基于visa(串口)的简易测量设备物理与微电子学院2005级杨金龙

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1、基于VISA（串口）的简易测量设备物理与微电子学院2005级杨金龙摘要：文章介绍了LabviewVISA通讯接口以及计算机串行通信接口，应有计算机串口与单片机进行通讯，采集单片机AD转换的数据，并显示在屏幕上。并且模拟了数据采集以及分析的过程，对于信号调理进行了仿真。1.VISA串口通讯实现VISA是用于仪器编程的标准I/O函数库及其相关规范的总成，一般称这个I/O函数库为VISA库。VISA库驻留于计算机系统中，是计算机与仪器之间的软件层连接，用以实现对仪器的控制。VISA对测试软件开发者来说是一个可调用的操作函数集，本身不提供仪器编程能力，它只是一个高层API，通过调用底层的驱动

2、程序来控制仪器。VISA可以控制VXI仪器、GPIB仪器或串行仪器，是仪器驱动程序发展的一个工业标准。无论接口如何，VISA都可以使用相同的操作与仪器通讯。在理解掌握了VISA的基本概念后，就可以利用VISA编程对仪器进行控制。串行通讯的通讯方式是将一条信息的各个数据按顺序逐位传递。串行通讯是一种古老但目前仍较为常用的通讯方式，早期的仪器、单片机等均使用串口与计算机进行通讯。目前，在PLC、Modem、GPSOEM电路板中，串口仍在广泛使用。计算机串行几口采用RS232协议。协议规定：逻辑1的点评为-3~-15V，逻辑0的点评是+3~+15V，常用的信号有8个：RXD、TXD、RTS

3、、DTR、CD、DSR、CTS、BELL，其中RXD、TXD为收、发数据，可与RS232串行口设备直接进行通讯，RTS、DTR、CD、DSR、CTS、BELL为检测与控制MODEM的信号，在通信过程中其联络与控制作用。目前计算机上常用的串口有9个引脚：DCD(数据载波检测)，RXD(接收数据)、TXD(发送数据)，DTR(数据终端准备就绪)，GND(信号地)，DSR(数据设备准备就绪)，CTS(清除发送),RTS(请求发送)，RI(振铃指示)。实际使用中我们常采用三线：GND，TXD，RXD。将这些引脚接到RS232接口芯片，然后通过接口芯片与单片机等设备进行通讯。本文实现就是通过L

4、abview的VISA函数库，使用计算机中的串口。使用VISA，必须安装VISA的驱动程序。安装了驱动程序以后，就可以调用Labview中的串口打开，写串口，读串口，关闭串口等函数来实现串口通讯。打开串口时，要设定串口的属性。如右图所示，需要设置串行通讯的波特率，数据位数，奇偶校验，和停止位的个数。同时要选择所使用的串口。将这些设置好，调用串口打开VI，就可以打开串口。正确打开串口后，就可以获得一个VISA资源连接，将这个连接接到VISA串口读写VI节点，就可以实现对计算机串口的读写。本文中作者采用主机发送设备请求码“OK11”，从机正确识别请求码后发送识别码“OK！AVR！！”，然

5、后进入服务程序。主机正确识别从机的识别码后完成设备初始化，进入主程序。本文中初始化部分为一个SubVI，通过在主程序中调用该VI完成设备初始化。本文设备使用单片机内部的AD测量某种信号，电压值通过串口传给程序，然后在电脑上显示出来。由于AD是十位，所以以8位数据的格式，要传送两次。故作者采用将两个8位数据作为一个包进行发送。主机接受部分也每次接受两个字节。高位字节只有低两位有效，一次来判断数据包的正确性。发现错误后（第一个字节大于3），程序会自动处理错误，放弃错误的数据。串口初始化子VI程序框图如下：1.AVR单片机进行测量本文设备采用AVR单片机进行底层测量，通过AVR内部的十位A

6、D采集某种信号的电压值。AVRMEGA16单片机是一种高性能的8位单片机。内部资源丰富，1KSRAM，512字节EEPROM，8路10位AD，两个8位定时器，一个16位定时器，SPI，USART，I2C等可以应用在许多测量设备。本文不详细介绍AVR的使用方法。详细请参考网站：www.avrvi.com。2.Labview进行信号调理和信号分析Labview内部集成了许多用于信号测量和信号调理的VI，通过调用这些VI就可以简单方便的完成信号的处理。Labview的数字信号处理模板的功能有：信号产生，时域分析，频域分析，滤波器，窗函数等。在进行信号测量时，可以将采集得到的数据储存下来，然

7、后调用Labview中的信号处理函数。以傅立叶变换为例，通过傅立叶变换，用户可以清楚的看出一个信号中所包含的各种信号的强度，以及他们的频率分布。用户可以通过滤波器对信号进行数字滤波，然后在用傅立叶变换观察滤波后的信号分布。以此来选择合适的滤波器。这都是比较简单容易的。作者就介绍一些数字信号的基本概念。这些是作者在实际调试过程中一直遇到的一个问题。希望能对读者有所帮助。首先介绍归一化频率的概念。在数字信号领域中，经常再用所谓的数字频率或归一化频率，计算公式位