1LabVIEW部分設(shè)計(jì)
1.1VISA簡(jiǎn)介
        LabVIEW提供了功能強(qiáng)大的VISA庫(kù),。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(kù)及其相關(guān)規(guī)范的總稱(chēng),。VISA庫(kù)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,。VISA本身不具備編程能力，它是一個(gè)高層API,，通過(guò)調(diào)用底層驅(qū)動(dòng)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的編程,，其層次如圖1所示。VISA是采用VPP標(biāo)準(zhǔn)的I/O接口軟件,，其軟件結(jié)構(gòu)包含三部分,，如圖2所示。

    與其他現(xiàn)存的I/O接口軟件相比,，VISA的I/O控制功能具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：適用于各種儀器類(lèi)型(如VXI儀器,、GPIB儀器、RS-232串行儀器,、消息基器件,、寄存器器件、存儲(chǔ)器器件等儀器),；適用于各種硬件接口類(lèi)型,；適用于單、多處理器結(jié)構(gòu)或分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),；適用于多種網(wǎng)絡(luò)機(jī)制,。
        VISA的I/O軟件庫(kù)的源程序是唯一的，其與操作系統(tǒng)及編程語(yǔ)言無(wú)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,。
1.2VISA庫(kù)中的串口通訊函數(shù)
    本文用到的主要的串口通訊函數(shù)調(diào)用路徑為：FunctionsInstrument I/OVISAVISA AdvancedInterface SpecificSerial中。
        (1)VISA Configure Serial Port節(jié)點(diǎn)(圖3所示)

    該節(jié)點(diǎn)主要用于串口的初始化,。主要參數(shù)意義如下：
        VISA resource name:VISA資源名稱(chēng),，本文指串口號(hào)。baud rate：波特率,，默認(rèn)為9600,。
        data bits：一幀信息中的位數(shù)，LabVIEW中允許5～8位數(shù)據(jù)，默認(rèn)值為8位,。
        stop bits：一幀信息中的停止位的位數(shù),，可為1位、1位半或2位,。
        Parity：奇偶校驗(yàn)設(shè)置,?？蔀闊o(wú)校驗(yàn),、奇校驗(yàn)或偶校驗(yàn)。
        flow control：該參數(shù)數(shù)據(jù)類(lèi)型為簇,，用于串行通訊中的握手方式,。
        (2)VISA Read節(jié)點(diǎn)(圖4所示)

    該節(jié)點(diǎn)為串口讀子VI，為本文中的主要節(jié)點(diǎn),，將串口中的數(shù)據(jù)讀出,，然后利用LabVIEW的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理功能對(duì)其進(jìn)行分析處理。主要參數(shù)意義如下：
        VISA resource name：同上,。
        byte count：用于設(shè)置所要讀的字符數(shù),。由于LabVIEW的串行通訊子VI只允許對(duì)字符串的讀寫(xiě)，因此本文中在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí),，必須要實(shí)現(xiàn)字符串與數(shù)字之間的正確轉(zhuǎn)換,。此外，若要讀入當(dāng)前串口中的所有字符,，則要執(zhí)行“VISA Bytes at Serial Port”子VI,，用以確定將要讀入的確切的字節(jié)數(shù)，然后將其輸出作為VISA Read節(jié)點(diǎn)的輸入即可,。
        (3)VISA Close節(jié)點(diǎn)(圖5所示)

    該節(jié)點(diǎn)用于將打開(kāi)的VISA資源關(guān)閉,。只有一個(gè)主要參數(shù)：
        VISA resource name：意義同上。
    本文所用LabVIEW串口通訊程序的波特率為9600,，無(wú)奇偶校驗(yàn),，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位,，禁止軟,、硬件握手。
2單片機(jī)部分設(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,，波特率可用軟件設(shè)置，由片內(nèi)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器產(chǎn)生,，接收,、發(fā)送均可觸發(fā)中斷系統(tǒng)，使用十分方便。有2個(gè)物理上獨(dú)立的接收,、發(fā)送緩沖器SBUF,，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RS232串行接口標(biāo)準(zhǔn),，在電氣特性上，RS232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-5V～-15V之間，邏輯“0”在+5V～+15V之間,，通常采用-10V左右為邏輯1,，+10V左右為邏輯0。由于MCS-51系統(tǒng)的信號(hào)輸入輸出為T(mén)TL電平,，邏輯1為3.8V左右,，邏輯0為0.4V左右，因此,，必須外接電路實(shí)現(xiàn)TTL電平到RS232電平的轉(zhuǎn)換,。本文采用MAX232E實(shí)現(xiàn)此轉(zhuǎn)換。
    采用TLC0831芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集,。TLC0831芯片為8位逐次逼近電壓型A/D轉(zhuǎn)換器,，支持單信道輸入串口輸出，極性設(shè)置固定,，不需尋址,。其主要特點(diǎn)為：8位分辨率；5V的電源提供0～5V的可調(diào)基準(zhǔn)電壓,；輸入輸出可與TTL和MOS兼容,。
    若要提高信號(hào)的采樣頻率，只需選擇轉(zhuǎn)換速度較快的A/D芯片即可,。硬件部分原理圖如圖6,。
2.2軟件部分
    下面給出單片機(jī)軟件部分的主要程序。波特率設(shè)置為9600,，用定時(shí)器1產(chǎn)生波特率,，串口工作在方式1，無(wú)奇偶校驗(yàn),。定時(shí)器0設(shè)定采樣的時(shí)間間隔,。TLC0831為A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)采樣子程序，SEND為單片機(jī)發(fā)送子程序,。

3結(jié)論
    本文利用單片機(jī)進(jìn)行前端數(shù)據(jù)采集,，通過(guò)串口實(shí)現(xiàn)與LabVIEW的數(shù)據(jù)通訊,，利用LabVIEW的強(qiáng)大信號(hào)分析處理功能，開(kāi)發(fā)了一套投資少,、操作簡(jiǎn)便的數(shù)據(jù)采集與信息分析系統(tǒng)(其虛擬面板如圖7所示),。實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)運(yùn)行良好,。