LabVIEW虚拟仪器入门与测控应用100例 课件 第8章 LabVIEW串口通信

虚拟仪器技术及应用LabVIEW串口通信8.1.1串行通信基本概念

（一）串行通信的含义什么是通信?

简单地说，通信就是两个人之间的沟通，也可以说是两个设备之间的数据交换。人类之间的通信使用了诸如电话、书信等工具进行；而设备之间的通信则是使用电信号。

并行通信串行通信

（二）串行通信的工作模式单工形式半双工形式全双工形式

（三）串行通信的通信参数1、波特率串行通信收、发双方必须按照同样的速率进行串行通信，即收、发双方采用同样的波特率。我们通常将传输速度称为波特率，指的是串行通信中每一秒所传送的数据位数，单位是bps。2、数据位当接收设备收到起始位后，紧接着就会收到数据位，数据位的个数可以是5、6、7或8位数据。在字符数据传送的过程中，数据位从最低有效位开始传送。3、起始位当发送设备要发送一个字符数据时，首先发出一个逻辑“0”信号，这个逻辑低电平就是起始位。起始位通过通信线传向接收设备，当接收设备检测到这个逻辑低电平后，就开始准备接收数据位信号。因此，起始位所起的作用就是表示字符传送的开始。4、停止位在奇偶校验位或者数据位（无奇偶校验位时）之后是停止位。它可以是1位、1.5位或2位，停止位是一个字符数据的结束标志。4、校验位为了预防错误的产生，使用校验位作为检查的机制。校验位即是用来检查所传送数据的正确性的一种核对码，又分成奇校验与偶校验两种，分别是检查字符码中1的数目是奇数或偶数。8.1.2串行通信标准（一）RS-232串口通信标准认识RS-232接口目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口，在PC机上的COM1、COM2接口，就是RS-232接口。

COM1COM2RS-232接口的应用利用RS-232串行通信接口可实现两台个人计算机的点对点的通信；通过RS-232口可与其他外设（如智能调节仪、PLC等）近距离串行连接连接；通过RS-232口连接调制解调器可远距离地与其他计算机通信；将RS-232接口转换为RS-422或RS-485接口，可实现一台个人计算机与多台现场设备之间的通信。RS-232C接口的电气特性

EIA-RS-232C对电气特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。在TXD和RXD上：逻辑1为-3V～-15V；逻辑0为+3～+15V。在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上：信号有效（接通，ON状态，正电压）为+3V～+15V；信号无效（断开，OFF状态，负电压）为-3V～-15V。对于数据（信息码）：逻辑“1”的电平低于-3V，逻辑“0”的电平高于+3V。RS-232C接口的电气特性对于控制信号：接通状态（ON）即信号有效的电平高于+3V，断开状态（OFF）即信号无效的电平低于-3V，也就是当传输电平的绝对值大于+3V时，电路可以有效地检查出来，介于-3～+3V之间的电压无意义。RS-232C接口连接器

公头母头RS-232C接口的机械特性DB9接口连接器

9针串口的针脚功能

（二）RS-485串口通信标准

RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信。其主要特点有：

1）RS-485的接口信号电平比RS-232-C降低了，不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。

2）RS-485的数据最高传输速率为10Mbit/s。只有在很短的距离下才能获得最高传输速率。因为RS-485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS-485接口均采用屏蔽双绞线传输。

3）RS-485接口抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好，抗干扰性能大大高于RS-232接口,因而通信距离远，RS-485接口的最大传输距离大约为1200m。

4）RS-485需要接2个终端电阻，其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗。在短距离传输时可不接终端电阻，即在300m以下可不接终端电阻，终端电阻接在传输总线的两端。

5）RS-485接口在总线上允许连接多达128个收发器，具有多站能力，这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。

RS-485协议可以看作是RS-232协议的替代标准，与传统的RS-232协议相比，其在通信速率、传输距离、多机连接等方面均有了非常大的提高，这也是工业系统中使用RS-485总线的主要原因。

RS-232与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。有关电气参数见表3-4。8.1.3PC中的串行接口2．观察计算机上串口位置和几何特征

在PC主机箱后面板上，有各种各样的接口，其中有两个9针的接头区，如图2-1所示，这就是RS-232C串行通信端口。PC上的串行接口有多个名称：232口、串口、通信口、COM口、异步口等。COM1COM1COM23．查看设备信息进入Windows系统“我的电脑”，选择系统属性，在“设备管理器”列表中有端口COM和LPT设备信息，如图所示。

查看端口属性选择通信端口COM1，单击右键，选择“属性”，可以查看端口的低级设置及其资源。

4、硬件线路

当两台串口设备通信距离较近时，可以直接连接，最简单的情况，在通信中只需三根线（发送线、接收线、信号地线）便可实现全双工异步串行通信。在实际使用中常使用串口通信线将2个串口设备连接起来。串口线的制作方法非常简单：准备2个9针的串口接线端子（因为计算机上的串口为公头，因此连接线为母头），准备3根导线（最好采用3芯屏蔽线），按图7-1所示将导线焊接到接线端子上。

图中的2号接收脚与3号发送脚交叉连接是因为在直连方式时，把通信双方都当作数据终端设备看待，双方都可发也可收。

串口通信线的制作串口通信线在计算机通电前，按图所示将两台PC的COM1口用串口线连接起来。

特别注意：连接串口线时，计算机严禁通电，否则极易烧毁串口。

PC与PC串口通信线路PC与PC串口通信实验系统PC与PC串口通信实验系统8.1.4串口通信线路连接1.近距离通信线路连接

当通信距离较近时，可以直接连接，只需使用少数几根信号线。最简单的情况，只需三根线（发送线、接收线、信号地线）便可实现全双工异步串行通信。2.远距离通信线路连接

2.远距离通信线路连接

2.远距离通信线路连接

8.2LabVIEW中的串口通信LabVIEW串口通信功能函数包括：VISA配置串口函数、VISA写入函数、VISA读取函数、VISA串口字节数函数、等如图8-1所示。图8-1LabVIEW串口通信功能函数1.“VISA配置串口”函数功能：从指定的仪器中读取信息，对串口进行初始化,可设置串口的波特率、数据位、停止位、校验位、缓存大小及流量控制等参数。输入端口参数设置：VISA资源名称端口表示指定要打开的资源，即设置串口号；波特率端口用来设置波特率（默认值为9600）；数据比特端口用来设置数据位（默认值为8）；停止位端口用来设置停止位（默认值为1位）；奇偶端口用来设置奇偶校验位（默认为0，即无校验）。2.“VISA写入”函数功能：将输出缓冲区中的数据发送到指定的串口。输入端口参数设置：VISA资源名称端口表示串口设备资源名，即设置串口号；写入缓冲区端口用于写入串口缓冲区的字符。输出端口参数设置：返回数表示实际写入数据的字节数。3.“VISA读取”函数功能：将指定的串口接收缓冲区中的数据按指定字节数读取到计算机内存中。输入端口参数设置：VISA资源名称端口表示串口设备资源名；即设置串口号；字节总数端口表示要读取的字节数。输出端口参数设置：读取缓冲区端口表示从串口读到的字符；返回数表示实际读取数据的字节数。4.“VISA串口字节数”函数功能：返回指定串口的接收缓冲区中的数据字节数。输入端口参数设置：reference端口表示串口设备资源名，即设置串口号。输出端口参数设置：NumberofBytesatserialport端口用于存放接收到的数据字节数。5.“VISA关闭”函数功能：结束与指定的串口资源之间的会话，即关闭串口资源。输入端口参数设置：VISA资源名称表示串口设备资源名，即设置串口号。“VISA串口中断”函数：向指定的串口发送一个暂停信号。“VISA设置I/O缓冲区大小”函数：设置指定的串口的输入输出缓冲区大小。“VISA清空I/O缓冲区”函数：清空指定的串口的输入输出缓冲区。6.其他函数与串口操作有关的所有函数均要提供串口资源（VISAresourcename，VISA资源名称），该控件位于控件选板中的I/O子选板中，如图8-2所示。7.“VISA资源名称”控件图8-2提供串口资源的函数两台计算机之间的串口通信流程如图8-3所示。8.2.2LabVIEW串口通信步骤图8-3双机串口通信流程图1.调用“VISA配置串口”函