1 采集控制卡硬件结构简图

2 单片机程序流程图

3 程序流程图

4 采集控制系统程序框图

/软件以及上位机控制软件两部分构成。下位机通过接收机命令来执行相应的操作,例如数据采集通道的选择、输入电压范围的选择、或是其他量的选择如温度、湿度等。上位机软件主要是发送控制命令,接收、显示、存储以及处理数据。其中,数据的传输采用了数据帧格式进行,通过识别帧头标志位等规则来保证数据传输的准确性,本设计中是通过结合公司所提供的转换器来实现的。

为控制核心,通过与机通讯,实现整个数据采集系统的数据采集控制以及数据处理和存储。单片机通过接收机指令来控制,其中采集以中断方式进行。控制卡硬件电路结构如图所示。

PC机。两个字节的帧头标志、以及两个字节的转换结果合称为一帧数据。单片机软件设计流程如图所示。

LabVIEW平台上进行开发,程序由两部分组成：前面板和程序框图。

LabVIEWExcel文件的设置等内容。

LabVIEW方便之处就是能很方便的将流程图转换为图形编程语言。流程图中的循环可以直接调用中的循环,顺序执行可以调用中顺序结构,条件执行则可以调用中选择结构。程序流程图设计如图所示。所采用的是并行执行结构,主流程图中横虚线上方的左右两边为同时执行的两个独立的单元。

LabVIEW中,实现串口通讯方式有直接调用公司提供的系列子;串行系列位于中;采用控件来控制访问串行口先向中添加一个控件,然后向其中添加控件三种方式。本次设计采用了第二种方式来访问和控制串行口,即通过调用功能模板的中的系列包含、、、来实现对串行口的访问和控制。采用该方式设计的优点是：每个函数开始接收一个端口号,结束后输出一个其复制的端口号,这样在设计中就不用担心对于一个端口有遗忘或是重复的操作,从而使程序设计更加清晰。

LabVIEWASCII码来实现的,因而需将需要传输的数据字符转换成对应的码。本设计通过调用代码接口接点将语言程序嵌入到整个设计中,然后采用与语言混合编程来实现所需的功能在中的调用路径为→→→。

PC机,机通过判断帧头来识别数据,从而提高数据传输的准确性。帧数据格式如下：

0xAA和为帧头标志,和为采集结果,但并非为最终的结果,它们仍需要相应的处理该处理在服务子程序中进行。

Excel文件中,以便于查看和处理。而且在存储的过程中可以将通道号、量程、采集数据序号信息都写入文件,这样,就很容易生成报表输出。

4所示。

将采集控制系统硬件、软件按要求设计好后,运行控制软件,先对采集控制系统进行相应的配置,然后可以实时观看某个通道的电压值。调节输入电压,通过实时监控界面可以观看到输入电压的变化过程。程序运行结束后,可以在程序的安装目录下找到一个由先前配置所命名的文件,打开这个文件就可以看到采集到的所有数据包括通道号、量程、采集数据及所采集数据序号信息。通过测试表明,采集控制系统操作简单、方便,采集数据准确、价格低廉,且有热插拔优点。

因为公司所提供的数据采集卡价格昂贵,对用户来说,自主研制基于的采集控制卡在实际中有很大的意义,采用平台来实现,很大程度上简化了设计,希望本文能给众多设计者带来新的设计概念。