)接收的是數(shù)值型數(shù)據(jù)的話，就需要轉(zhuǎn)換一下，其中數(shù)值型又是十進(jìn)制和十六進(jìn)制二種用得比較多，這二種數(shù)據(jù)間相互轉(zhuǎn)換一下就行了，其實(shí)是一樣的。

由于在LabVIEW中字符串直接有十六進(jìn)制的顯示方式，所以發(fā)送十六進(jìn)制的數(shù)據(jù)比較方便，比如要發(fā)送十六進(jìn)制數(shù)值類型的“0xAF”，那么在VISA Write的寫入緩沖區(qū)字符串常量上右鍵>>十六進(jìn)制顯示，如圖1，直接輸入“AF”即可，那么下位機(jī)接收到的就是正確的數(shù)據(jù)（十六進(jìn)制數(shù)值類型）了。

但實(shí)際使用過(guò)程中，一般都是需要將某個(gè)子VI輸出一個(gè)動(dòng)態(tài)的字符串通過(guò)VISAWrite發(fā)送到下位機(jī)的，這時(shí)候就需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換一下，這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程描述起來(lái)就是：將字符串A轉(zhuǎn)換為字符串B，使得正常顯示的字符串A跟十六進(jìn)制顯示的字符串B是一樣的。

由于轉(zhuǎn)換目標(biāo)（十六進(jìn)制顯示的字符串）的數(shù)據(jù)類型是十六進(jìn)制，要想十六進(jìn)制顯示的字符串跟正常顯示的字符串一樣，這個(gè)正常顯示的字符串必須都是十六進(jìn)制的字符，即只能由0-9,A-F這十六個(gè)字母中的字母組合而成。否則就沒(méi)辦法使二種顯示方式的字符串一致了。

這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程首先將字符串轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)值型，然后再通過(guò)將這個(gè)十六進(jìn)制數(shù)值創(chuàng)建為一個(gè)數(shù)組，最后再使用“字節(jié)數(shù)組至字符串轉(zhuǎn)換”這個(gè)函數(shù)轉(zhuǎn)換為字符串即可，實(shí)際上就是圖5字符串轉(zhuǎn)換為U8字節(jié)的反向操作，只不過(guò)是這個(gè)十六進(jìn)制的值初始類型是十六進(jìn)制，要先轉(zhuǎn)換為數(shù)值類型。具體程序如下圖所示。

由于十六進(jìn)制數(shù)據(jù)由二個(gè)字節(jié)構(gòu)成，而字符只有一個(gè)字符，所以每二個(gè)字符表示一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)據(jù)，如果字符多于二個(gè)的話要先進(jìn)行截取，每二個(gè)字符轉(zhuǎn)換為一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)據(jù)。也可以用空格將正常顯示的字符串每二個(gè)字符用一個(gè)空格斷開，然后先將這個(gè)字符串以空格為分隔符轉(zhuǎn)換為一個(gè)字符串?dāng)?shù)組，再轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)值再轉(zhuǎn)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(shù)倍，那么上圖的轉(zhuǎn)換程序就會(huì)少轉(zhuǎn)換一個(gè)字符，可以用程序動(dòng)態(tài)判斷一下這個(gè)字符串的長(zhǎng)度，如果是奇數(shù)的話在它最左邊補(bǔ)一個(gè)“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(shù)據(jù)

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①假設(shè)LabVIEW從串口接收到的數(shù)據(jù)為“1234”（正常顯示模式下），那么這個(gè)數(shù)據(jù)在串口底層的時(shí)候其實(shí)是這樣的二進(jìn)制數(shù)據(jù)：

0011000100110010 00110011 00110100

只是在LabVIEW中，這些二進(jìn)制數(shù)據(jù)是以字符串形式顯示出來(lái)的，它們的實(shí)質(zhì)還是二進(jìn)制數(shù)據(jù)，這幾個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)據(jù)分別是“49，50，51，52”，由于字符串都是以ASCII碼形式保存在計(jì)算機(jī)中的，那么49，50，51，52這幾個(gè)數(shù)在ASCII表中就表示是字符串“1，2，3，4”。所以這幾個(gè)數(shù)據(jù)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(zhuǎn)換關(guān)系，那么要進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)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(jī)傳送的是數(shù)值型數(shù)據(jù)，只需要將“1234”字符串轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的ASCII值就是實(shí)際上下位機(jī)傳上來(lái)的數(shù)據(jù)了，就是“49，50，51， LabVIEW中將字符串轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的ASCII值的函數(shù)是“字符串至字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換”這個(gè)函數(shù)。

上面說(shuō)的是下位機(jī)發(fā)送的是數(shù)值類型的數(shù)據(jù)的，使用“字符串至字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換”這個(gè)函數(shù). ②如果是下位面發(fā)送的是字符串類型的數(shù)據(jù)，那么LabVIEW已經(jīng)直接轉(zhuǎn)換好了。

個(gè)人總結(jié)：無(wú)論下位機(jī)發(fā)送的是何種類型的數(shù)據(jù)，LABVIE從串口接收的時(shí)候，總是將每8位二進(jìn)制數(shù)，作為字符的ASCII碼解讀。

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4.3 關(guān)鍵問(wèn)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(wèn)題上來(lái)。本次做的小項(xiàng)目，總體來(lái)說(shuō)，開發(fā)周期比較短，程序功能比較簡(jiǎn)單，但是涉及到的知識(shí)面比較多，知識(shí)點(diǎn)多而雜亂，所以對(duì)這部分資料做了相關(guān)整理，權(quán)當(dāng)對(duì)思路的整理。

???????? 本次遇到的問(wèn)題：

????PC與攝像機(jī)云臺(tái)通信過(guò)程中，開發(fā)的程序第一版可以完成虛擬串口之間的數(shù)據(jù)通信，但是問(wèn)題是實(shí)際測(cè)試中還是不能控制云臺(tái)。檢測(cè)了相關(guān)指令也沒(méi)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。

???????? 后來(lái)發(fā)現(xiàn)Labview程序無(wú)論是接收還是發(fā)送數(shù)據(jù)都是以字符串格式完成的，所以當(dāng)客戶要求用16進(jìn)制完成下位機(jī)與上位機(jī)通信的時(shí)候，問(wèn)題就出現(xiàn)了。最開始設(shè)計(jì)程序的時(shí)候也沒(méi)考慮到這個(gè)問(wèn)題。

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(1)????將16進(jìn)制轉(zhuǎn)化成asc碼:

這個(gè)方法行不通，數(shù)據(jù)發(fā)下去還是不行。繼續(xù)找資料，找到下面的解決方案：

(2)????在Labview軟件中設(shè)置字符串的顯示格式

Labview軟件中設(shè)置字符串的顯示格式為：16進(jìn)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(jié)

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?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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