基于labview的交通仿真教学仪器开发

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1、基于LabVIEW的交通仿真教学仪器开发王文村1王新建2于飞3王杰4朱建勇5（1、4、5、日照市技师学院电气技术系山东日照276826;2、天津职业技术师范大学汽车与交通学院300222；3、江苏汽车技师学院江苏扬州225003）摘要：我们设计开发了一套交通仿真教学仪器。在虚拟仪器环境下利用VISA软件工具包，精心编写上位机程序，建立10个SubVI,与下位机进行实时串口通信。以KeilC为开发工具，对下位机进行编程控制。系统可实时对217个LED灯组成的交通信号灯进行控制，实现整体造型的保存、读取、显示和清除功能。最后，经实验验证，所开发教学仪

2、器能够实现预期功能。关键词：交通仿真单片机LabVIEW虚拟仪器的概念是由美国国家仪器公司（NationalInstrument，仰称NI）公司提出来的，是指在通用的计算机平台上，用户根据自己的需求定义和设计具有测试功能的仪器系统，即虚拟仪器是由用广利用一些基木硬件及软件编程技术组成的各种各样的仪器系统。由于其所采用的图形化编程语言使得程序外观非常漂亮，易于吸引学习者的注意，更易于被学习者接受和理解。我们调研了我国17所处于不同地域、具有不同办学水平的高职院校，其中有6所为交通部认定的交通职业教育示范院校。经调查统计，开设汽车电子技术专业的有14

3、所，占调查总数的82.4%。同时，我们调查了北京市10所中职院校，开设汽车电子技术专业的学校有3所，占调查总数的30%。数据中，高职院校与市场需求密切联系,调研数据说明目前我国汽车工业需要大量的懂得汽车电子技术原理的专业人才和师资人才。同时，目前交通运输行业技术不断发展，智能交通应用H益广泛。在日常的专业教学工作中，要让交通运输、汽车运用工程和汽车服务工程等专业的学牛.，特别是中高职院校学牛.，更形象、更直观地掌握微机控制的基木原理,例如串U通信原理，就需要设计开发新的操作简单、界面直观、能够清晰反映专业理论知识并且能够进行实验训练的专业交通仿真

4、教学仪器。本论文基于LabVIEW虚拟仪器平台，安装VISA软件工具包进行串口通信，在上位机通过程序化语言编程，建立由36个字节数据组成的数据包，通过串口进行发送；下位机以KeilC为开发工具进行C语言程序设计，主要完成串口通信的数据接收，以及LED屏的显示；硬件系统采用P89V51RD2芯片，设计开发RBH674电路板作为下位机的控制硬件，设计开发RBH671作为LED交通信号显示屏。该教学仿真系统可实现多个LED灯的实吋点亮、点火的功能，以及整体造型的保存、读取和清除功能。一、上位机软件设计LabVIEW（LaboratoryVirtualI

5、nstrumentEngineeringWorkbench）作为虚拟仪器的平台，是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。传统文本编程根据语句和指令的先后顺序决定程序的执行顺序，而LabVIEW则采用数据流编程方式，程序框图节点之间的数据流向决定了程序的执行顺序。虚拟仪器具有功能灵活，可由用户自己定义，程序速度和可靠性高，数据可以进行编辑、存储和打印，开发周期短，大大节省开发费用，价格低廉等优点，故在测控测量、机电控制、教育教学、仿真等领域应用面极广。1.串口通信程序设计在LabVIEW中进行串口通信编程需要安装VISA软件驱动。VIS

6、A是仪器编程的标准I/OAPI,可控制GPIB、串口、USB、以太网、PXI或VXI仪器，并根据使用仪器的类型调用相应的驱动程序，用户无需学W各种仪器的通信协议。VISA独立于操作系统、总线和编程环境。换言之，无论使用何种设备、操作系统和编程语言，均使用相同的API。在本实验系统中，串U发送的数据包总共占36字节，其格式分别为：起始位（1字节）+目标地址（1字节）+本地地址（1字节）+功能号（1字节）+实际数据（28字节）+校验和（1字节）+包长低8位（1字节）+包长高8位（1字节）+停止位（1字节）。真正需要传送的只是其中28字节的以16进制显

7、示的实际数据。上位机串口学生程序前面板如下图1所示。图1.上位机串口通信程序前面板1.数据转换以及控制设计下位机的单片机在进行串U接收、进行显示屏显示控制编程吋所需的数据一般是以16进制显示的。例如F1,表示的就是11110001。但是由于LabVIEW中数据的发送是16位16进制数据，例如F401表示1111010000000001,所以实际发送的28个数据就变成了14个。而通常情况下，LabVIEW串口接收或发送的都是字符串，所以如果需要发送或者接收十六进制数值，就需要在接收和发送之前进行相应的转换。苏次，要实现1个发送键就控制217个小灯的

8、亮火，就需要多个数组组成字符串，冋吋还需考虑字符与LED灯之间的逻辑关系。最后，对上位机串口传送的数据包需要进行校验，方能组成十六进制数