荊曉莉

[摘 要]隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)元件的需求量越來(lái)越大，質(zhì)量要求越來(lái)越高。尤其是對(duì)大量生產(chǎn)的元件各參量，要求有全面的、系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行全面管理，達(dá)到ISO9000質(zhì)量管理認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。在這種情況下，傳統(tǒng)的人工測(cè)試已經(jīng)很難達(dá)到上述要求。為滿足廣大用戶的這一需要，特意研制了電阻SPC制程管制測(cè)試系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)元件的參數(shù)進(jìn)行全面系統(tǒng)的測(cè)試。

[關(guān)鍵詞]USB；I/O接口；VC++；轉(zhuǎn)換器

電阻SPC制程管制測(cè)試系統(tǒng)，是為電阻生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行SPC制程管制而設(shè)計(jì)的軟件系統(tǒng)。具有數(shù)據(jù)采集，處理，動(dòng)作實(shí)施，監(jiān)控，保護(hù)和網(wǎng)絡(luò)通信等功能?？蛇\(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)下，分別與HM2546A電阻自動(dòng)分選儀實(shí)現(xiàn)連機(jī)，對(duì)切割后電阻及涂覆后電阻進(jìn)行測(cè)量分選，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速自動(dòng)采集，給出包括Ca、Cp、Cpk等諸參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)按批號(hào)及產(chǎn)品編號(hào)進(jìn)行文檔保存。通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)功能還可對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析，顯示其分布直方圖和正態(tài)分布圖。并可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)圖打印及打印標(biāo)簽，標(biāo)簽條碼等功能。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

SPC制程管制測(cè)試系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)軟硬件，轉(zhuǎn)換器和程控儀器組成。該系統(tǒng)最多可同時(shí)連接20臺(tái)分類(lèi)機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集管理。系統(tǒng)的總體框圖如圖1所示，系統(tǒng)總體上可以分為三個(gè)部分，即數(shù)據(jù)測(cè)量部分（單片機(jī)），數(shù)據(jù)發(fā)送接收部分（I/O轉(zhuǎn)換器），數(shù)據(jù)的處理（計(jì)算機(jī)）。

2 系統(tǒng)工作原理

由各路傳感器所測(cè)得的信號(hào)經(jīng)過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)過(guò)預(yù)處理的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)MAX232電平轉(zhuǎn)換即把TTL電平轉(zhuǎn)換為232電平，轉(zhuǎn)換模塊是雙相的，輸出便成為232信號(hào)，然后經(jīng)計(jì)算機(jī)串口，送計(jì)算機(jī)處理。以上數(shù)據(jù)傳輸是可逆的，即通過(guò)軟件編程，計(jì)算機(jī)發(fā)握手信號(hào)，巡回檢測(cè)各路傳感器，單片機(jī)應(yīng)答后將某一路傳感器信號(hào)經(jīng)I/O卡傳輸發(fā)送給計(jì)算機(jī)。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 硬件平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，輸入端由9芯通信電纜接于計(jì)算機(jī)和轉(zhuǎn)換器入口，或通過(guò)USB轉(zhuǎn)換為RS232口連接轉(zhuǎn)換器，輸出端由帶有RS232串行通信接口的HM2546A電阻分選儀連接轉(zhuǎn)換器出口，為增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，對(duì)其部分進(jìn)行了隔離。隔離沒(méi)有采用隔離放大器，而是采用了光電耦合電路，將數(shù)據(jù)線，控制線和狀態(tài)線都進(jìn)行了光電隔離，將RS232轉(zhuǎn)換成RS422，使得該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)計(jì)算機(jī)與多臺(tái)程控儀的遠(yuǎn)程串行通訊，最遠(yuǎn)通信距離可達(dá)1000米。

3.2 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)軟件采用視窗式操作結(jié)構(gòu)，非常直觀方便，利用Visual C++實(shí)現(xiàn)，主要功能是接收單片機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。并實(shí)時(shí)顯示和保存數(shù)據(jù)。在對(duì)上位機(jī)串口通信進(jìn)行編程時(shí)，利用MSComm控件提供的事件驅(qū)動(dòng)方式，當(dāng)串口發(fā)生事件和錯(cuò)誤時(shí)，MSComm控件會(huì)產(chǎn)生OnComm事件，用戶程序可以捕獲該事件完成數(shù)據(jù)的接收和校驗(yàn)，若通過(guò)校驗(yàn)，則進(jìn)行相應(yīng)處理，否則，發(fā)出錯(cuò)誤信息并要求繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。具體包括以下幾個(gè)方面：顯示窗口的創(chuàng)建、串口通信、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果的實(shí)時(shí)顯示。

（1） 顯示窗口能夠進(jìn)行各種設(shè)置：串行口的設(shè)置，波特率設(shè)置，對(duì)程控儀的設(shè)置及生產(chǎn)商測(cè)試條件，測(cè)試環(huán)境，生產(chǎn)批號(hào)等設(shè)置。

（2）系統(tǒng)啟動(dòng)后，程控儀接收到計(jì)算機(jī)發(fā)出的命令，可遠(yuǎn)程改變儀器的設(shè)置，如標(biāo)準(zhǔn)值，上下限值，測(cè)量方式，測(cè)量速度等，也可不改變儀器設(shè)置，只是讀取數(shù)據(jù)。程控儀將測(cè)量的電阻值及百分比值以二進(jìn)制格式傳送到儀器本身I/O卡上，I/O卡的主程序?qū)⒍M(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后通過(guò)串口以固定波特率發(fā)送到計(jì)算機(jī)上。

（3）計(jì)算機(jī)接收到測(cè)量數(shù)據(jù)后，將電阻值及百分比值實(shí)時(shí)顯示在監(jiān)控窗口上，不斷滾動(dòng)顯示，同時(shí)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，給出每格的產(chǎn)品數(shù)量、平均值、最大值、最小值、標(biāo)準(zhǔn)差、及 Ca、Cp、Cpk 等統(tǒng)計(jì)參量值，可根據(jù)這些統(tǒng)計(jì)參量對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行全面管理。

（4） 結(jié)束測(cè)量過(guò)程，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)以輸入的批號(hào)及當(dāng)前工作站號(hào)為文件名存盤(pán)退出測(cè)量狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)多種格式的數(shù)據(jù)存檔?？呻S時(shí)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和數(shù)理統(tǒng)計(jì)，給出綜合報(bào)表，包括合格件數(shù)及過(guò)高，過(guò)低件數(shù)，顯示分布直方圖和正態(tài)分布圖。

（5）按打印鍵可打印數(shù)據(jù)報(bào)表，統(tǒng)計(jì)圖，同時(shí)實(shí)現(xiàn)給客戶供貨打印標(biāo)簽、條碼功能。

3.3 儀器設(shè)置和數(shù)據(jù)處理

測(cè)量分選儀在開(kāi)機(jī)后，首先主程序啟動(dòng)復(fù)位，調(diào)用初始化子程序?qū)ο嚓P(guān)的I/O卡進(jìn)行輸入輸出定義及參數(shù)初始化。測(cè)試正常時(shí)，會(huì)在分選儀前面板顯示“I/O”標(biāo)志。程控儀在進(jìn)行測(cè)量前必須進(jìn)行遙控口配置，接口只能由前面板設(shè)置，選用RS232接口傳送讀數(shù)，并同時(shí)設(shè)置波特率等；系統(tǒng)在給程控儀發(fā)送控制命令前必須執(zhí)行語(yǔ)句“SYST：REM”才能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。儀器接收到正確指令后，也會(huì)在前面板上顯示“REM”，然后系統(tǒng)就可以對(duì)遠(yuǎn)程生產(chǎn)線上切割后的電阻及涂覆后的電阻進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集，并對(duì)各種數(shù)據(jù)處理，分選，存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)。

3.4 系統(tǒng)程序的編寫(xiě)

采用VC++編程，首先串口通信初始化，發(fā)送握手命令，送通信密碼。接收命令正確時(shí)，將接收測(cè)量數(shù)據(jù)。

m_mscom.SetCommPort（comn+1）；

m_mscom.SetPortOpen（TRUE）；

m_mscom.GetInput（）；

m_mscom.SetInBufferCount（0）； //清除發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)

m_mscom.SetOutBufferCount（0）； //清除接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)

m_mscom.SetOutput（COleVariant（str））；

系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)方式：

if（m_mscom.GetCommEvent（）==2）

{

m_mscom.SetInputLen（1）；

vResponse=m_mscom.GetInput（）；

str=vResponse.bstrVal；

Redata+=str；

}

3.5 遠(yuǎn)程程控儀的程序設(shè)計(jì)

基于C51程序設(shè)計(jì)，采集數(shù)據(jù)，啟動(dòng)監(jiān)控，建立通信等，如果有數(shù)據(jù)異常，將產(chǎn)生報(bào)警信息。圖3為數(shù)據(jù)處理程序流程圖。

4 實(shí)驗(yàn)概論

該系統(tǒng)軟件專為電阻生產(chǎn)廠而研制，對(duì)各電阻廠有很大的適用性。滿足廣大用戶的需要，實(shí)現(xiàn)了對(duì)元件的參數(shù)進(jìn)行全面系統(tǒng)的測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)和多臺(tái)測(cè)量分選儀之間對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行全面管理。該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已成功應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室的參數(shù)采集處理系統(tǒng)中，顯示出設(shè)計(jì)靈活、高速、可靠等優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李憲勇. Visual C++串口通信技術(shù)與工

程實(shí)踐.北京：人民郵電出版社，2003.

[2]黃秉英.計(jì)量測(cè)試技術(shù)手冊(cè)（第11卷）.

北京：中國(guó)計(jì)量出版社，1996.

[3]李家濱.微機(jī)系統(tǒng)硬件教程.北京：海洋

出版社，1993.

（編輯/穆楊）endprint

[摘 要]隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)元件的需求量越來(lái)越大，質(zhì)量要求越來(lái)越高。尤其是對(duì)大量生產(chǎn)的元件各參量，要求有全面的、系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行全面管理，達(dá)到ISO9000質(zhì)量管理認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。在這種情況下，傳統(tǒng)的人工測(cè)試已經(jīng)很難達(dá)到上述要求。為滿足廣大用戶的這一需要，特意研制了電阻SPC制程管制測(cè)試系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)元件的參數(shù)進(jìn)行全面系統(tǒng)的測(cè)試。

[關(guān)鍵詞]USB；I/O接口；VC++；轉(zhuǎn)換器

電阻SPC制程管制測(cè)試系統(tǒng)，是為電阻生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行SPC制程管制而設(shè)計(jì)的軟件系統(tǒng)。具有數(shù)據(jù)采集，處理，動(dòng)作實(shí)施，監(jiān)控，保護(hù)和網(wǎng)絡(luò)通信等功能?？蛇\(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)下，分別與HM2546A電阻自動(dòng)分選儀實(shí)現(xiàn)連機(jī)，對(duì)切割后電阻及涂覆后電阻進(jìn)行測(cè)量分選，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速自動(dòng)采集，給出包括Ca、Cp、Cpk等諸參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)按批號(hào)及產(chǎn)品編號(hào)進(jìn)行文檔保存。通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)功能還可對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析，顯示其分布直方圖和正態(tài)分布圖。并可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)圖打印及打印標(biāo)簽，標(biāo)簽條碼等功能。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

SPC制程管制測(cè)試系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)軟硬件，轉(zhuǎn)換器和程控儀器組成。該系統(tǒng)最多可同時(shí)連接20臺(tái)分類(lèi)機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集管理。系統(tǒng)的總體框圖如圖1所示，系統(tǒng)總體上可以分為三個(gè)部分，即數(shù)據(jù)測(cè)量部分（單片機(jī)），數(shù)據(jù)發(fā)送接收部分（I/O轉(zhuǎn)換器），數(shù)據(jù)的處理（計(jì)算機(jī)）。

2 系統(tǒng)工作原理

由各路傳感器所測(cè)得的信號(hào)經(jīng)過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)過(guò)預(yù)處理的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)MAX232電平轉(zhuǎn)換即把TTL電平轉(zhuǎn)換為232電平，轉(zhuǎn)換模塊是雙相的，輸出便成為232信號(hào)，然后經(jīng)計(jì)算機(jī)串口，送計(jì)算機(jī)處理。以上數(shù)據(jù)傳輸是可逆的，即通過(guò)軟件編程，計(jì)算機(jī)發(fā)握手信號(hào)，巡回檢測(cè)各路傳感器，單片機(jī)應(yīng)答后將某一路傳感器信號(hào)經(jīng)I/O卡傳輸發(fā)送給計(jì)算機(jī)。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 硬件平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，輸入端由9芯通信電纜接于計(jì)算機(jī)和轉(zhuǎn)換器入口，或通過(guò)USB轉(zhuǎn)換為RS232口連接轉(zhuǎn)換器，輸出端由帶有RS232串行通信接口的HM2546A電阻分選儀連接轉(zhuǎn)換器出口，為增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，對(duì)其部分進(jìn)行了隔離。隔離沒(méi)有采用隔離放大器，而是采用了光電耦合電路，將數(shù)據(jù)線，控制線和狀態(tài)線都進(jìn)行了光電隔離，將RS232轉(zhuǎn)換成RS422，使得該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)計(jì)算機(jī)與多臺(tái)程控儀的遠(yuǎn)程串行通訊，最遠(yuǎn)通信距離可達(dá)1000米。

3.2 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)軟件采用視窗式操作結(jié)構(gòu)，非常直觀方便，利用Visual C++實(shí)現(xiàn)，主要功能是接收單片機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。并實(shí)時(shí)顯示和保存數(shù)據(jù)。在對(duì)上位機(jī)串口通信進(jìn)行編程時(shí)，利用MSComm控件提供的事件驅(qū)動(dòng)方式，當(dāng)串口發(fā)生事件和錯(cuò)誤時(shí)，MSComm控件會(huì)產(chǎn)生OnComm事件，用戶程序可以捕獲該事件完成數(shù)據(jù)的接收和校驗(yàn)，若通過(guò)校驗(yàn)，則進(jìn)行相應(yīng)處理，否則，發(fā)出錯(cuò)誤信息并要求繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。具體包括以下幾個(gè)方面：顯示窗口的創(chuàng)建、串口通信、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果的實(shí)時(shí)顯示。

（1） 顯示窗口能夠進(jìn)行各種設(shè)置：串行口的設(shè)置，波特率設(shè)置，對(duì)程控儀的設(shè)置及生產(chǎn)商測(cè)試條件，測(cè)試環(huán)境，生產(chǎn)批號(hào)等設(shè)置。

（2）系統(tǒng)啟動(dòng)后，程控儀接收到計(jì)算機(jī)發(fā)出的命令，可遠(yuǎn)程改變儀器的設(shè)置，如標(biāo)準(zhǔn)值，上下限值，測(cè)量方式，測(cè)量速度等，也可不改變儀器設(shè)置，只是讀取數(shù)據(jù)。程控儀將測(cè)量的電阻值及百分比值以二進(jìn)制格式傳送到儀器本身I/O卡上，I/O卡的主程序?qū)⒍M(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后通過(guò)串口以固定波特率發(fā)送到計(jì)算機(jī)上。

（3）計(jì)算機(jī)接收到測(cè)量數(shù)據(jù)后，將電阻值及百分比值實(shí)時(shí)顯示在監(jiān)控窗口上，不斷滾動(dòng)顯示，同時(shí)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，給出每格的產(chǎn)品數(shù)量、平均值、最大值、最小值、標(biāo)準(zhǔn)差、及 Ca、Cp、Cpk 等統(tǒng)計(jì)參量值，可根據(jù)這些統(tǒng)計(jì)參量對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行全面管理。

（4） 結(jié)束測(cè)量過(guò)程，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)以輸入的批號(hào)及當(dāng)前工作站號(hào)為文件名存盤(pán)退出測(cè)量狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)多種格式的數(shù)據(jù)存檔?？呻S時(shí)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和數(shù)理統(tǒng)計(jì)，給出綜合報(bào)表，包括合格件數(shù)及過(guò)高，過(guò)低件數(shù)，顯示分布直方圖和正態(tài)分布圖。

（5）按打印鍵可打印數(shù)據(jù)報(bào)表，統(tǒng)計(jì)圖，同時(shí)實(shí)現(xiàn)給客戶供貨打印標(biāo)簽、條碼功能。

3.3 儀器設(shè)置和數(shù)據(jù)處理

測(cè)量分選儀在開(kāi)機(jī)后，首先主程序啟動(dòng)復(fù)位，調(diào)用初始化子程序?qū)ο嚓P(guān)的I/O卡進(jìn)行輸入輸出定義及參數(shù)初始化。測(cè)試正常時(shí)，會(huì)在分選儀前面板顯示“I/O”標(biāo)志。程控儀在進(jìn)行測(cè)量前必須進(jìn)行遙控口配置，接口只能由前面板設(shè)置，選用RS232接口傳送讀數(shù)，并同時(shí)設(shè)置波特率等；系統(tǒng)在給程控儀發(fā)送控制命令前必須執(zhí)行語(yǔ)句“SYST：REM”才能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。儀器接收到正確指令后，也會(huì)在前面板上顯示“REM”，然后系統(tǒng)就可以對(duì)遠(yuǎn)程生產(chǎn)線上切割后的電阻及涂覆后的電阻進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集，并對(duì)各種數(shù)據(jù)處理，分選，存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)。

3.4 系統(tǒng)程序的編寫(xiě)

采用VC++編程，首先串口通信初始化，發(fā)送握手命令，送通信密碼。接收命令正確時(shí)，將接收測(cè)量數(shù)據(jù)。

m_mscom.SetCommPort（comn+1）；

m_mscom.SetPortOpen（TRUE）；

m_mscom.GetInput（）；

m_mscom.SetInBufferCount（0）； //清除發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)

m_mscom.SetOutBufferCount（0）； //清除接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)

m_mscom.SetOutput（COleVariant（str））；

系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)方式：

if（m_mscom.GetCommEvent（）==2）

{

m_mscom.SetInputLen（1）；

vResponse=m_mscom.GetInput（）；

str=vResponse.bstrVal；

Redata+=str；

}

3.5 遠(yuǎn)程程控儀的程序設(shè)計(jì)

基于C51程序設(shè)計(jì)，采集數(shù)據(jù)，啟動(dòng)監(jiān)控，建立通信等，如果有數(shù)據(jù)異常，將產(chǎn)生報(bào)警信息。圖3為數(shù)據(jù)處理程序流程圖。

4 實(shí)驗(yàn)概論

該系統(tǒng)軟件專為電阻生產(chǎn)廠而研制，對(duì)各電阻廠有很大的適用性。滿足廣大用戶的需要，實(shí)現(xiàn)了對(duì)元件的參數(shù)進(jìn)行全面系統(tǒng)的測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)和多臺(tái)測(cè)量分選儀之間對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行全面管理。該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已成功應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室的參數(shù)采集處理系統(tǒng)中，顯示出設(shè)計(jì)靈活、高速、可靠等優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李憲勇. Visual C++串口通信技術(shù)與工

程實(shí)踐.北京：人民郵電出版社，2003.

[2]黃秉英.計(jì)量測(cè)試技術(shù)手冊(cè)（第11卷）.

北京：中國(guó)計(jì)量出版社，1996.

[3]李家濱.微機(jī)系統(tǒng)硬件教程.北京：海洋

出版社，1993.

（編輯/穆楊）endprint

[摘 要]隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)元件的需求量越來(lái)越大，質(zhì)量要求越來(lái)越高。尤其是對(duì)大量生產(chǎn)的元件各參量，要求有全面的、系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行全面管理，達(dá)到ISO9000質(zhì)量管理認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。在這種情況下，傳統(tǒng)的人工測(cè)試已經(jīng)很難達(dá)到上述要求。為滿足廣大用戶的這一需要，特意研制了電阻SPC制程管制測(cè)試系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)元件的參數(shù)進(jìn)行全面系統(tǒng)的測(cè)試。

[關(guān)鍵詞]USB；I/O接口；VC++；轉(zhuǎn)換器

電阻SPC制程管制測(cè)試系統(tǒng)，是為電阻生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行SPC制程管制而設(shè)計(jì)的軟件系統(tǒng)。具有數(shù)據(jù)采集，處理，動(dòng)作實(shí)施，監(jiān)控，保護(hù)和網(wǎng)絡(luò)通信等功能?？蛇\(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)下，分別與HM2546A電阻自動(dòng)分選儀實(shí)現(xiàn)連機(jī)，對(duì)切割后電阻及涂覆后電阻進(jìn)行測(cè)量分選，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速自動(dòng)采集，給出包括Ca、Cp、Cpk等諸參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)按批號(hào)及產(chǎn)品編號(hào)進(jìn)行文檔保存。通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)功能還可對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析，顯示其分布直方圖和正態(tài)分布圖。并可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)圖打印及打印標(biāo)簽，標(biāo)簽條碼等功能。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

SPC制程管制測(cè)試系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)軟硬件，轉(zhuǎn)換器和程控儀器組成。該系統(tǒng)最多可同時(shí)連接20臺(tái)分類(lèi)機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集管理。系統(tǒng)的總體框圖如圖1所示，系統(tǒng)總體上可以分為三個(gè)部分，即數(shù)據(jù)測(cè)量部分（單片機(jī)），數(shù)據(jù)發(fā)送接收部分（I/O轉(zhuǎn)換器），數(shù)據(jù)的處理（計(jì)算機(jī)）。

2 系統(tǒng)工作原理

由各路傳感器所測(cè)得的信號(hào)經(jīng)過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)過(guò)預(yù)處理的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)MAX232電平轉(zhuǎn)換即把TTL電平轉(zhuǎn)換為232電平，轉(zhuǎn)換模塊是雙相的，輸出便成為232信號(hào)，然后經(jīng)計(jì)算機(jī)串口，送計(jì)算機(jī)處理。以上數(shù)據(jù)傳輸是可逆的，即通過(guò)軟件編程，計(jì)算機(jī)發(fā)握手信號(hào)，巡回檢測(cè)各路傳感器，單片機(jī)應(yīng)答后將某一路傳感器信號(hào)經(jīng)I/O卡傳輸發(fā)送給計(jì)算機(jī)。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 硬件平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，輸入端由9芯通信電纜接于計(jì)算機(jī)和轉(zhuǎn)換器入口，或通過(guò)USB轉(zhuǎn)換為RS232口連接轉(zhuǎn)換器，輸出端由帶有RS232串行通信接口的HM2546A電阻分選儀連接轉(zhuǎn)換器出口，為增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，對(duì)其部分進(jìn)行了隔離。隔離沒(méi)有采用隔離放大器，而是采用了光電耦合電路，將數(shù)據(jù)線，控制線和狀態(tài)線都進(jìn)行了光電隔離，將RS232轉(zhuǎn)換成RS422，使得該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)計(jì)算機(jī)與多臺(tái)程控儀的遠(yuǎn)程串行通訊，最遠(yuǎn)通信距離可達(dá)1000米。

3.2 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)軟件采用視窗式操作結(jié)構(gòu)，非常直觀方便，利用Visual C++實(shí)現(xiàn)，主要功能是接收單片機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。并實(shí)時(shí)顯示和保存數(shù)據(jù)。在對(duì)上位機(jī)串口通信進(jìn)行編程時(shí)，利用MSComm控件提供的事件驅(qū)動(dòng)方式，當(dāng)串口發(fā)生事件和錯(cuò)誤時(shí)，MSComm控件會(huì)產(chǎn)生OnComm事件，用戶程序可以捕獲該事件完成數(shù)據(jù)的接收和校驗(yàn)，若通過(guò)校驗(yàn)，則進(jìn)行相應(yīng)處理，否則，發(fā)出錯(cuò)誤信息并要求繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。具體包括以下幾個(gè)方面：顯示窗口的創(chuàng)建、串口通信、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果的實(shí)時(shí)顯示。

（1） 顯示窗口能夠進(jìn)行各種設(shè)置：串行口的設(shè)置，波特率設(shè)置，對(duì)程控儀的設(shè)置及生產(chǎn)商測(cè)試條件，測(cè)試環(huán)境，生產(chǎn)批號(hào)等設(shè)置。

（2）系統(tǒng)啟動(dòng)后，程控儀接收到計(jì)算機(jī)發(fā)出的命令，可遠(yuǎn)程改變儀器的設(shè)置，如標(biāo)準(zhǔn)值，上下限值，測(cè)量方式，測(cè)量速度等，也可不改變儀器設(shè)置，只是讀取數(shù)據(jù)。程控儀將測(cè)量的電阻值及百分比值以二進(jìn)制格式傳送到儀器本身I/O卡上，I/O卡的主程序?qū)⒍M(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后通過(guò)串口以固定波特率發(fā)送到計(jì)算機(jī)上。

（3）計(jì)算機(jī)接收到測(cè)量數(shù)據(jù)后，將電阻值及百分比值實(shí)時(shí)顯示在監(jiān)控窗口上，不斷滾動(dòng)顯示，同時(shí)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，給出每格的產(chǎn)品數(shù)量、平均值、最大值、最小值、標(biāo)準(zhǔn)差、及 Ca、Cp、Cpk 等統(tǒng)計(jì)參量值，可根據(jù)這些統(tǒng)計(jì)參量對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行全面管理。

（4） 結(jié)束測(cè)量過(guò)程，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)以輸入的批號(hào)及當(dāng)前工作站號(hào)為文件名存盤(pán)退出測(cè)量狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)多種格式的數(shù)據(jù)存檔?？呻S時(shí)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和數(shù)理統(tǒng)計(jì)，給出綜合報(bào)表，包括合格件數(shù)及過(guò)高，過(guò)低件數(shù)，顯示分布直方圖和正態(tài)分布圖。

（5）按打印鍵可打印數(shù)據(jù)報(bào)表，統(tǒng)計(jì)圖，同時(shí)實(shí)現(xiàn)給客戶供貨打印標(biāo)簽、條碼功能。

3.3 儀器設(shè)置和數(shù)據(jù)處理

測(cè)量分選儀在開(kāi)機(jī)后，首先主程序啟動(dòng)復(fù)位，調(diào)用初始化子程序?qū)ο嚓P(guān)的I/O卡進(jìn)行輸入輸出定義及參數(shù)初始化。測(cè)試正常時(shí)，會(huì)在分選儀前面板顯示“I/O”標(biāo)志。程控儀在進(jìn)行測(cè)量前必須進(jìn)行遙控口配置，接口只能由前面板設(shè)置，選用RS232接口傳送讀數(shù)，并同時(shí)設(shè)置波特率等；系統(tǒng)在給程控儀發(fā)送控制命令前必須執(zhí)行語(yǔ)句“SYST：REM”才能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。儀器接收到正確指令后，也會(huì)在前面板上顯示“REM”，然后系統(tǒng)就可以對(duì)遠(yuǎn)程生產(chǎn)線上切割后的電阻及涂覆后的電阻進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集，并對(duì)各種數(shù)據(jù)處理，分選，存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)。

3.4 系統(tǒng)程序的編寫(xiě)

采用VC++編程，首先串口通信初始化，發(fā)送握手命令，送通信密碼。接收命令正確時(shí)，將接收測(cè)量數(shù)據(jù)。

m_mscom.SetCommPort（comn+1）；

m_mscom.SetPortOpen（TRUE）；

m_mscom.GetInput（）；

m_mscom.SetInBufferCount（0）； //清除發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)

m_mscom.SetOutBufferCount（0）； //清除接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)

m_mscom.SetOutput（COleVariant（str））；

系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)方式：

if（m_mscom.GetCommEvent（）==2）

{

m_mscom.SetInputLen（1）；

vResponse=m_mscom.GetInput（）；

str=vResponse.bstrVal；

Redata+=str；

}

3.5 遠(yuǎn)程程控儀的程序設(shè)計(jì)

基于C51程序設(shè)計(jì)，采集數(shù)據(jù)，啟動(dòng)監(jiān)控，建立通信等，如果有數(shù)據(jù)異常，將產(chǎn)生報(bào)警信息。圖3為數(shù)據(jù)處理程序流程圖。

4 實(shí)驗(yàn)概論

該系統(tǒng)軟件專為電阻生產(chǎn)廠而研制，對(duì)各電阻廠有很大的適用性。滿足廣大用戶的需要，實(shí)現(xiàn)了對(duì)元件的參數(shù)進(jìn)行全面系統(tǒng)的測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)和多臺(tái)測(cè)量分選儀之間對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行全面管理。該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已成功應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室的參數(shù)采集處理系統(tǒng)中，顯示出設(shè)計(jì)靈活、高速、可靠等優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李憲勇. Visual C++串口通信技術(shù)與工

程實(shí)踐.北京：人民郵電出版社，2003.

[2]黃秉英.計(jì)量測(cè)試技術(shù)手冊(cè)（第11卷）.

北京：中國(guó)計(jì)量出版社，1996.

[3]李家濱.微機(jī)系統(tǒng)硬件教程.北京：海洋

出版社，1993.

（編輯/穆楊）endprint