摘 要： 在简 要 介绍 图 形 化虚 拟 仪 器平 台 LabVIEW 的 基 础 上， 分 析 AT89S51 单 片 机 与 LabVIEW 之间的串口通信模式，并结合应用实例给出串口通信的软、硬件设计。
关键词： 单片机； LabVIEW； 串口通信
0 引 言
利用 LabVIEW 设计的数据采集系统， 可模拟采集各种实际信号， 并对其进行分析得出有用信息，然后将测量结果和应用程序进行分享。 通 过 开 放 的LabVIEW 环境和与之无缝集成的硬件， 能够方便地将设计从理论阶段带入实现阶段， 完成系统辨识、控制设计、动态系统仿真以及实时系统实现。
1 串口通信模式及硬件设计
1.1 串行接口电路硬件设计
串行接口硬件电路由 RS232 串行接口、MAX232芯片和 AT89S51 单片机三部分构成。 其中，RS232 串行接口用于连接上位 PC 的 RS232 串 行 接 口 ，MAX232 芯片用于衔接 RS232 串行接口与 AT89S51单片机，实现AT89S51 单片机输入输出的串口信息到上位PC的RS232 串行接口信息的转换 ， 即AT89S51 单片机信号的 TTL 电平到 RS232 电平的转换，从而实现二者之间电气特性上的兼容。 具体串行接口硬件电路如图 1 所示。
1.2 单片机接口程序设计
单片机接口程序采用 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，生成的程序代码运行速度极高，所需要的
存储器空间极小，汇编语言更简单易用。 接口程序编
写时，首先进行串口的初始化，即在 SCON 寄存器中
赋值 #050H，将波特率设置为 9600，用定时器 1 产生
波特率，串口工作在方式 1，无奇偶校验。 下面给出串
口信息收发控制程序段。
图 1 串行接口硬件电路
2 LabVIEW串口设置及 HMI 设计
2.1 VISA 简介
虚拟仪器软件体系结构(VISA，Virtual InstrumentSoftware Architecture)，采用通用 I ／ O 标准，具 有 与 仪器硬件接口和具体计算机无关的特性，即 VISA 是面向器件功能， 而不是面向接口总线的， 在控制 VXI，GPIB，RS 232 等 仪 器 时， 不必考虑接口总线类型。
2.2 串口通讯函数
本文用到的主要串口通讯调用函数为：FunctionsInstrument I/O VISA Advanced Interface Specific Serial，如图 2 所示。
图2 串口通讯函数
该函数主要用于串口的初始化，其主要参数意义如下：
VISA resource name:VISA 资源名称，本文指串口号；
baud rate：波特率，默认为 9600；
data bits：一帧信息中的位数，LabVIEW 中允许5～8 位数据，默认值为 8 位；
stop bits：一帧信息中的停止位的位数，可为 1位、1 位半或 2 位；
Parity：奇偶校验设置。 可为无校验、奇校验或偶校验；
flow control：该参数数据类型为簇，用于串行通讯中的握手方式。
VISA Write 模块把 Write buffer 中的字符串写入指定的设备，返回实际传送的字节数。 VISA Read 根据指定读取的字节数读入设备中的数据，返回实际传送的字节数。 VISA Close 关闭与指定设备的通讯过程，释放系统资源。
本文在实现 LabVIEW 与 AT89S51 单片机串口通信的串口通讯设置上，采用波特率为 9600，无奇偶校验，8 位数据位，1 位停止位，禁止软、硬件握手。
2.3 HMI 设计
LabVIEW 中的前面板就是图形化用户界面，用于设置数值输入和输出量观察。 以 AT89S51 单片机实 现 超 声 测 距 为 例， 设 计 了 LabVIEW 串 口 设 置 及HMI 界面，如图 3 所示。 通过设置与 AT89S51 单片机串口通信匹配的波特率、串口号、数据位和停止位，实现 LabVIEW 与 AT89S51 单片机串口通信， 并用数值显示控件和波形输出空间控件显示测量的时间、距离、环境温度以及超声波的回波波形。
图 3 LabVIEW 串口设置及 HMI
3 结 语
通 过LabVIEW 实现单片机与上位机的信息交互，利用虚拟仪器软件绘制图形面板，在上位机上模拟出与之功能相对应的控制面板， 实现对仪器的控制、数据的分析处理等功能，完成系统辨识、控制设计、动态系统仿真以及实时系统实现，具有一定的实际应用值。