基于LabVIEW讀取串口數據技術

夏 鍇，楊增寶

XIA Kai, YANG Zeng-bao

（長江師范學院 物理學與電子工程學院，涪陵 408100）

0 引言

作為虛擬儀器開發平臺的LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)軟件因其具有直觀簡便的編程方式、靈活的顯示特性、廣泛的兼容性等一系列優點在新興電子儀器的設計[1～4]和信息傳送、接收等領域得到了越來越廣泛的應用。例如利用串口RS232接口可實現電腦與單片機之間的信息的交互，因而在基于單片機的測控領域中，虛擬儀器技術的利用也得到了極大的發展，減少了傳統測量技術在硬件設備上的投資[5～9]。本文在對LabVIEW的VISA與單片機之間信息傳送的理論研究基礎上，針對串口發送的數據信息，設計了基于LabVIEW對串口送入的信息的接收、保存并顯示等的處理。

1 串口通信建模

將計算機的串口數據連接到計算機的接收線，利用LabVIEW軟件特性將數據接收到計算機。串口通信線的連接時將2接收線與3腳發送線在兩通信端交差相連。

圖1 設計方框圖

如圖1所示為LabVIEW設計方框圖。設置VISA串口相關參數主要對VISA配置串口中的波特率、數據比特、奇偶和流控制等的設置（本文中設定值分別為典型值9600、8、0、1.0）。

通信設置主要針對與單片機之前的信息交流前的準備工作：比如向單片機發送一字符或字符串時，單片機得到對應代碼，把采集到的數據通過串口發送計算機。

信息的讀取主要對當前的從串口中返回計算機的相關信息的后期處理：為了方便于不熟悉計算機操作的用戶，應用LabVIEW讀寫文件的方便，指定在運行LabVIEW文件的當前文件夾[10]。用戶可直接打開“數據保存.txt”，即可查詢歷史時間的數據。顯示信息可以是對收到的瞬時信息顯示出來；其他附屬功能涉及在特定環境下的功能需求，例如報警提示，以及波形方式顯示在一定時間或空間范內的數據波動特點等。

2 程序設計框圖

2.1 程序板圖

圖3 第2幀程序圖

圖2為第1幀的程序圖：圖中為順序結構中，一部分通過對VISA向串口發出指令：指令的內容要與單片機約定一致：如發送0x32時，單片機向串口送出溫度數據的采集結果，另一部分與寫對提示保存時間的提取做準備工作。

第2幀程序方框如圖3所示。通過對接收到的數據按一組字符串進行處理，進行字符串長度的識別，對每一個元素進行索引取出分別進行處理，組成一維數組，再轉換成字符輸出。保存文件時通過對“創建路徑”的特殊應用，結合通過“打開/創建/替換文件”和“設置文件位置”控件的應用，在運行程序時自動新建并保存或繼續保存在“數據保存.txt”文件中。將開始執行的時刻起，對所得到的數據用趨勢圖顯示出來。設計在串口每次獲得的字符串轉為數值的方法采用“分數/指數字符串至數值轉換”控件就可實現，再將這些數據組建成數組，用波形圖顯示，波形顯示的橫坐標為了體現具體的時間，采用定義坐標法實現。當VI停止運行后，緩沖區中的數據仍存在，對橫坐標時間進行合適的自定義，就可實現更長時間段的趨勢圖的顯示。

2.2 運行結果顯示

在本測試過程中，發送“0x32”得到溫度的相關采集據，當手接觸溫度傳感器18B20在短時間內溫度產生的變化情況用趨勢圖顯示：在2011.9.1920:58:38開始到2011.9.1921:02:48測試數據趨勢圖如圖4所示。對應保存的TXT文件截圖如圖5所示。

圖4 測試數據趨勢圖

圖5 保存的TXT文件截圖

圖4中，設定在溫度10-32攝氏度以外發生警告，測試結果完成了設計預期。

3 結束語

本文利用計算機的S232串口實現LabVIEW軟件與單片機實現的信息傳送，通過單片機的傳感器采集到的信息進行初步識別、處理，將結果通過串口返回計算機，利用LabVIEW的VISA特性接收串口信號，顯示當前數據、在一定時間內的波形趨勢圖并以文本文件的形式進行保存。以此方法能對電壓、壓力、濕度等物理量的傳感器的采集數據實現測試與保存。在這一過程中，利用LabVIEW的優勢，在顯示和存貯等方面功能，可以大大減少單片機的硬件電路和軟件設計，在一定程度上緩解了單片機在內存空間的缺乏。

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