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LabVIEW中的串口通信和硬件控制LabVIEW是一种强大的编程环境和开发平台，广泛应用于控制系统、仪器测量、数据采集等领域。
在LabVIEW中，串口通信是一种常见且重要的功能，它能够实现计算机与外部硬件设备之间的数据传输和控制。
一、串口通信的基本原理串口通信是通过计算机的串行接口与外部设备进行数据交换。
LabVIEW中的串口通信主要通过VISA（Virtual Instrument Software Architecture）接口实现。
VISA是一套通用的I/O接口标准，可以方便地与各种硬件设备进行通信。
在进行串口通信时，首先需要配置串口的参数，包括波特率、数据位、停止位、校验位等。
LabVIEW提供了相应的函数和工具箱，可以方便地设置这些参数。
然后，通过VISA函数进行打开串口、读取数据、写入数据等操作，实现与外部设备的数据交互。
二、LabVIEW中的串口通信实例下面以一个简单的LabVIEW串口通信实例来介绍其基本操作步骤。
首先，在LabVIEW中创建一个新的VI（Virtual Instrument）文件。
然后，在Block Diagram中拖放VISA函数，并进行相应的配置，打开串口。
接下来，通过循环结构实现数据的读取和写入。
在循环中，可以使用VISA函数读取外部设备发送的数据，并将其显示在界面上；同时，也可以通过用户输入的数据，使用VISA函数发送给外部设备。
最后，关闭串口并释放资源。
通过VISA函数，可以方便地实现串口的关闭操作。
三、LabVIEW中的硬件控制除了串口通信，LabVIEW还可以结合硬件模块进行实时的硬件控制。
LabVIEW提供了丰富的工具箱和函数库，可以支持各种硬件设备的控制和监测。
在LabVIEW中，硬件控制主要通过DAQ（Data Acquisition）模块实现。
DAQ模块可以连接各种传感器和执行器，并将其与LabVIEW 程序进行连接。
通过LabVIEW提供的函数和工具箱，可以方便地读取传感器数据，控制执行器输出，并实现实时的硬件控制。
基于LABVIEW的串口通信实验一、实验目的1．了解LabVIEW串口通信基本方法2．通过LabVIEW串口获取数字温度传感器的数据二、实验器材1．计算机一台2．LabVIEW8.20软件一套3．串口线一根4.虚拟仪器实验平台一台5．分布式温度采集模块一块6.传感器控制模块一块三、实验原理串行通信是工业现场仪器或设备常用的通信方式，它是将一条信号的各位数据按顺序逐位传送。
计算机串行通信（简称串口）采用RS232协议，允许一个发送设备连接到一个接收设备以传送数据，最大速率为115200bps。
计算机串行口采用Intel8250异步串行通信组件构成，通常以COM1~COM4来表示。
bView串口节点LabView中提供了已封装好的串口通信节点，它们位于函数－>数据通信－>协议－>串口。
这里主要介绍程序中使用到的串口配置、串口读取、串口写入和串口关闭，其他串口相关的节点使用方法查询LabView帮助。
（1）串口配置在进行串口通信时，首先要对串口进行初始化和配置。
这可以由VISA配置串口节点来完成，串口配置节点如下图所示。
使用该节点可以设置串口的VISA资源名称、波特率、数据位、校验位、超时时间、终止符以及流控制等参数。
VISA资源名称控件用于规定对VISA会话句柄开放的资源，并维持会话句柄和类。
VISA 会话句柄是VISA使用的唯一逻辑标识符，用于与资源进行通信。
VISA会话句柄由VISA 资源名称输入控件保持，用户不可见。
VISA资源名称输出是VISA函数中输出的VISA资源名称的副本。
通过将资源名称输出或输入函数和VI，并链接函数和VI，从而简化数据流编程。
这与文件I/O函数使用的文件引用句柄输出相似。
（2）串口写入串口写入是将写入缓冲区的数据写入VISA资源名称指定的设备或接口，可以选择同步或异步。
该操作仅当传输结束后才返回。
VISA写入的节点图标及端口定义如下图所示。
其中写入缓冲区包含要写入设备的数据。
LABVIEW和单片机串口通信在半导体模块测试设备中的应用作者：徐庆坤来源：《价值工程》2018年第30期摘要：本文采用LabVIEW作为开发平台，通过串口使上位机与单片机进行通信。
利用LabVIEW平台编写的界面进行参数设定，换算成单片机易识别使用的数据，通过串口传送给单片机，然后由单片机进行数字I/O口逻辑控制、模拟信号控制和时间控制，完成对半导体模块的测试。
Abstract： In this paper， LabVIEW is used as the development platform， and the computer communicates with the single chip through serial port. The interface of LabVIEW is used to set the parameters， which can be converted into the data easily recognized and used by the single chip computer， and then transmitted to the single chip through serial port. Then， the single chip carries out the logic control of the digital I/O port and the control of analog signal and the control of time，and completes the testing of semiconductor module.关键词：LabVIEW；串口；通信Key words： LabVIEW；serial port；communication中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）30-0184-02随着科学技术的高速发展，面对越来越复杂的测试条件，越来越多的测试参数，对功能强大，测试效率高，成本低廉，系统更灵活、更智能化的半导体测试设备的需求已经是一种不可阻挡的趋势。
基于LABVIEW的串口通讯实现The Design of serial communication based onLABVIEW摘要美国国家仪器公司的LABVIEW是一种图形化编程语言，它的根源在于自动化控制和数据采集。
其图形化的代表性，类似于过程流程图，它为科学家和工程师提供一个直观的编程环境，在过去20年中成熟历程中，这个语言已经成为一个通用的编程环境。
LABVIEW使得它成为很好的自动化选择环境有几个主要特点，这些措施包括简单的网络通信，交钥匙执行共同的通信协议（RS232 ，GPIB总线等），成为过程控制和数据拟合、快速简便的用户界面的建设和一个有效率的程式码执行环境的强大工具。
我们讨论这种语言的优点，并提供一个例子，在公司内部是用来在整合和控制自动化平台的应用套件的书面。
关键词：LABVIEW ；RS-232；串口AbstractNational Instruments LABVIEW is a graphical programming language that has its roots in automation control and data acquisition. Its graphical representation, similar to a process flow diagram, was created to provide an intuitive programming environment for scientists and engineers. The language has matured over the last 20 years to become a general purpose programming environment. LABVIEW has several key features which make it a good choice in an automation environment. These include simple network communication, turnkey implementation of common communication protocols (RS232, GPIB, etc.), powerful toolsets for process control and data fitting, fast and easy user interface construction, and an efficient code execution environment. We discuss the merits of the language and provide an example application suite written in-house which is used in integrating and controlling automation platforms.Keywords: LABVIEW ；RS-232 ；serial port第一章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.1.1虚拟仪器的发展趋势 (1)1.1.2 RS-232串口的发展历程 (2)第二章虚拟仪器 (3)2.1 虚拟仪器的概述 (3)2.1.1 虚拟仪器的特点及优势 (3)2.1.2 虚拟仪器系统的组成 (4)2.1.3虚拟仪器I/O接口设备 (5)2.1.4 虚拟仪器的软件结构 (6)2.2 图形化虚拟仪器开发平台——LABVIEW (7)2.3 虚拟仪器与传统仪器的比较 (7)第三章 RS-232串口 (9)3.1 RS-232 (9)3.1.1 RS-232 外部结构 (9)3.2 特性 (11)3.2.１电气特性 (11)3.2.2近距离通信 (13)3.2.3串口通讯流控制 (13)第四章系统的总体设计与实现 (15)4.1 串行通信系统的流程 (15)4.2 系统的搭建成型 (15)4.2.1 程序前面板设计 (15)4.2.2程序框图设计——添加函数 (15)4.2.3串口参数设置 (16)4.2.4 while循环内的构架 (16)4.2.5 条件结构区域内的排布 (20)4.2.6 WHILE循环结构区域内的排布 (21)4.2.7程序框图完善 (21)4.3 LABVIEW 前面板的设计 (23)4.4 串口通信的测试 (26)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)第一章绪论1.1研究背景随着计算机系统的应用和微机网络的发展，通信功能越来越显得重要。
摘要虚拟仪器是现代计算机技术同仪器技术深层次结合的全新概念仪器，实质是利用计算机显示器的显示功能模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出测量结果，利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理，完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。
本文介绍了利用LabVIEW语言来实现上、下位机之间通信的方法,并从软、硬件两个方面阐述了设计思想。
从实现PC机PC机之间的串口通信出发，先实现双PC机之间的数据发送、返还和接收，进而设计了以PC机作为上位机，以飞思卡尔8位单片机作为下位机的基于labview软件的串口通信系统。
经过实验调试，系统达到了预期的通信目标。
应用先进的虚拟仪器软件LABVIEW,大大降低了串口通讯复杂程度,减小了软件设计的工作量,能够大大降低投资成本。
在实际应用中有巨大的使用价值。
关键词：虚拟仪器；Labview ；串口通信；单片机Design of the serial communication system Based on LabVIEWAbstractVirtual instrument is the modern computer technology combined with the instrumentation of the new concept of deep-level instruments,in real terms is the use of analog computer monitors display control panel,traditional instruments,in various forms to express the output measurements,using computer software features to achieve a strong signal Operation data, analysis and processing,to complete a variety of testing capabilities of a computer instrument systemThis article describes the use of LabVIEW to implement the language, the next method of communication between the crew and from the software and hardware are two aspects of the design. PC-PC, from the implementation of serial communication between the departure, the first to achieve double the data between the PC, send and return, receive, and then designed a PC, as the host computer to Freescale 8-bit microcontroller based on a lower machine LabVIEW software serial communication system. After experimental debugging, the system achieved the desired communication goals.The application of advanced virtual instrument software LabVIEW, greatly reduces the complexity of serial communication, reduce the workload of the software design can greatly reduce the investment cost. In practice, there is tremendous value in use.Keywords: virtual instrument; Labview; serial communication; microcontroller目录第1章绪论 (1)1.1 课题的背景和意义 (1)1.2 虚拟仪器的概念 (1)1.2.1 虚拟仪器的特点 (1)1.2.2 虚拟仪器和传统仪器的区别 (2)1.3 虚拟仪器概述 (3)1.3.1 虚拟仪器方案的组成 (3)1.3.2 虚拟仪器方案的优势 (4)1.4 虚拟仪器的发展与现状 (5)1.5 虚拟仪器的应用 (5)1.6 课题实现内容 (6)第2章虚拟仪器与LabVIEW (7)2.1 LabVIEW简介 (7)2.2 LabVIEW的基本特点 (7)2.3 LabVIEW创建虚拟仪器过程 (8)2.4 本章小结 (9)第3章串行通信 (10)3.1 串行通信的概念和特点 (10)3.2 串行通信的分类 (10)3.2.1 同步通信 (11)3.2.2 异步通信 (11)3.2.3 异步通信和同步通信的比较 (11)3.3 串行通信的工作模式 (11)3.3.1 单工形式：早期的电流环 (12)3.3.2 半双工形式：RS-485 (12)3.3.3 全双工形式：RS-232 (13)3.4 通信参数 (13)3.4.1 波特率 (13)3.4.2 数据位 (14)3.4.3 停止位 (14)3.4.4 奇偶校验位 (14)3.5 本章小结 (14)第4章PC与PC串口通信 (16)4.1 设计目的和实现方案 (16)4.1.1 设计目的 (16)4.1.2 实现方案 (16)4.2 系统硬件结构 (16)4.2.1 RS-232的功能特性描述 (16)4.2.2 硬件线路 (18)4.3 软件设计 (18)4.3.1 VISA简介 (19)4.3.3 程序的实现 (22)4.4 本章小结 (25)第5章PC与单片机串口通信 (26)5.1 设计目的和实现方案 (26)5.1.1 设计目的 (26)5.1.2 实现方案 (26)5.2 系统硬件结构 (26)5.2.1 硬件线路 (26)5.2.2 MC9S08AW60 单片机介绍 (27)5.3 软件实现 (29)5.3.1 上位机PC机LabVIEW串口通讯的实现 (29)5.3.2 下位机串行通信程序设计 (34)5.4 本章小结 (36)第6章结论和展望 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录 (40)附录1 图表目录 (40)附录2 单片机程序 (40)第1章绪论1.1 课题的背景和意义目前以计算机为上位机和以单片机为下位机的集散式控制系统被广泛的应用于工业检测和控制系统中。
使用LabVIEW进行串口通信LabVIEW是一种流行的集成开发环境(IDE)，用于编写和执行控制、测量和数据采集应用程序。
它可以非常方便地与硬件设备进行通信，其中包括通过串口进行通信。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行串口通信。
一、LabVIEW介绍LabVIEW是一款图形化编程语言，以可视化编程为特点。
用户可以使用LabVIEW快速开发有效的控制和数据采集系统，而无需深入理解底层的编程语言。
二、串口通信原理串口是一种用于将数据传输到计算机或其他设备的接口。
在串口通信中，数据以字节的形式通过传输线路进行传输，其中利用的是一对称为TX和RX的引脚。
发送数据时，数据通过TX引脚发送到接收方；接收数据时，数据则通过RX引脚接收。
三、配置串口通信在LabVIEW中，可以使用VISA(Virtual Instrument Software Architecture)函数库来实现串口通信。
通过配置相关参数，可以指定通信的波特率、数据位数、校验位等。
首先，在LabVIEW中创建一个新的VI文件。
然后，在Front Panel界面中，双击空白处，打开Block Diagram界面。
在Block Diagram界面中，拖拽VISA Serial和VISA Close VIs到界面上。
接下来，双击VISA Serial VIs，打开参数设置面板。
在面板上，可以设置串口号、波特率、数据位数、校验位等。
根据具体需求进行配置。
四、数据的发送和接收在LabVIEW中，使用串口进行数据发送和接收非常简单。
可以使用VISA Write和VISA Read VIs来分别执行发送和接收操作。
在Block Diagram界面中，从VISA Serial VIs中拖拽VISA Write VI，将其连接到VISA Serial VIs和VISA Close VIs之间。
然后，从VISA Serial VIs中拖拽VISA Read VI，将其连接到VISA Write VI的右侧。
labview实现PC与单片机之间的串口通信使用Proteus 进行单片机仿真，仿真硬件连接，串口通信部分使用keil 与labview 编写程序，实现：PC 通过串行口将数字（00，01，02，03...，FF，十六进制）发送给单片机，单片机收到后回传这个数字，PC 接收到回传数据后显示出来，若发送的数据和接收到的数据相等，则串行通信正确，否则有错误。
启始符是数字00，结束符是数字FF。
实验中注意PC 的串口名compim 与VISA 资源名称要相同，compim 中的参数值要调对，最好不要用虚拟的串口。
keil 中的程序为：# pragma db code# include# define uchar unsigned charvoid rece(void);void init(void);uchar re[17];void main(void){uchar temp;init();do{while(RI==0);temp=SBUF;if(temp==0x00){rece();}elsebreak;}while(1);}void init(void){TMOD=0x20;//定时器1--方式2PCON=0x80;//电源控制SCON=0x50;//方式1TL1=0xF3;TH1=0xF3;//22.1184MHz 晶振，波特率为4800 0xf396000xfa19200 0xfdTR1=1;}void rece(void){chari;i=0;do{while(RI==0);re[i]=SBUF;RI=0;SBUF=re[i];while(TI==0);TI=0;i++;}while(re[i-1]!=255);}labview 的前面板跟程序框图以及Proteus 图为tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
仅供参阅！。
Labview与C51单片机实现串口通信
Labview 串口通信学会两种方法，一种是利用visa（虚拟仪器软件构架），另一种是调用activeX 控件。
第一种方法（VISA）程序如图
首先，设置串口参数，串口初始化，循环内利用VISA WITE 实现对串口的写操作，延时200 毫秒，用VISA READ 实现读操作，中间有个端口属性节点的作用是计算端口的总的字节数。
非常简单，但我花了一天时间搞懂。
第二种方法调用active X 程序图如下所示
ACTIVE X 串口通信的最大优点是可以利用中断实现数据的传送或对下位机的控制，MSCOMM32 控件实现串口通信主要是通过对其属性节点的设置来实现的。
并利用到了事件回调方法实现中断程序。
tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
仅供参阅！。
３６６２００１嵌入式系统覆单片机国际学术交流会论文集——————————————～————————————————————————～ＣＩ－ＲＴＩ；清ＴＩ标志，允许再次发送ＲＥ，ｒＥＮＤ４．２ＰＣ机部分ＬａｂＶＩＥＷ串口通讯程序波特率为９６００，禁止软、硬件握手・无奇偶校验．数据位为８位，停止位设置为。
，有１位停止位。
前台面板如图５所示。
方框图如图６所示。
田５前台面板围６串口初始化方框图串Ｅｌ初始化方框图中需要对ＳｅｒｉａｌＰｏｒｔＩｎｉｔ．ｖｉ的～些参数进行设置。
双击ＳｅｒｉａｌＰｏｒｔｌｎｉｔ．ｖｉ可以看到参数设置对话框。
串Ｅｌ读的方框图如图７所示，一方面将串Ｅｌ读出的一帧字符信息显示在前面板，另一方面将所有从串口读出的信息转换为数据，并以二维数组的形式显示在前面板。
５结束语Ｉ，ａｂＶＩＥＷ是一种简单易学的图形化高级语言．利用其开发产品可以大大提高开发效率。
本文详细介绍了运用ＬａｂＶＩＥＷ从ＭＣＳ－５１单片机到ＰＣ机的串行通讯。
该程序在本文作者所开发的近红外光谱肌血氧仪中运行良好。
同样运用ＳｅｒｉａｌＰｏｒｔＷｒｉｔｅ．ｙｉ也可以实现从ＰＣ机到单片机的串行通讯。
第四篇网络、通信与数据传送３６７———————————————————————————————————————————————————————————————————————一——————————————————————一圈７串口读的方框图参考文献１运用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ实现ＰＣ与８９Ｃ５１单片机之间的串行通讯．计算机自动测量与控制．１９９９（２）２ＶＢ５．０实现与单片机串行通信的程序设计．微计算机信息，１９９９（３）３用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ实现工控机与单片机间的通信．电子产品维修与制作．１９９９（４）４用ｖｃ＋＋５．０实现ＰＳ２００３与ＰＣ机的串口通信．电子技术，１９９９（７）５李朝青．单片机原理以及接口技术．北京：北京航空航天大学出版社，１９９４６王福瑞，等．单片微机测控系统设计大全．北京：北京航空航天大学出版社，１９９８ＳｅｒｉａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＭＣＳ－５１ａｎｄＰＣＵｓｉｎｇＬａｂＶＩＥＷＸｉａｎｇＳｈａｏｘｉａＬｉＧａｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ＆Ｏｐｔｏ－ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＴｉａｎｊｉｎ，３０００７２，Ｐ．Ｒ．ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔＬａｂＶＩＥＷｉｓａｎｐｏｐｕｌａｒｇｒａｐｈｉｃａｌｌａｎｇｕａｇｅｔｈａｔｉｓｗｅｌｃｏｍｅｔｏｅｎｇｉｎｅｅｒ．Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｄａｔａｕｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍ（ＭＣＳ－５１）ｗｉｔｈｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒｓｙｓｔｅｍｉｓａｌｓｏａｎｐｏｐｕｌａｒｍｅｔｈｏｄ．ＳｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｌｅｒＰＣｕｓｉｎｇｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｉｎＬａｂＶｌＥＷｓｕｃｈａｓＳｅｒｉａｌＰｏｒｔＩｎｉｔ．ｖｉ，ＳｅｒｉａｌＰｏｒｔＷｒｉｔｅ．ｖｉａｎｄＳｅｒｉａｌＰｏｒｔＲｅａｄ・ｖｉｅｔｃ・ｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｗｏｒｄｓｓｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｓｕｂＶＩ，ｂａｕｄｒａｔｅＫｅｙ。
基于LabVIEW的计算机与单片机串口通信系统作者：刘文君来源：《中国教育技术装备》2012年第06期摘要计算机被广泛运用到测试领域，虚拟仪器技术的分布式测试系统是这一领域的主流。
基于LabVIEW的计算机串口与MCS51串口通信系统利用计算机强大的数据处理功能和现有的串口通信协议，从而使复杂的工作简易化。
关键词虚拟仪器；LabVIEW；MCS51；串口通信协议中图分类号：TP311.52 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)06-0114-02LabVIEW-based Computer and Microcontroller Serial Communication System Design//Liu WenjunAbstract The computer has been widely applied to the test area, based on virtual instrument technology for distributed test system is the mainstream in this field. LabVIEW-based computer serial port and serial communication system using computer MCS51 powerful data processing capabilities and the existing serial communication protocol, so that complex task easier.Key words virtual instrument; LabVIEW; MCS51; serial communication protocol Author’s address Rizhao Radio and TV University, Rizhao, Shandong, China 276826通讯即是不同的设备通过线路互相交换数据，其主要目的在于将数据从某端传送到另一端，实现数据的交换。
LabVIEW单片机通讯1.串口扩展的问题：先说一下串口的扩展问题，一般的台式机或工控机上都至少有二个串口，一般都是够用的，但是现在市场上已经很难找到带串口的笔记本了，而有时候在外出调试时需要在笔记本中使用到串口的，这时一般是使用USB-RS232的转接线，价格从十几到一百多都有，很多朋友反应在使用价格低的转接线时会出现乱七八糟的问题，而贵一点的线就很少听说有其它问题的，所以大家在使用便宜的USB-RS232转接线时要特别注意线的质量，遇到一些奇怪的问题时先考虑换一根好一点的线。
PCI-RS232扩展卡也同理，便宜的卡也容易出问题，尽量买好一点的，以免因小失大。
PCI-RS232一般至少能扩展2个串口，有些BT一点的可以扩展到8-16个，一堆线和接头。
转接线和扩展卡一般是要装驱动的。
2.串口功能的确认:在使用串口之前，最好先确认一下串口是否正常，特别是使用转换接或扩展卡的。
检查的方法很简单，就是将串口的2、3脚短接起来，3脚是发送数据，2脚接收数据，就是这个串口自发自收。
电脑上的串口软件一般是用串口调试助手，很出名的，也好用。
如下图所示：图1 串口调试助手打开软件，选择已经短接好的串口号，点击“手动发送”，如果串口是好的，2、3脚又短接起来了，马上就可以在上面的接收框里看到接收的数据就是发送的数据。
稍微要注意一下的是有些电脑的COM1和COM2的位置是反过来的，所以要确定好串口调试助手左上角的串口上择的是已经短接的那一个，如果COM1没接收到，可以再先COM2再发一次看一下。
3.串口线的检查:检查好串口后，一般也要注意一下使用的串口线，标准的串口线是9根线都是用上的，但有一些是只使用了三根线的：2、3、5。
第3个脚管是发送，第2个管脚接收，另一个5是地线，这里叫它简化的串口线，简化的串口线能用上的地方，标准的串口线也肯定能用上，因为标准线的9根线已经包括了简化串口线中的3根线，但标准串口线能用上的地方，简化串口线就不一定能用上，所以在使用串口线之间一定要确定好串口线的类型，一般买的串口线都是标准线，但自制的串口线因为应用场合不同就要先确定一下。
Vol.33No.12Dec.2017赤峰学院学报（自然科学版）Journal of Chifeng University （Natural Science Edition ）第33卷第12期（上）2017年12月基于LabVIEW 开发平台的单片机串口通讯系统设计李梦袁杨金月(安徽信息工程学院机械工程系,安徽芜湖241000)摘要:本设计通过搭建的单片机下位机系统完成对温度信号的采集、传输、显示、通讯,借助虚拟仪器开发平台LabVIEW 软件VISA 串口仪器I/O 模块编制程序与单片机接口进行信号通讯,完成PC 机上位机构建.系统最终实现DS18B20温度传感器采集到的实时温度信号最终显示在虚拟仪器的前面板界面上.下位机系统的软件设计主要借助proteus 调试仿真实现,LCD 显示实时温度信号,上位机的通讯程序编制完成信号从单片机到PC 的串口通讯,并在此基础上借助无线发射和无线接收系统设计将信号在手机终端进行通讯并完成一定调试.关键词:LabVIEW ;单片机;温度控制;串口通信;DS18B20中图分类号：TH368.1文献标识码：A文章编号：1673-260X （2017）12-0037-03温度的监控已经成为当前工业生产、农业领域和一些科学研究领域的重要部分.根据系统的具体情况，采用正确且有效的测量手段尤为重要.传统的温度检测系统一般借助单片机实时采集温度信号显示在LED 或LCD 上.但此类系统无法生成图表、用户无法获得历史曲线导出报表数据、更无法对采集的信号进行处理、分析获得相应的特征值[1].基于此，本设计提出将温度采集系统作为下位机，通过VISA 串口的通讯，借助搭建的虚拟仪器开发平台作为上位机，将温度采集的信号显示在虚拟仪器程序前面板图标上，人机界面友好，可操作性强，可推广价值高.1研究背景及意义在当今的生产制造过程中，掌握温度信息的实时变化情况对安全生产、提高产品性能、减少能源的损耗等一些技术、经济指标有着密切的影响.现代社会生活的各个领域几乎都离不开温度控制的发展，比如高分子材料、半导体技术、电力工程、交通运输等.在工业发展的需求下，面对计算机科学技术和微型电子技术的高速进步，包括工控自动化的设计要求不断提高，温度监控这一领域在国内外诸多领域都在飞速的发展，不断满足工业的各方面需求[2].2系统整体设计系统整体设计主要分为三个部分，第一部分是基于LabVIEW 的PC 上位机显示系统设计，第二部分是VISA 串口通信的接口电路和信号在上位机与下位机传输的软件编程，第三部分是温度采集的单片机下位机系统设计.设计的系统组成框图如图1所示.3系统硬件设计系统整体借助DS18B20集成温度传感器进行温度数据的采集，电压变化由A/D 转换器转换成相应的数值后，传输给STC89C52RC 单片机进行读取，通过LCD 显示模块进行显示，同时数据通过串口通信接口电路传输给PC 上位机，显示在虚拟仪器程序前面板上[3].随着研究的深入，最终实现PC 上位机借助GSM 通讯模块将温度数据以短信的模式传输给用户的手机上.3.1温度传感器温度传感器是温度监控系统采集数据的关键收稿日期:2017-09-07基金项目:国家自然科学基金资助项目(缘员园苑缘园园圆);2016年安徽省教育厅自然科学基金重大项目(KJ2016SD07)图1结构效果图37--部分，根据本系统温度的测量范围和精度要求及信号采集稳定性，低成本等因素，选用DS18B20数字温度传感器进行温度采集，DS18B20芯片的常见封装为TO-92[4].传感器外形图如图2所示.3.2系统单片机的选型基于系统设计的功能要求，本设计选择了STC89C5RC 单片机.其外形如图3所示.3.3显示模块本设计采用LCD 显示屏对温度数据进行直观的展示.LCD 显示屏通常由点阵构成，利用不同颜色的灯亮灭来实现对文字、动画等信息的传达[5].本设计选择了一块工业字符型液晶1602A ，它可以同时显示32个字符，其外形如图4所示.3.4系统的短信收发模块为了能够将温度数据以短信的形式发送给用户手机，系统需要具备一定的通讯功能，因此GSM 模块是系统不可缺少组成部分.目前的GSM 模块主要是在一块线路板上将GSM 射频芯片与储存器、基带处理芯片等相关器件集成在一起.它具有收发短信、语音通话等依赖于GSM 网络进行通讯的功能.基于系统设计的功能要求，本设计选用德国西门子生产的TC35I 这一款GSM 模块.其双频为900/1800MHz ，具有体型小、功耗低等特点.TC35I 支持的电压范围是3.3~4.4V ，9600kbps 的传输速度.根据系统设计原理，实物图连接如图5所示.4系统软件设计4.1串口通信接口电路下位机主要由单片机、传感器、LCD 显示模块以及GSM 通讯模块组成，集成温度数据的采集与传输.上位机进行温度数据的监控与发送，由Lab-VIEW 程序来实现用户的需求.DS18B20采集的环境温度数据由STC89C52RC 单片机进行读取，通过串口通讯接口电路实现信号的串口传输[6].在实际操作中，CH340的串口发送和接收端口需要与单片机的串口发送端和接收端进行交叉连接.4.2下位机测温电路系统的下位机硬件电路主要由DS18B20数字温度传感器和STC89C52RC 单片机进行搭建，经由LCD 显示模块显示当前温度数据.5PC 上位机软件设计通过单片机搭建的下位机系统，将温度数据传输到PC 上位机，PC 上位机应当具有显示温度变化的波形图窗口与显示当前温度值的框图窗口，便于用户观察当前温度变化.同时对测量温度的上下限值需要进行控制，并以短信的形式发送当前温度值至用户手机，因此PC 上位机程序具有可调上下限温度值窗口与收发短信等操作[7].5.1LabVIEW 上位机程序设计采用LabVIEW 进行PC 上位机程序设计，控制面板.由COM 口选择端、当前温度展示窗口、上下限温度控制窗口、温度曲线展示面板、接收短信显示框、发送短信显示框、来电显示框、发送电话显示框这八个部分组成，具有良好的人机交互界面[8].为了能够对测量温度准确且有效地记录，采用温度曲线展示面板，将温度变化的数据及时地呈现出来.COM 口选择端的作用是将下位机的温度信号选用合适的串口端子进行匹配，从而完成信号传输到PC 机[9].为了实时接收短信，设计接收短信显示框完成短信内容的显示.来电显示框与发送电话显示框均是为用户展示所发送或接收短信所使用的手机号码.图2DS18B20温度传感器图3STC89C52RC 单片机图41602A图5实物图连接38--图6上位机调试图温度数据显示在程序框图上，数据信息由于VISA 写入只能将字符串数据进行识别，这样就导致了在上限温度与下限温度发送时因避免非字符串数据的出现，因此不能直接将写入缓冲区与温度数据发送的控件进行连接，需要在之间加入一个将温度数据转换为字符串数据的控件进行连接.同时上限温度数据不能与下限温度数据相混淆，故本系统的协议中规定前一个发送的字符是上限温度数据，之后发送的字符为其下限温度数据[10].温度数据信息要直观展现在用户面前，需要用波形图来输出温度数据信息，所以在得到相关字符串数据信息后需要进行操作，将其转换为数值型数据.在LabVIEW 程序功能面板的编程目录下可以找到字符串转数组函数、数组索引函数、数组元素删除函数等与其相关的运算符号.为了不浪费系统资源，在关机的时候为了让系统不进行任何数据的处理，便让其执行假事件.6系统调试6.1下位机调试通过英国Lab Center Electronics 公司出版Proteus 软件，对系统的单片机及外围器件进行仿真.对Proteus 软件中DS18B20数字温度传感器所显示的温度值进行调节时，模拟DS18B20数字温度传感器进行采集当前温度数据，并通过将温度数据传输给STC89C52RC 单片机后，由其发送至LCD 显示模块，将当前DS18B20数字温度传感器所采集的温度值进行显示.通过加、减按钮实现温度数据的变化，仿真实际环境采集到的温度数据.调节DS18B20上的加减按钮将温度调节为5摄氏度，则可以在LCD 上显示为5摄氏度.6.2上位机调试由LabVIEW 搭建的上位机程序在实际调试过程中如图6所示.本设计的目的是利用LabVIEW 虚拟仪器开发平台设计一种温度采集传输系统,以单片机为下位机，虚拟仪器系统为上位机.利用VISA 串口通信模块实现与单片机的信号通信，完成环境温度的实时采集和历史曲线生成，为信号处理和报表导出提供了数据依据.同时在后续的研究中，系统将经过单片机MCU 单元的处理，编辑成短信，通过GSM 模块的无线发送和，以短信息的方式将数据发送到主控中心的计算机或用户的GSM 手机.———————————————————参考文献院〔1〕熊舸,刘娴,等.基于LabVIEW 的实时串口数据采集及其Excel 报表生成技术[J].软件,2014(3).〔2〕张大波.嵌入式系统原理、设计与应用[M].北京:机械工业出版社,2005.〔3〕王桂荣,李宪.传感器原理及应用[M].北京:中国电力出版社,2010.〔4〕陈叔旺,张秀清.传感器应用及电路设计[M].北京:化工工业出版社,2008.〔5〕张秀国.单片机C 语言程序设计[M].北京:北京大学出版社,2008.〔6〕何立民.单片机高级教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2000.〔7〕杨振江.A/D 、D/A 转换器接口技术与实用线路[M].西安:西安电子科技大学出版社,1996.〔8〕温德尔.LED 驱动电路设计[M].北京:人民邮电出版社,2009.〔9〕许美玲,李春茂,等.基于LabVIEW 串口通信的多路数据采集系统[J].机械与电子,2010(S1).〔10〕陈诚,李言武,等.基于LabVIEW 的单片机串口通信设计[J].现代计算机,2009(1).39--。
51单片机是一种常用的微控制器，它的IO口是用来控制外部设备的输入输出口，可以通过编程控制IO口的状态，实现对外设的控制。
下面是51单片机IO口的一些基本用法：
1. 输入口：可以读取外部设备的状态，通常需要连接外部开关、传感器等设备。
在程序中，需要将输入口设置为输入模式，并使用适当的读取指令（如INC、DEC、SBI、CBI等）读取输入口的状态。
2. 输出口：可以控制外部设备的状态，通常需要连接LED灯、电机、继电器等设备。
在程序中，需要将输出口设置为输出模式，并使用适当的写入指令（如MOV、AND、ORR等）设置输出口的状态。
3. 中断口：可以在外部设备发生变化时触发中断，通常需要连接外部中断源，如按键、传感器等设备。
在程序中，需要将中断口设置为中断模式，并编写中断服务程序，以响应中断事件。
4. P0口和P2口：是51单片机中两个常用的IO口，P0口有8个引脚，P2口有4个引脚，通常可以通过设置端口的方式，将多个IO口连在一起，以实现更多的功能。
5. 外部中断：可以在外部设备发生变化时触发中断，通常需要连接外部中断源，如按键、传感器等设备。
在程序中，需要将外部中断设置为触发方式，并编写中断服务程序，以响应中断事件。
需要注意的是，在使用51单片机IO口时，需要注意端口的电平状态，避免出现电平冲突或误操作等问题。
同时，也需要根据具体的应用场景选择合适的IO口和控制方式，以满足系统的需求。
利用labview作上位机实现51单片机串口通讯控制灯的实验作者Second z.k. BEST
工具（人机界面：LABVIEW 底层：51单片机编译器：Keil uVision4烧录器：STC-ISP）
底层代码如下（利用开发板串口教程）
/*********************************************************************** ***************
* 串口通信实验*
实现现象：下载程序后打开串口调试助手，将波特率设置为4800，选择发送的数据就可以显示
在串口助手上。
具体操作参考操作视频
注意事项：无。
************************************************************************ ***************/
#include "reg52.h" //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器
#include <string.h>
#include<ctype.h>
typedef unsigned int u16; //对数据类型进行声明定义
typedef unsigned char u8;
/*********************************************************************** ********
* 函数名 :UsartInit()
* 函数功能 :设置串口
* 输入 : 无
* 输出: 无
************************************************************************ *******/
void UsartInit()
{
SCON=0X50; //设置为工作方式1
TMOD=0X20; //设置计数器工作方式2
PCON=0X80; //波特率加倍
TH1=0XF3; //计数器初始值设置，注意波特率是4800的
TL1=0XF3;
ES=1; //打开接收中断
EA=1; //打开总中断
TR1=1; //打开计数器
}
/*********************************************************************** ********
* 函数名 : main
* 函数功能: 主函数
* 输入 : 无
* 输出 : 无
************************************************************************ *******/
void main()
{
UsartInit(); // 串口初始化
while(1);
}
/*********************************************************************** ********
* 函数名 : Usart() interrupt 4
* 函数功能: 串口通信中断函数
* 输入 : 无
* 输出: 无
************************************************************************ *******/
void Usart() interrupt 4
{
u8 receiveData; //
P0=0x00;
receiveData=SBUF;//出去接收到的数据
RI = 0;//清除接收中断标志位
SBUF=receiveData;//将接收到的数据放入到发送寄存器
while(!TI); //等待发送数据完成
TI=0; //清除发送完成标志位
P0=receiveData-’0’;//receiveData收到的数据类型是字符，
}
上位机前面板如图下所示
通过改变数组2布尔（灯）的状态，来控制硬件底层的显示。
程序框图如下：
如要在硬件上显示00000111。
即D11,D12,D13亮D14,D15,D16,D17,D18灭。
只需在前面框图中点亮对应的布尔。
如图下所示
发送区为'然后点击发送后点击接收，接收区为'如图下所示
该实验简单实现了利用上位机（LABVIEW）通过串口通讯控制51单片机的I/0口输出。
该实验输出主要以led灯为主的显示，同理也可控制单个8位数码管的显示
底层原理图：。
