基于LabVIEW与单片机串口的数据采集系统
基于LabVIEW和Proteus的单片机数据采集系统设计
基于LabVIEW和Proteus的单片机数据采集系统设计刘艳【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(000)009【摘要】In order to provide an auxiliary teaching method for comprehensive experimental teaching of“Measuring Tech⁃nology and Instruments”course and greatly improve experiment teaching quality,a virtual data acquisition system based on Lab⁃VIEW and Proteus is presented. AT89C51 in Proteus is used as the slave computer to achieve the functions of data acquisition, data display and data transmission to the host computer. LabVIEW was employed to construct the master system to acquire real⁃time data from the slave computer,to save and process these data,and to playback them if necessary. The master system com⁃municated with the slave computer by a pair of virtual serial ports constructed by Virtual Serial Port Driver 6.0. Simulation re⁃sults show the virtual data acquisition system has the same operation characteristic as the real hardware system.% 为辅助《检测技术与仪表》课程综合实验教学、改善实验教学质量，以单片机数据采集系统为例，提出了基于LabVIEW和Proteus的虚拟数据采集系统设计方法。
基于LabVIEW串口通讯的的多路数据采集系统
１２８单片机组成的系统作为前端数据采集
系统进行多路数据采集，通过ＲＳ一４８５串口通讯将
数据传输至上位机．利用ＬａｂＶＩＥＷ强大的数据处 理和显示功能对采集的数据进行实时处理、分析、显 示和存储。 关键字：ＬａｂＶＩＥＷ；ＡＶＲ单片机；串口通讯；数 据采集多路数据采集 中图分类号：ＴＰ３１９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—２２５７（２０１０）７（１）一０１７２—０３
｛
ｗＨｉｇｈ＝ｗＭｉｄ一１；
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打开４１板卡 发送要接收开关鼍的指令 发送要接收模拟量的指令 关闭４ｌ板卡 关闭所有扳卡
ｗＬｏｗ＝ｗＭｉｄ＋１：
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＞１；
对应的单片机发送的命令
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发出４路开关量格式为０ｘ４１
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ｃ．若传输的数据是静态的，也就是说在程序谩
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就可以了。申口设备的控制命令通常是有一个或多
个１６进制字符组成的，当我们需要对其进行控制时
经常会采用这种方法发送控制命令。
ｄ要注意发送指夸和读回数据之间要有一定
的延时．即ＶＩＳＡ ＷＲＩＴＥ和ＶＩＳＡ ＨＥＡＤ之间要有一
ａ串口通讯的波特率设置要精确，比如要求
９
６００的渡特率．则晶振应选择１１ ０５９３ ＭＨｚ或其
倍数。
基于LabVIEW与单片机串口的数据采集系统
基于LabVIEW与单片机串口的数据采集系统
1LabVIEW 部分设计
1.1VISA 简介
LabVIEW 提供了功能强大的VISA 库。
VISA(Virtual Instrument Software Architecture)——虚拟仪器软件规范，是用于仪器编程的标准I/O 函数库及其相关规范的总称。
VISA 库驻留于计算机系统中，完成计算机与仪器之间的连接，用以实现对仪器的程序控制，其实质是用于虚拟仪器系统的标准的API。
VISA 本身不具备编程能力，它是一个高层API，通过调用底层驱动程序来实现对仪
器的编程，其层次如图1 所示。
VISA 是采用VPP 标准的I/O 接口软件，其软
件结构包含三部分，如图2 所示。
与其他现存的I/O 接口软件相比，VISA 的I/O 控制功能具有如下几个特点：适用于各种仪器类型(如VXI 仪器、GPIB 仪器、RS-232 串行仪器、消息基器件、寄存器器件、存储器器件等仪器)；适用于各种硬件接口类型；适用于单、
多处理器结构或分布式网络结构；适用于多种网络机制。
VISA 的I/O 软件库的源程序是唯一的，其与操作系统及编程语言无关，只
是提供了标准形式的API 文件作为系统的输出。
1.2VISA 库中的串口通讯函数
本文用到的主要的串口通讯函数调用路径为：Instrum ent V ISA V I S A Interface Seri a l中。
(1)VISA Configure Serial Port 节点(图3 所示)
tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
仅供参阅！。
基于LabVIEW串口通信的数据采集串口收录系统设计
基于LabVIEW串口通信的数据采集串口收录系统设计可视化编程软件LabVIEW 不仅能很轻松地将各种软硬件连接起来，还提供了强大的后续数据处理能力。
与传统仪器相比，虚拟仪器提高了仪器资源的可再用性和可移植性，只需在原有基础上作相应改动即可增强它的功能，无需更换硬件设备[1]。
基于此，本文在研究LabVIEW 的基础上，开发了基于LabVIEW 的串口收录系统，以单片机为核心的硬件部分作为前端数据采集系统，可实现200 kHz 的采样速率、16 bit 的分辨率，具有采样率高、应用性强等优点。
该收录系统将采集数据以曲线方式显示在上位机上，以二进制.dat 格式记录，并且可回放记录的数据，这是该系统的创新点。
1 系统总体方案系统总体方案框图如图1 所示，主要由前端数据采集和上位机波形显示记录两大部分组成。
前端数据采集部分以单片机AT89C52 为核心，8 KB 内部ROM 空间，硬件部分采集到的数据通过串口通信传送给上位机，收录系统实时显示、记录、回放接收的数据。
2 硬件部分的设计2.1 数据采集部分该部分采用美信公司的MAX306 芯片和ADI 公司的AD976 芯片。
MAX306 内部提供16 个信号通道，可在程序编程中指定某通道，通道选择端由单片机P1 口低4 位控制，信号经过某通道后送入A/D；AD976 采样率为200 kHz/s、分辨率为16 bit，采集信号范围为-10 V~+10 V，精度为(1/216)×VREF=(1/216)×20=0.305mV。
A/D 数据传送端和单片机P0 口相连，A/D 控制端和P1 口高4 位相连。
2.2 串口通信部分上位机和下位机通过RS-232 串口进行数据接收和发送，传输介质为二芯屏蔽电缆，简单易用。
下位机采用TTL 电平，串口采用RS-232 电平，因此串口通信需经过电平转换，电路采用MAX232 电平转换芯片，串口采用母头接法。
《2024年基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》范文
《基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》篇一一、引言随着科技的飞速发展，多路数据采集系统在众多领域的应用日益广泛。
基于单片机和LabVIEW技术的多路数据采集系统，因其高效、可靠、灵活的特点，正逐渐成为现代数据采集的主流方案。
本文将详细介绍基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统的设计思路、实现方法和应用前景。
二、系统设计概述本系统以单片机为核心控制器，采用LabVIEW软件进行上位机界面设计和数据处理。
系统可实现多路数据的同步采集、实时显示、数据存储及远程传输等功能。
通过单片机的高效数据处理能力和LabVIEW的强大数据分析能力，实现对多路数据的精确采集和处理。
三、硬件设计1. 单片机选择：选用高性能、低功耗的单片机作为核心控制器，负责数据的采集、处理和传输。
2. 数据采集模块：根据实际需求，设计多路数据采集模块，包括传感器接口、数据转换电路等。
3. 通信接口：设计合适的通信接口，如USB、串口等，实现单片机与上位机之间的数据传输。
4. 电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应，保证系统的正常运行。
四、软件设计1. LabVIEW界面设计：使用LabVIEW软件进行上位机界面设计，包括数据采集、数据处理、数据显示等模块。
2. 数据处理算法：根据实际需求，设计合适的数据处理算法，如滤波、放大、数字化等。
3. 数据存储与传输：将处理后的数据存储到本地或通过网络传输到其他设备。
4. 程序调试与优化：对程序进行调试和优化，保证系统的稳定性和性能。
五、系统实现1. 单片机编程：使用C语言或汇编语言对单片机进行编程，实现数据的采集、处理和传输。
2. LabVIEW程序设计：使用LabVIEW软件进行上位机程序设计，实现数据的实时显示、存储和传输。
3. 系统调试：对系统进行整体调试，确保各模块的正常运行和数据的准确性。
4. 系统优化：根据实际运行情况，对系统进行优化，提高系统的性能和稳定性。
六、应用前景基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统具有广泛的应用前景。
基于LabVIEW串口通信的多路数据采集系统设计
２ 数 据 采集模块
串行通信是工业现场仪器或设备常用的通信方 式 ， 是将 一 条 信 号 的各 位 数 据 按 顺 序 逐 位 传 送 。 它
计算 机 串行 通信 （ 称 串 口 ） 用 Ｒ ２２协议 ， 许 简 采 Ｓ３ 允
一
基 于 单 片机 的无 线数 据采 集 ， 主要 完 成对 实 际
统采用高速 、 低功耗单片机和无线收发芯片进行构
建下 位 节 点 的无 线 数 据 采 集 前 端 。 ｎ ２ ０ ＲＦ ４ １是 单 片 ２ ４ Ｈｚ ． ＧＨ ．Ｇ ～２ ５ ｚ收发 芯 片 ， 置 频 率 合成 器 、 内
信为用户提供 了一种使用 串行 口代替数 据采集 卡
的数 据 采 集 方 式 ， 以更 低 廉 的 价 格 实 现 多 路 数 据
０ ａｌ等 。与 Ｓ ｒｃ ｅ ＱＬ兼 容 ， 使 用 ｓ 不 ＱＬ语 句 就 可 以 实现数 据 库 记 录 的查 询 、 加 、 改 以及 删 除 等 操 添 修 作 ， 户 可 以完全 不需 要学 习 Ｓ 用 ＱＬ语 法 。
Ｌｂ Ｑ ａ Ｓ Ｌ利用 Ｍｉ ｏｏｔ Ｏ对 象 和 Ｓ ｃ ｓｆ ＡＤ ｒ ＱＬ语 言
ＣｏｅＣ ｎ ｌｓ ｏ ｎ四个 控 件 以及 简 单 的 Ｓ ＱＬ语 句 将 采 集
并 处理 完 的数据 保存 到数 据库 中。
６ Ｌ ｂ ｌ＼ 中数据 的处 理 ａ ＶＥ／ ＼ ／
过使 用 单 片 机 进 行 数 据 采 集 ， 温 度 与 湿 度 用 十 将 六进 制 的形 式 记 录 在 单 片 机 内 ， 后 通 过 串 口将 然
口通信 时 ， 首先 要对 串 口进行 初始 化 和配 置 ， 可 以 这
５ Ｌ ｂ Ｅ 与 Ａ ｃ ｓ 数 据库 的 连接 ａ ＶＩ Ｗ ｃｅｓ
基于LabVIEW串口通讯的多路数据采集系统
参考文献 ［１］常建生．检测与转换技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００３ ［２］Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ公司．ＡＤ６２０ ｄａｔａｓｈｅｅｔ［ＥＢ／ＯＬ］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｎｓ．－
ｌｏｇ．ｃｏｒｎ，１９９９ ［３］ＨＰ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ｃａｔａｌｏｇ ＣＤ ＲＯＭ．１９９７
单片机输出的ＴＴＬ电平与ＰＣ机串口的ＲＳ一２３２电平不一 致。因此，需要加入电平转换电路，这里利用ＭＡＸ２３２组成电平
转换电路。ＬＩ和Ｒ＿Ｏ输入的为ＴＴＬ电平，经过转换Ｔ－－ｏ和Ｒ－｜ 输出为ＲＳ一２３２电平。实现了下位机与ＰＣ机之间的串口通信。
万方数据
２系统测试方案
用一个平面测温系统对系统迸行测试，其要求为：在 ６５０ｍｍ乘６５０ｍｍ的正方形区域内，以三乘三矩阵方式，等间
4.期刊论文 王克峰.吴森.曹永欣.WANG Ke-feng.WU Sen.CAO Yong-xin NI FP-2010与DSP串口通讯的研究 -计算机
技术与发展2006,16(7)
介绍了用NI FP-2010网络控制器模块与TI LF2407A数字处理器芯片(DSP)进行串口通讯的方法.主要是为了应用DSP处理器芯片的CAN模块来监测并接 收CAN总线上的CAN信号,然后用DSP芯片上的SCI模块把接收到的CAN信号通过串口传送给NI FP-2010网络控制器模块的串口,实现下位机独立采集CAN信号 的功能.LabView7.1作为FP-2010端的程序开发平台,用LabView开发的串口接收程序在FP-2010的实时模块中运行,实时接收DSP通过串口发送的数据,详细 介绍了LabView串口通讯软件的设计方案.
3.学位论文 沈晓东 基于LabVIEW中小企业生产能耗监测与分析系统的研究 2007
基于LabVIEW-的单片机数据采集系统设计与实现
基于LabVIEW 的单片机数据采集系统设计与实现摘要：本文设计了一种基于LabVIEW与STC89C54RD+单片机的数据采集系统。
单片机采集到的数据通过PL2303HX芯片的RS232转USB接口的双向功能，实现了只用一条USB线就可以把采集上的数据传输到LabVIEW中进行显示和存储。
从下位机和上位机两个部分阐述了系统的设计。
1. 引言LabVIEW是美国国家仪器公司(National Instru-ment)开发的一种虚拟仪器平台，它功能强大，提供了丰富的数据采集、分析和存储库函数以及包括DAQ，GPIB，PXI，VXI，RS 232／485在内的各种仪器通信总线标准的所有功能函数。
利用LabVIEW设计的数据采集系统，可模拟采集各种信号，但是配备NI公司的数据采集板卡比较贵，在实际开发中可选用单片机小系统对数据进行采集。
本系统的数据采集模块由DS18B20温度传感器和STC89C52RD+单片机以及MAX232、PL2303HX组成。
由单片机组成的小系统对温度信号进行采集和转换，然后通过MAX232将单片机的TTL电平转换成RS 232电平，再经过PL2303HX芯片将RS232转换成USB接口信号，实现将数据传送给上位机，在LabVIEW开发平台下，对数据进行各种处理、分析，并对信号进行存储和显示，从而实现了一种在LabVIEW 环境下的单片机温度测试系统。
2.单片机系统的设计根据实际情况，本次设计选用STC89C54RD+单片机。
下位机整体模块如下图1所示。
图1. 整体系统组成框图2.1. 温度传感器模块本次设计采用的是美国DALLAS 的DS18B20半导体温度传感器，它支持“一线总线”接口，具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，可直接将温度转化成串行数字信号供处理器处理。
单片机开发板上的DS18B20 电路接法如图2.1所示。
2.2. 单片机处理模块STC89C54RD+是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 16K 在系统可编程Flash 存储器。
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罗光坤，杨昊，黄惟公
(四川工业学院机械工程与自动化系，四川成都 610039)
摘要：介绍一种利用单片机采集数据，LabVIEW作为开发平台，二者之间通过串口实现数据通讯的数据采集系统，详细介绍了软、硬件设计方案。
关键词：LabVIEW；虚拟仪器；单片机；串口；数据采集
1LabVIEW部分设计
1.1VISA简介
LabVIEW提供了功能强大的VISA库。
VISA(Virtual Instrument Software Architecture)——虚拟仪器软件规范，是用于仪器编程的标准I/O
函数库及其相关规范的总称。
VISA库驻留于计算机系统中，完成计算机与仪器之间的连接，用以实现对仪器的程序控制，其实质是用于虚拟仪器系统的标准的API。
VISA本身不具备编程能力，它是一个高层API，通过调用底层驱动程序来实现对仪器的编程，其层次如图1所示。
VISA是采用VPP标准的I/O接口软件，其软件结构包含三部分，如图2所示。
与其他现存的I/O接口软件相比，VISA的I/O控制功能具有如下几个特点：适用于各种仪器类型(如VXI仪器、GPIB仪器、RS-232串行仪器、消息基器件、寄存器器件、存储器器件等仪器)；适用于各种硬件接口类型；适用于单、多处理器结构或分布式网络结构；适用于多种网络机制。
VISA的I/O软件库的源程序是唯一的，其与操作系统及编程语言无关，只是提供了标准形式的API文件作为系统的输出。
1.2VISA库中的串口通讯函数
本文用到的主要的串口通讯函数调用路径为：Functions Instrument I/O VISA VISA Advanced Interface Specific Serial中。
(1)VISA Configure Serial Port节点(图3所示)
该节点主要用于串口的初始化。
主要参数意义如下：
VISA resource name:VISA资源名称，本文指串口号。
baud rate：波特率，默认为9600。
data bits：一帧信息中的位数，LabVIEW中允许5～8位数据，默认值为8位。
stop bits：一帧信息中的停止位的位数，可为1位、1位半或2位。
Parity：奇偶校验设置。
可为无校验、奇校验或偶校验。
flow control：该参数数据类型为簇，用于串行通讯中的握手方式。
(2)VISA Read节点(图4所示)
该节点为串口读子VI，为本文中的主要节点，将串口中的数据读出，然后利用LabVIEW的强大数据处理功能对其进行分析处理。
主要参数意义如下：
VISA resource name：同上。
byte count：用于设置所要读的字符数。
由于LabVIEW的串行通讯子VI只允许对字符串的读写，因此本文中在进行数据处理时，必须要实现字符串与数字之间的正确转换。
此外，若要读入当前串口中的所有字符，则要执行“VISA Bytes at Serial Port”子VI，用以确定将要读入的确切的字节数，然后将其输出作为VISA Read节点的输入即可。
(3)VISA Close节点(图5所示)
该节点用于将打开的VISA资源关闭。
只有一个主要参数：
VISA resource name：意义同上。
本文所用LabVIEW串口通讯程序的波特率为9600，无奇偶校验，8位数据位，1位停止位，禁止软、硬件握手。
2单片机部分设计
2.1硬件部分
MCS-51单片机内部有一个功能很强的全双工串行口，该串行口有4种工作方式，波特率可用软件设置，由片内的定时器/计数器产生，接收、发送均可触发中断系统，使用十分方便。
有2个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，对外也有两条独立的收、发信号线RXD(P3.0)和TXD(P3.1)。
本文采用RS232串行接口标准，在电气特性上，RS 232采用负逻辑，要求高低两信号间有较大的幅度，标准为：逻辑“1”在-5V～-15V之间，逻辑“0”在+5V～+15V之间，通常采用-10V左右为逻辑1，+10V左右为逻辑0。
由于MCS-51系统的信号输入输出为TTL电平，逻辑1为3.8V左右，逻辑0为0.4V左右，因此，必须外接电路实现TTL电平到RS 232电平的转换。
本文采用MAX232E实现此转换。
采用TLC0831芯片进行数据的采集。
TLC0831芯片为8位逐次逼近电压型A/D 转换器，支持单信道输入串口输出，极性设置固定，不需寻址。
其主要特点为：8位分辨率；5V的电源提供0～5V的可调基准电压；输入输出可与TTL和MOS
兼容。
若要提高信号的采样频率，只需选择转换速度较快的A/D芯片即可。
硬件部分原理图如图6。
2.2软件部分
下面给出单片机软件部分的主要程序。
波特率设置为9600，用定时器1产生波特率，串口工作在方式1，无奇偶校验。
定时器0设定采样的时间间隔。
TLC0831为A/D转换器数据采样子程序，SEND为单片机发送子程序。
3结论
本文利用单片机进行前端数据采集，通过串口实现与LabVIEW的数据通讯，利用LabVIEW的强大信号分析处理功能，开发了一套投资少、操作简便的数据采集与信息分析系统(其虚拟面板如图7所示)。
实验证明，该系统运行良好。
参考文献：
［1］ LabVIEW User Manual［M］. USA: National Instruments Corporation, 1998.
［2］杨乐平，等.LabVIEW程序设计与应用［M］.电子工业出版社，2001. ［3］刘君华，等.虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW教程［M］.西安电子科技
大学出版社，2001.
［4］张毅刚，等.MCS 51单片机应用设计［M］.哈尔滨工业大学出版社，1997.。