基于LabVIEW串口通信的数据采集串口收录系统设计
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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=0.305 mV。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。通信前先进行初始化，包括串口工作方式、通信波特率设定等，这在下位机软件中实现。
3 软件部分的设计
3.1下位机软件部分
下位机软件部分采用C51语言编写，这是专门为51系列单片机设计的高效率C语言编译器，符合ANSI标准，程序代码运行效率高，比汇编语言更简单易用[2]。
下位机软件程序流程图如图2所示。BUSY为转换结束状态标志位，BUSY=1表示转换完成可以读取，否则，继续转换。将读取结果送给AT89C52处理，转换为十进制后传送给液晶和上位机，喂狗部分防止程序跑飞。软件实现定点叠加平均数据处理、看门狗定时复位和冗余避错功能，将连续采集的3次数据求平均值，使得采集结果更准确。
其中十进制的转换是关键，转化公式是：
实际模拟量=(1/216)×VREF×ValueP0。
其中，VREF为A/D参考电压20 V，ValueP0为A/D转换后的二进制结果。
3.2 上位机软件部分
上位机软件部分采用LabVIEW语言编写，程序中用到VISA资源包。VISA是虚拟仪器软件构架的缩写，是仪器编程的标准I/O API，可控制GPIB、串口、USB、以太网、PXI或VXI仪器，并根据使用仪器的类型调用相应的驱动程序，用户无需学习各种仪器的通信协议[3]。
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