摘 要：本文介紹了基於LabVIEW的外置串口採集控制卡的設計思想，詳細的分析了採集控制卡的研製過程，並給出了LabVIEW的具體程序設計。
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/162043.htm關鍵詞：LabVIEW；串口通訊；數據採集系統
引言
目前虛擬儀器開發廣泛應用的是美國NI公司的LabVIEW開發平臺。LabVIEW軟體隱含了對設計虛擬儀器時所面臨的多種困難的考慮、簡化了設計過程，對於開發虛擬儀器相當方便，但因其硬體卡昂貴，影響了虛擬儀器在國內的推廣使用。因而，本文提出了採用LabVIEW虛擬儀器開發平臺，自行設計硬體卡。
設計中利用單片機作為下位機，採用標準RS-232串口與PC機通訊來構建採集控制系統。上位機通過發送控制採集命令實行採集控制卡的通道選擇、量程選擇、數據採集等，然後將採集到的數據通過串口傳輸給PC機實現數據的存儲、分析。此外基於串口開發的採集控制卡還因具有熱插拔的優點而具有很強的實用性。
外置串口採集控制系統構成
外置串口採集控制系統主要由下位機硬/軟體以及上位機控制軟體兩部分構成。下位機通過接收PC機命令來執行相應的操作，例如數據採集通道的選擇、輸入電壓範圍的選擇、或是其他量的選擇(如溫度、溼度等)。上位機軟體主要是發送控制命令，接收、顯示、存儲以及處理數據。其中，數據的傳輸採用了數據幀格式進行，通過識別幀頭標誌位等規則來保證數據傳輸的準確性，本設計中是通過結合MAXIM公司所提供的A/D轉換器MAX197來實現的。
採集控制卡硬體設計
本設計硬體電路以單片機89C51為控制核心，通過RS-232與PC機通訊，實現整個數據採集系統的數據採集控制以及數據處理和存儲。單片機通過接收PC機指令來控制MAX197，其中A/D採集以中斷方式進行。控制卡硬體電路結構如圖1所示。
採集控制卡軟體設計
單片機通過從串口接收通道、量程選擇命令來執行相應通道、量程的數據採集，然後將數據採集的結果以數據幀的格式發送給PC機。兩個字節的幀頭標誌、以及兩個字節的A/D轉換結果合稱為一幀數據。單片機軟體設計流程如圖2所示。
上位機控制處理程序設計
上位機控制處理程序在LabVIEW平臺上進行開發，LabVIEW程序由兩部分組成：前面板和程序框圖。
LabVIEW前面板的功能等效於傳統儀器前面板，它不僅可以模擬眾多的傳統儀器，而且可以模擬因為結構複雜而不可實現的傳統概念儀器，因此，設計具有很大的靈活性。本次設計的前面板包括通訊埠、方式等的設置，對採集控制卡的配置，當前採集轉換結果顯示，採集轉換結果實時動態監控，以及將採集轉換結果寫入Excel文件的設置等內容。