用c语言开发测控软件的方法与实践.docVIP

用C语言开发测控软件的方法与实践 摘要：本文简单介绍了测控软件，并且深入详细的分析了C语言在测控系统软件开发中应用的方法及其相应技术。重点分析了输入／输出端口的控制、位运算、 硬件中断程序设计以及曲线的绘制等方面C语言的应用。 关键词:C语言 现代测控技术 测控软件 硬件中断程序设计 曲线的绘制 1.引言 C语言是目前程序设计语言中使用比较广泛的一种。C语言功能丰富、表达能力强、使用灵活方便、程序执行效率高并且可移植性好。C语言不仅具有高级语言的特点，还具备了汇编语言的特点，其系统处理能力非常强大。并且它支持自顶向下逐步求精的程序设计技术。C语言的函数式结构更为实现程序的模块化设计提供了强有力的保障。因此C语言被广泛应用于系统软件和应用软件的开发，例如测控软件。 测控软件 随着计算机技术、检测技术和控制技术的发展，衍生而来的现代测控技术与系统也迅猛发展起来。现代测控技术与系统是一门综合性技术。在传统的测控技术基础之上，我们融入了现代传感技术、通信技术和计算机技术，并且将现代必威体育精装版科学研究方法与成果应用于其中。例如，基于网络的测控技术、基于计算机视觉的测控技术、 基于雷达与无线通信的测控技术以及基于虚拟仪器（VI）的测控技术等等。其中，基于虚拟仪器（VI）的测控技术的软件开发工具可用C++、Java以及C语言编写。 现代测控系统基本结构分别建立在3种基础模型基础之上，一种是基于DAQ数据采集体系的测控系统模型，其硬件结构如图1所示；一种是基于网络的测控系统模型，另一种是企业的测控管系统模型。 测控对象 图 1 基于DAQ体系的测控系统硬件结构 而现在的测控系统通常尤测控软件组成，测控软件主要用于数据采集和测量，测控过程中的控制决策和控制输出，数据的处理、分析和管理。测控组态软件应是一个通用的测控软件平台，它能根据不同的应用目的和环境，方便地构造出各自不同的测控软件。初期的测控组态软件主要是针对数据采集与控制的，是面向任务实现的，主要是给用户提供了一个友好的人机界面。其功能十分有限，没有对实时数据和历史数据进行有效处理和分析的手段，系统的二次开发能力也较差。如今的组态软件在面向数据采集与控制的功能方面有了很大的提高，例如在数据采集方面，它不仅支持各种传统模拟量、数字量的输入输出，而且支持符合现场总线规约的各种智能传感器和仪表的输入输出，有的还支持各种虚拟仪器。另外，在数据处理方面增加了许多功能，例如对过程数据的统计分析，对测试数据进行各种谱分析、相关分析等等。如今的组态软件已由过去的以应用为中心，转为以数据为中心。组态软件可以提供各种数据接口，可以借助其他软件工具更为灵活地存储、分析和处理测控过程的数据。 用C语言开发测控软件的方法与实践 C语言是目前使用最广泛的一种程序设计语言，语言表达能力强、模块化能力强、数据类型丰富、运算符丰富、可移植性好、提供丰富的库函数、执行速度快、控制硬件处理中断的能力强、绘图能力强、可与其它语言混合编程等等不可代替的优点，使得C语言被广泛运用于测量 ﹑控制﹑通讯领域中。 在测控领域，C语言主要被应用于实时测量系统程序设计，实时通讯系统程序设计以及实时控制系统程序设计。如图2所示，是实时测控系统的实例。 图 2 实时测控系统实例 在测控软件中，C语言主要涉及到输入／输出端口的控制，硬件中断程序设计，软件中断程序设计，精确定时程序设计，串口通信程序设计，曲线的绘制，并行接口的使用与步进电动机的控制，数据采集与处理程序设计，闭环控制系统程序设计等内容。由于内容较复杂，本文将主要针对用C语言开发测控软件时，输入／输出端口的控制、位运算、 硬件中断程序设计以及曲线的绘制的不同使用C语言的方法以及实践进行深入分析。 2.1 C语言中端口输入/输出函数 计算机的CPU要与外设间传递信息，必须通过硬件的接口电路来进行。接口电路通常包含一些寄存器，如数据寄存器、状态寄存器、控制寄存器等。一般称这些寄存器为I/O（输入/输出）端口。 PC系列微机用10条地址线对端口寻址，寻址范围为 0x00 --0x3ff。 C语言为了控制端口的输入/输出扩展了一些非标准的系统函数。 2.1.1 8位端口输入函数 i n p o r t b( ) 函数原型为：unsigned char i n p o r t b(int p o r t i d);它的主要功能是从地址为 p o r t i d 的8位端口输入一个字节（8位），所读的值是该函数的返回值，由头文件 dos.h 说明。其用法为 #include dos.h unsigned char b;