检测与仪表化工自动化及仪表，2011，38(1)：52—55ControlandInstrumentsinChemicalIndustry基于虚拟仪器和MSP430单片机的数据采集系统的开发吴怀超，周勇(1．贵州大学机械工程学院，贵阳550003；2．杭州智源科技有限公司，杭州310030)摘要：利用虚拟仪器技术和MSP430F149单片机丰富的片内资源，开发了一种数据采集系统。以MSP430F149单片机为核心设计了系统的数据采集模块、存储模块、串行通讯模块以及电源模块；在定义上下位机阃通讯协议的基础上，采用VIEW对系统的上住机软件进行了开发；结合MSP430F149单片机的ADCI2模块和USART模块的性能对系统下位机软件的开发进行了分析。开发过程表明，虚拟仪器和MSP43OF149单片机的结合。降低了数据采集系统的开发成本，提高了数据采集的效率。关键词：虚拟仪器；MSP430单片机；数据采集；LabVIEW中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1000~932(2011)ol-0052-041引言面介绍下位机的硬件设计。虚拟仪器是计算机技术、仪器技术和通讯技术在设计数据采集系统时，首先需相应的传感器，相结合的产物，它已成为21世纪测试技术与仪器发传感器采集到的信号经过信号调理电路后将信号调展的一个重要方向”。由于虚拟仪器不强调物理整成单片机能接收的信号，在单片机内部的A／D转上的实现形式，在系统内可实现软硬件资源共享，因换模块中进行A／D转换，然后将转换结果通过串行而，将虚拟仪器应用于数据采集，可提高系统的性口传到上位机进行显示、分析与监控等，同时将转换能，更为重要的是，采用虚拟仪器技术，可实现以结果存储在存储芯片中。在此过程中，上位机还可“软”代“硬”，能节省数据采集系统的成本。对下位机进行一些控制和参数设置。图1是基于虚MSP430单片机片内一般都集成有A／D转换模拟仪器和MSP430单片机的数据采集系统的硬件电块，数据采集时无需专用的A／D转换芯片，从而简路图。．化了数据采集系统的硬件电路；而且，MSP430单片如图1所示，上位机与下位机之间的通讯联系机片内集成的A／D转换模块可适应不同的转换要是通过MSP430F149单片机的串行口实现的。由于求，灵活性高，方便设计者使用。另一方面，MSP430下位机的1TrL信号电平与上位机的RS232信号电单片机最具特色之处在于其具有超低功耗的性能，平不兼容，需进行电平转换，图l中采用的是这对于一些长期的数据采集系统或电池供电的数据LTC1385电平转换芯片，经过LTC1385进行电平转采集系统无疑具有极大的吸引力。换后，通过一根通讯线将图1所示的音频插头JP'2将虚拟仪器和MSP430单片机结合起来开发数和Pc机的串口联系起来便可实现上位机与下位机据采集系统可充分发挥两者优势，降低系统开发成通讯的硬件连接。MSP430F149单片机片内资源丰本，减少系统功耗，提高数据采集效率。更为重要的富，其片内集成有ADC12模块，图1示出了连接在是，两者的结合不仅使得开发的数据采集系统具有该模块P6．3引脚上的模数转换通道，该路通道为一实时显示和监控的功能，而且还可实现采集数据的个化学传感器的信号调理通道，在此通道中，输入信存储、回放、分析、报表和打印等功能。号先经过一个无源滤波电路，再通过一个电压跟随2系统硬件设计器，最后经过一个比例运算电路后进人MSP430F149应用虚拟仪器技术来开发数据采集系统，尽管的A／D转换模块。为了实现数据的长期保存，图1可以实现以“软”代“硬”，但并不是完全替代，它仍需一定的硬件作为基础，在这种情况下，往往将虚拟仪器(通常为应用LabVIEW等商用软件开发的运行收稿日期：2010—12-08(修改稿)基金项目：贵州大学引进人才科研基金资助资助(贵大人基于PC上的应用软件)部分称之为上位机，而将硬件合字(2oo8)037号)；贵州省优秀科技教育人才省长资金资部分(通常为单片机应用系统)称之为下位机。下助项目(黔省专合字(2009)97号)第1期吴怀超等．基于虚拟仪器和MSP430单片机的数据采集系统的开发·53·所示的电路中还设计了一款Flash存储芯片的输入信号范围为0～2．5V；在图1所示的电路图AT45DB321，其主存为4MByte。中，3．3V的VCC由型号为AAT3221的电源转换芯如图1所示，设置2．5V的内部参考电压为A／片提供，一3．3V的一VCC由MAX828开关电容电D的参考电压VREF+，而VREF一接地，因而A／D压反相器提供。图1硬件电路图3系统软件开发Case结构，然后将各命令组成