2024年LabVIEW实验指导书(5)

实验9 LabVIEW串口数据采集实验

1 实验目的

（1）了解运用VISA通信的优点；

（2）掌握使用LabVIEW进行串行通讯。

2 实验任务

设计一个单片机与LabVIEW接口的数据采集系统。

3 实验设备

PC机、单片机实验板，其组成如下图。

232接口器

单片机

实验板

（采集数据）

虚拟仪器界面

4 设计原理

4．1 VISA介绍

在LabVIEW环境下控制各种DAQ卡完成特定的功能都离不开DAQ驱动程序文持，NI公司对其全部DAQ产品提供了专门的驱动程序。目前，用LabVIEW开发基于NI公司DAQ产品的数据采集软件已经得到了成功的商业应用。但在许多情况下，用户基于LabVIEW开发的虚拟仪器不一定使用NI公司的数据采集卡，而是使用第三方的DAQ卡，这样一方面节约了硬件开支，一方面又可以利用LabVIEW的强大的数据分析能力。

VISA是VPP（VXI Plug & Play）联盟制定的新一代仪器I/O标准。作为通用I/O标准，VISA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。使用它控制VXI、GPIB、RS232等仪器时，不必考虑接口总线类型。

由于VISA结构考虑到多种仪器类型与网络机制的兼容性，因此，以VISA接口软件为基础的虚拟仪器系统，不仅可以与过去已有的仪器系统（GPIB仪器系统以及RS232仪器系统）结合，也完全可以将仪器系统从过去的集中式结构过渡到分布式系统结构。VISA的兼容性和互操作性，即保证了新一代仪器完全可以加入到虚拟仪器系统中去，同时也保证了仪器系

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统的投资者不会因新仪器的出现而将过去的系统抛弃。系统组建时，不再局限于某家特殊的软件和硬件产品，用能够根据需要在产品品种间作出最佳选择，增强系统的兼容性和稳定性，保证系统的同一性。

本实验中单片机采用串口与PC机通讯，使用的是VISA子模板中串行端口子模板。

4．2 串口VI介绍

LabVIEW的串口通讯VI位于Instrument I/O Platte的Serial中，包括： VI名称 VISA Configure Serial Port VISA Write VISA Read VISA Serial Break VISA Bytes at Serial Port VISA Close VISA Set I/O Buffer Size VI功能 初始化VISA resource name指定的串口通讯参数 将输出缓冲区中的数据发送到VISA resource name指定的串口 将VISA resource name指定的串口接收缓冲区中的数据读取指定字节数的数据到计算机内存中 向VISA resource name指定的串口发送一个暂停信号 查询VISA resource name指定的串口接收缓冲区中的数据字节数 结束与VISA resource name指定的串口资源之间的会话 设置VISA resource name指定的串口的输入输出缓冲区大小 VISA Flush I/O Buffer 清空VISA resource name指定的串口的输入输出缓冲区 详细内容可从LabVIEW中的Help中了解。

3 实验步骤

1．在前面板上放置Waveform Graph；

按下图建立流程框图

图 串口实验流程框图

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2．从All Functions>>Instruments I/O>>Serial，选取VISA Configure Serial Port，VISA Read，拖入框图程序。按上图连接好。

String To Byte Array Converts a string into an array of unsigned bytes. Each

byte in the array has the ASCII value of the corresponding character in the string.

图 LabVIEW的串口通讯

VI函数

3. 将单片机实验板CPU下载入LVDPJ.HEX代码。 4．运行程序，结果如下：

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图 运行结果图

6 思考改进部分

1．LabVIEW的串口通讯VI中还有许多函数，可以把它们中的一部分加入到流程框

图中。

2．加入幅值频谱分析的内容。

7 实验报告内容

（1）实验目的、实验设备、实验内容、简述实验步骤、流程图、运行结果的前面板图； （2）回答思考题（选作）； （3）实验感想。

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实验10 基于声卡的数据采集系统

1 实验目的

（1）学习用声卡作为数据采集装置的LabVIEW编程方法；

（2）从设计中深入理解虚拟仪器的组成，理解数据采集、数据分析的重要性，用LabVIEW实现测试系统的优点；

（3）实验的应用：目前的测试教学实验中常常要用到A/D采集卡，而A/D采集卡价格不菲，以实验室有限的经费，不能较多地购置以供同学们实验使用。进而考虑计算机中的声卡本身就是一个A/D、D/A的转化装置，而且造价低廉，性能稳定，在教学实验中完全可以满足实验的需求，可以进一步开发研制了一个广泛应用的测试教学实验系统。

2 实验设备、仪器

计算机、声卡、LabVIEW软件，其组成如下图。

虚拟仪器界面 声卡（在PC机主机内） 麦克风 3 实验任务

设计一个基于声卡的频谱分析仪，它可以采集从麦克风输入的声音，仪器可以调节采样频率、数据缓冲区的大小等，可显示其波形，并对波形作幅值谱分析。

4 实验原理

4．1 声卡简介

声卡是现在计算机中非常常见的一个组件，是多媒体的标准配置。 目前市场上的一般声卡按照其位数可以分成8位和16位：

8位：8位声卡把音频信号的大小（音量）分成256个等级（0～255）。

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