串行通信论文开题报告

摘要：由于MA7ⅡAB不能直接对硬件端12进行读写操作，缺乏了实时性，使得工程上的应用受到了极大的限制。而通过MATI．AB应用程序接口Mex调用C++语言，可实现在MATLAB环境下对硬件端12信号的读写。为此，笔者对Mex接口文件进行了详细介绍，包括Mex接口的各种特殊功能、详细编写规则和具体编译要求，具体阐述了Mex接口在MA啊AB环境下的调用及使用。并根据Mex接口的相关功能。对MATLAB数据采集系统的设计在理论上进行了探讨，以图对MATLAB功能进行进一步的扩展。关键词：MATLAB：接口；数据采集Research of Data—Collection System Based onⅣ队TLABWang Hailong，Chen Shanjie，Li Qian，Zhang Peng，Ku Tao，Xu Dahua(Co／／ege ofEngieering,Nanjing Agriculture University,Nanjing 210031)Abstract：Since MATLAB can not write directly to hardware available for operation．and it lacks of a re。al-time，it works on the applications has been significantly hampered．MATLAB applications through rede—ployment C++language interface Mex．Achievable in the MATI。AB environment for the specific hardwareinterface signals．Therefore，author of a paper details Mex interfaces，inchding interfaces Mex various spe—cial functions，and specific translation rules for the preparation of detailed，enuncimed the transfer and theuse of Mex interfaee in the MA’nAB environment．And in accordance with the relevant functional interfaceMex．MATIAB data acquisition system for the design in theory explored in a bid to further expand thefunctions of MA7n。AB．Key words：MA，11AB，Interface，Data collectionMATLAB产品系列被广泛地应用于包括信号与图像处理、控制系统设计、通讯、系统仿真等诸多领域。它的一大特性是有众多的面向具体应用的工具箱和仿真块，包含了完整的函数集用来对信号图像处理，控制系统设计，神经网络等特殊应用进行分析和设计。其他的产品延伸了MATLAB的能力，包括数据采集，报告生成，和依靠MATLAB语言编程产生独立C／C++代码等等。正因为其强大的科学计算与可视化功能、简单易用的开放式可扩展环境以及所拥有的各种面向不同领域而扩展的工具箱(ToolBox)t11，使得MATLAB在许多学科领域中成为计算机辅助设计与分析、算法研究和应用开发的基本工具和首选平台。但是，MATLAB也存在局限性，就是不能直接对硬件端口进行读写操作，从而影响了它在测控系统开发上的应用范围。但它提供了应用程序接口API，通过该接口，用户可以方便地完成MATLAB与外部环境的交互(如图1所示)。为此，如何通过接口文件调用其它语言编写的程序(如C_卜})，再通过其实现对硬件端口的读写操作，最终实现在单一MArⅡAB环境中进行测控系统的开发，便成了一项值得探讨和研究的问题。1 MATLAB应用程序接口文件MexMATLAB应用程序接口(APD主要包括3部分：Mex文件(外部程序调用接13)，Mat文件(数据输入输出接口)及MATLAB计算引擎函数库。它们实现的一般功能分别为：(1)在MATLAB环境中调用C／c++语言或FORTRAN语言编写的程序，以提高数据处理效率；(2)向MATLAB环境传送数据或从MATLAB环境接收数据，即实现MATLAB系统与外部环境的数据交换；(3)在MATLAB和其他应用程序间建立客户机／服务器关系，将MATLAB作为一个计算引擎，在其他应用程序中调用从而降低程序设计的工作量。以下重点介绍Mex文件的应用。1．1眦X是一种动态链接的子程序，其具体功能如下(1)对于某些已有的C程序，可以通过Mex方式在MATLAB环境中直接调用；(2)对于影响MATLAB执行速度的FOR__I，OOP等循环体，可以编写相应的C程序完成相同功能，并编译成Mex文件，提高运行速度；(3)对于A／D或D／A卡，或其他PC硬件，可以直接用Mex文件进行访问，扩展MATLAB的功能；(4)利用MEX文件，还可以使用一些软件，如Windows的用户界面资源等。1．2 Mex文件的编程规则(1)编制自己的C++算法程序；(2)编制MEX源文件代码；MEX文件的源文件主要有两个部分组成：①计算子例行程序(Computational Routine)。它是链接的外部子程序，包含所有要完成计算功能的源代码，用来完成实际的计算工作。②入口子例行程序(Gateway Routine)。它是计算子例行程序和MATLAB环境之间的接口，用于完成两者间的数据交互。入口子例行程序是MATLAB调用C抖程序所必需的部分，计算子例行程序可以由入口子例行程序调用以完成其特定的功能要求。入口子例行程序具体的使用格式如下：#include"mex．h"void MexFunction(int nlhs，mxArray牛pills[]，int nrhs，const mxArray·prhs[]){／／C语言代码)其中，入口子程序的函数名必须为MexFunction。prhs为一个结构体类型的指针数组，该数组元素按顺序指向所有的输入参数；nrhs为输入参数的个数；plhs与prhs的类型一致，它指向所有的输出参数；nlhs表示输出参数的个数。该函数通过prhs获得输入数据，对这些输入数据的处理后经由plhs获得结果，该结果作为输出数据与其它程序进行数据交互嘲。1．3 Mex文件的编译和调用在编译Mex文件之前，必须先在MATLAB下安装好Mex编译器，安装方法如下：在MATLAB命令窗口中输入mex．setup然后按照提示向导逐步安装即可。Mex文件在MATLAB命令窗口中直接编译，方式如下：>>mex filename，然后按回车键，如果编译通过，系统就会生成同名字的DLL文件，在以后的程序中可以像调用MATLAB的内建函数一样直接调用此函数。原理如图2。由上可知，Mex文件可以作为一个MATLAB的内建函数来处理，但这个函数又具有强大的接口功能，可以完成对硬件端口信号的读写操作。其对硬件端口读写操作的总流程如图3所示：2基于MATLAB的数据采集系统的概念设计拟采用MATLAB和C的交互编程来处理数据采集问题，这样系统不仅具有传统计算机数据采集系统的全部功能，而且还具有很强的数据处理能力，实际上构成了智能虚拟仪器t3]。初步设计系统由三个模块构成，MATLAB模块的功能包括图形显示和存取、数据分析和处理等，C语言模块主要实现串行通信功能，而硬件设备则完成对物理量的变换[4,5／。如图4所示。当采样对象确定后硬件设备也就随之而定，而C语言部分实现通信功能也是固定的，故所有的数据处理功能设置都在MATLAB环境中的人机界面中实现。该系统的3个界面实现功能如下。主界面主要由一个图形框和4个按钮构成。图形框借助于MATLAB的图形处理功能，以最佳匹配模式动态显示实时采样数据，实现自动示波器功能。4个按钮名称分别尚酽设置串口”、“开始采集”、“数据处理”和“退出系统”，鼠标点击即可实现相应功能。在主界面选择了“串口设置”后，就进入通信协议．设置界面。这个界面主要由5个弹出式菜单和2个按钮构成，弹出式菜单的名称和选项分别是：端口选择(COMI--COM4)、波特率(300-19200)、数据位m8)、停止位(o~2)和校验位(无、奇、偶)，而2个按钮则分别对所设参数进行确认或者修正。在主界面选择了“数据处理，，后，则进入数据处理界面。这个界面的功能与采样对象有关，需由用户自己针对任务要求进行编程。3结束语MATLAB具有各种丰富的数值运算及图形处理功能，大量实用控制工具箱的存在更为其控制应用奠定了坚实的基础；而C语言则对硬件系统具有强有力的处理能力，可方便地实现数据采集、串行通讯等功能嘲。Mex文件是MATLAB调用C++和其他语言(如Visual Fortran等)的简易接口，它极大地扩展了MATLAB的应用范围，使MATLAB系统成为真正意义上的开放的、功能完善的、自包容的程序设计和数据处理集成环境Isl。参考文献【l】王正林，王盛开，陈国顺．MATLAB／Simulink与控制系统仿真嗍．北京：电子工业出版社,2005：11-13．【2】张威．MATLAB外部接121编程嗍．西安：西安电子科技大学出版社,2004：50-85．【3】廖良斌，喻方平．基于DSP和USB的图像采集系统的研究叨．武汉理工大学学报(交通科学与工程版)，2006，．30(1)：120．123．[4】申鼎才，郭庆平．基于Interact的分布式数据采集与分析在岩土工程中的应用研究明．武汉理工大学学报(交通科学与工程版)，2005,29(6)：974-976，992．【5】王志冰，李汉强．基于USB总线的数据采集系统的设计与实现叨．武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2005，29(5)：758．761．[6】杨义伟，蒋大明，戴胜华．驼峰信号微机监测系统的数据采集阴．武汉理工大学学报(交通科学与工程版)，2005，．29(1)：154-156．[7】杨健，张慧慧．基于DSP和ARM的网络化数据采集与信号分析终端田．计算机工程,2006，32(8)：269-271．【8】李尧坤，史忠科，毕业等．Matlab在基于B／S模式的决策支持系统中的应用叨．计算机工程,2006，32(5)：255-256，282．

论文开题报告基本要素

各部分撰写内容

论文标题应该简洁，且能让读者对论文所研究的主题一目了然。

摘要是对论文提纲的总结，通常不超过1或2页，摘要包含以下内容：

目录应该列出所有带有页码的标题和副标题， 副标题应缩进。

这部分应该从宏观的角度来解释研究背景，缩小研究问题的范围，适当列出相关的参考文献。

这一部分不只是你已经阅读过的相关文献的总结摘要，而是必须对其进行批判性评论，并能够将这些文献与你提出的研究联系起来。

这部分应该告诉读者你想在研究中发现什么。在这部分明确地陈述你的研究问题和假设。在大多数情况下，主要研究问题应该足够广泛，而次要研究问题和假设则更具体，每个问题都应该侧重于研究的某个方面。

开题报告是指开题者对科研课题的一种文字说明材料。这是一种新的应用写作文体，这种文字体裁是随着现代科学研究活动计划性的增强和科研选题程序化管理的需要应运而生的。开题报告一般为表格式，它把要报告的每一项内容转换成相应的栏目，这样做，既便于开题报告按目填写，避免遗漏；又便于评审者一目了然，把握要点。开题报告包括综述、关键技术、可行性分析和时间安排等四个方面 。开题报告作为毕业论文答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。由于开题报告是用文字体现的论文总构想,因而篇幅不必过大,但要把计划研究的课题、如何研究、理论适用等主要问题。 开题报告的总述部分应首先提出选题,并简明扼要地说明该选题的目的、目前相关课题研究情况、理论适用、研究方法。开题报告是由选题者把自己所选的课题的概况(即"开题报告内容")，向有关专家、学者、科技人员进行陈述。然后由他们对科研课题进行评议。亦可采用"德尔菲法"评分；再由科研管理部门综合评议的意见，确定是否批准这一选题。开题报告的内容大致如下：课题名称、承担单位、课题负责人、起止年限、报名提纲。报名提纲包括：(1)课题的目的、意义、国内外研究概况和有关文献资料的主要观点与结论；(2)研究对象、研究内容、各项有关指标、主要研究方法(包括是否已进行试验性研究)；(3)大致的进度安排；(4)准备工作的情况和目前已具备的条件(包括人员、仪器、设备等)；(5)尚需增添的主要设备和仪器(用途、名称、规格、型号、数量、价格等)；(6)经费概算；(7)预期研究结果；(8)承担单位和主要协作单位、及人员分工等。同行评议，着重是从选题的依据、意义和技术可行性上做出判断。即从科学技术本身为决策提供必要的依据。[编辑本段]开题报告的格式(通用)由于开题报告是用文字体现的论文总构想，因而篇幅不必过大，但要把计划研究的课题、如何研究、理论适用等主要问题说清楚，应包含两个部分：总述、提纲。 1 总述开题报告的总述部分应首先提出选题，并简明扼要地说明该选题的目的、目前相关课题研究情况、理论适用、研究方法、必要的数据等等。2 提纲开题报告包含的论文提纲可以是粗线条的，是一个研究构想的基本框架。可采用整句式或整段式提纲形式。在开题阶段，提纲的目的是让人清楚论文的基本框架，没有必要像论文目录那样详细。3 参考文献开题报告中应包括相关参考文献的目录4 要求开题报告应有封面页，总页数应不少于4页。版面格式应符合以下规定。开 题 报 告 学 生： 一、 选题意义 1、 理论意义 2、 现实意义 二、 论文综述 1、 理论的渊源及演进过程 2、 国外有关研究的综述 3、 国内研究的综述 4、 本人对以上综述的评价 三、论文提纲 前言、 一、1、2、3、··· ···二、1、2、3、··· ···三、1、2、3、结论 四、论文写作进度安排 毕业论文开题报告提纲一、开题报告封面：论文题目、系别、专业、年级、姓名、导师二、目的意义和国内外研究概况三、论文的理论依据、研究方法、研究内容四、研究条件和可能存在的问题五、预期的结果六、进度安排[编辑本段]开题报告写作方法