1引言

　　由于各種人群的皮膚阻抗的動(dòng)態(tài)范圍不一樣，甚至同個(gè)人在不同的時(shí)間、不同的環(huán)境下皮膚阻抗的動(dòng)態(tài)范圍也不一樣。因此，在皮膚阻抗檢測(cè)系統(tǒng)中，刺激器需要根據(jù)不同的人群以及不同的環(huán)境，產(chǎn)生不同頻率、不同脈寬的刺激信號(hào)，才能保證檢測(cè)系統(tǒng)可以測(cè)量到人體皮膚的真實(shí)阻抗。

　　MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)有3個(gè)定時(shí)器可以產(chǎn)生方波，而且方波的脈沖頻率及寬度可以由軟件設(shè)定，這種產(chǎn)生脈沖的方式具有很大的靈活性。上位機(jī)軟件LabVIEW同下位機(jī)通信時(shí)，將下位機(jī)所要產(chǎn)生的脈沖的參數(shù)通過串口傳給下位機(jī)，以便實(shí)現(xiàn)利用LabVIEW控制單片機(jī)產(chǎn)生所需脈沖的目的。

　　2下位機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　2.1硬件部分

　　MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)功能很強(qiáng)的全雙工串行口，該串行口有4種工作方式。片內(nèi)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可以產(chǎn)生波特率，大小可用軟件設(shè)置。有2個(gè)物理上獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器SBUF，接收、發(fā)送均可觸發(fā)中斷系統(tǒng)，使用十分方便。對(duì)外也有兩條獨(dú)立的收、發(fā)信號(hào)線RXD（P3.0）和TXD（P3.1）。

　　本文采用RS 232串行接口標(biāo)準(zhǔn)，在電氣特性上，RS232采用負(fù)邏輯，要求高低兩信號(hào)間有較大的幅度，標(biāo)準(zhǔn)為：邏輯“1”在-5~-15V之間，邏輯“0”在+5~+15V之間。

　　2.2軟件部分

　　MCS-51的定時(shí)器0進(jìn)行兩次計(jì)數(shù)。設(shè)P1.0為脈沖發(fā)生端，當(dāng)定時(shí)器0的第一次計(jì)數(shù)結(jié)束后，將P1.0取反，賦新的初值，再進(jìn)行第二次計(jì)數(shù)。當(dāng)?shù)诙斡?jì)數(shù)結(jié)束后，再一次將P1.0取反，又賦原來的初值，進(jìn)行新一輪的計(jì)數(shù)，如此反復(fù)即可產(chǎn)生方波。這樣通過兩次計(jì)數(shù)值的不同就可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生不同脈寬及頻率的方波了。

　　圖1，圖2和圖3給出了單片機(jī)程序的詳細(xì)流程圖。其中定時(shí)器1工作在方式2，這是一種自動(dòng)重裝方式，禁止中斷，用于產(chǎn)生波特率（該波特率設(shè)置為9 600）。串口工作在方式1，發(fā)送或接受一幀信息為10位，1位起始位（0），8位數(shù)據(jù)位和1位停止位（1），無奇偶校驗(yàn)位。程序還設(shè)定串口中斷優(yōu)先級(jí)高于定時(shí)器0的中斷優(yōu)先級(jí)。

　　在通信前，上下位機(jī)一般會(huì)約定一個(gè)協(xié)議，例如在發(fā)送的數(shù)據(jù)前加一個(gè)標(biāo)識(shí)段，一般為一個(gè)字節(jié)。當(dāng)該字節(jié)傳輸正確后，下位機(jī)才可以認(rèn)為上位機(jī)準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)段。這樣可以避免串口偶爾產(chǎn)生的誤發(fā)信號(hào)。

　　程序設(shè)定4個(gè)字節(jié)為一個(gè)數(shù)據(jù)段，是因?yàn)樯衔粰C(jī)一次性要發(fā)完包括高低電平在內(nèi)的兩次定時(shí)器的初始值，而每一個(gè)初始值都有兩個(gè)字節(jié)。因此下位機(jī)判斷一次完整的數(shù)據(jù)段是否發(fā)送完畢，就是判斷其是否收到了4個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。

　　3上位機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　LabVIEW語言是美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司開發(fā)的一種基于圖形化語言（G語言）的編程語言，利用該語言編寫的模塊化程序，具有良好的界面，簡(jiǎn)單、直觀，且易于理解、調(diào)試和維護(hù)。做成的虛擬儀表可以當(dāng)作許多儀器設(shè)備來使用，其功能完全由用戶編程定義。另外，LabVIEW內(nèi)還包含豐富的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)信號(hào)分析以及控制等子程序，特別適用于數(shù)據(jù)采集、通信處理系統(tǒng)。

　　LabVIEW提供了很多現(xiàn)成的可供調(diào)用的函數(shù)庫，從底層的GPIB，VXI，PXI，串口數(shù)據(jù)采集板的控制子程序到大量的儀器驅(qū)動(dòng)程序；從基本的功能函數(shù)到高級(jí)分析庫，幾乎涵蓋了儀器設(shè)計(jì)中需要的所有函數(shù)。同時(shí)，LabVIEW還支持用于網(wǎng)絡(luò)通訊的TCP/IP協(xié)議、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）和網(wǎng)絡(luò)化多媒體對(duì)象技術(shù)（ActiveX）等應(yīng)用軟件標(biāo)準(zhǔn)。

　　3.1VISA LabVIEW提供了功能強(qiáng)大的VISA庫

　　VISA（Virtual InSTrument Software Architecture，虛擬儀器軟件規(guī)范）是用于儀器編程的標(biāo)準(zhǔn)I/O函數(shù)庫及其相關(guān)規(guī)范的總稱。VISA庫駐留于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，完成計(jì)算機(jī)與儀器之間的連接，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的程序控制，其實(shí)質(zhì)是用于虛擬儀器系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)的API（ApplicatiON Programmer Inter-face，應(yīng)用程序接口）。正因?yàn)槿绱耍琕ISA可以連接不同標(biāo)準(zhǔn)的I/O設(shè)備。

　　VISA本身并不具備編程能力，惟他通過調(diào)用底層的驅(qū)動(dòng)程序來實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的編程。VISA的I/O軟件庫的源程序是惟一的，其與操作系統(tǒng)及編程語言無關(guān)，只是提供了標(biāo)準(zhǔn)形式的API文件作為系統(tǒng)的輸出。