基于.labview的单片机数据采集系统设计实现分析

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1、Word下载可编辑资源共享基于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(NationalInstru-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，RS232／485在内的各种仪器通信总线标

2、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RS232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

3、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。温度传感器模块串口转USB电路模块数据显示模块上位机模块单片机模块电平转换模块TTL电平RS232电平USB接口图1.整体系统组成框图专业资料资源共享Word下载可编辑资源共享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。微处理器DS18B20+3~+5.5V4

4、.7kΩVDD+3~+5.5V外部电源I/O接其他单总线设备图2.1DS18B20典型电路接法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。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C54RD+为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。本次设计单片机的处理程序流程图如图2.2所示。开始串口初始化DS18B20温度转化获取温度并显示温度数据处理串口发送数据显示温度值图2.2单片机处理程序流程图专业资料资源共享Word下载可编辑资源共享2.3.电平转换模块51单片机有一个全双

5、工的串行通讯口，所以单片机和PC机之间可以方便地进行串口通讯。进行串行通讯时要满足一定的条件，因为PC机的串口是RS232电平，而单片机的串口是TTL电平，所以两者之间必须有一个电平转换电路。本次设计采用专用芯片MAX232进行转换。电路图如图2.3所示。图2.3MAX232电路接法采用三线制连接串口，也就是说和PC机的9针串口中只连接其中的3根线：第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。这是最简单的连接方法，MAX232的第10脚和单片机的11脚连接，第9脚和单片机的10脚连接，第15脚和单片机的20脚连接。2.4.串口转USB接口模块本次设计上位机是在笔记本电脑上运行的，由于笔记

6、本没有串口，故需要将串口信号转换成USB接口。选用专用芯片PL2303HX。它是Prolific公司生产的一种高度集成的RS232-USB接口转换器，可提供一个RS232全双工异步串行通信装置与USB功能接口便利联接的解决方案。该器件内置USB功能控制器、USB收发器、振荡器和带有全部调制解调器控制信号的UART，只需外接几只电容就可实现USB信号与RS232信号的转换，能够方便嵌入到各种设备；该器件作为USB/RS232双向转换器，一方面从主机接收USB专业资料资源共享Word下载可编辑资源共享数据并将其转换为RS232信息流格式发送给外设；另一方面从RS232外设接收数据转换为USB数据

7、格式传送回主机。PL2303HX电路接法如图2.4所示。图2.4PL2303HX电路图3．上位机系统设计3.1.PL2303HX驱动程序单片机在与PC机通信之前，需要安装USB转串口的PL2303HX驱动程序。安装完成之后，它会自动在计算机设备管理器的端口栏虚拟出一个串口，通过选择这个虚拟串口，就可与下位机实现通信。3.2.LabVIEW程序设计VISA(VirtualInstrumentSoftwareAr