3）在Keil平台上完成下位机部分的数据采集程序编写和串口通信程序设计；

4）使用LabVIEW软件完成数据采集、存储、显示的主界面设计；

5）对整个系统进行功能测试与性能分析。

1.4.2 论文章节安排

第一章：绪论，主要讲述了课题的研究背景与意义，介绍了数据采集系统的历史与发展，简单地概括了国内外的发展现状，最后阐述了论文的主要研究内容和章节安排；

第二章：系统总体结构设计，主要介绍了数据采集系统的工作原理以及如何实现其功能，为下面进行硬件和软件设计的工作奠定了基础；

第三章：硬件设计，介绍下位机硬件的组成部分，并完成各模块电路的设计与搭建；第四章：软件设计，对下位机和上位机分别进行程序设计，选择适当的编程环境，制定流程图，设计相应的算法；第五章：测试结果，在硬件和软件的设计基础上，对整个数据采集系统进行了功能测试，

简单描述了测试步骤和测试结果；最后，总结全文，分析设计上需进一步研究和改善的部分，以及对数据采集系统的未来发展进行展望。

2 系统总体结构设计

2.1 系统工作原理

基于单片机和LabVIEW的数据采集系统是由下位机单片机对模拟信号进行采集，然后通过串口将采集到的模拟信号传送给上位机LabVIEW，再由LabVIEW对收集到的数据进行显示和处理。整个系统包括下位机单片机和上位机LabVIEW两个主要的部分。下位机部分还分为数据采集模块、微控制器模块和RS232串行通信模块。

其系统总体结构图如图2.1所示。

图2.1 系统总体结构图

数据采集模块主要由A/D转换电路构成。当模拟信号发出时，A/D转换电路将信号模拟量转换成数字量，然后送给单片机。

微控制器模块是下位机单片机的硬件控制中心，单片机在取得采集到的数据后，不仅要将数据进行保存，还要将其与设定好的正常范围进行比较，并在其偏离正常数据范围时及时地进行声光报警，提醒相关人员进行检修。

RS232串行通信模块为上位机和下位机的数据通信提供了通道，经过单片机处理后的数据通过RS232串行通信模块传送给上位机的LabVIEW进行直观显示。

上位机LabVIEW主要完成对下位机采集到的数据进行显示、存储及分析等。它的运行主界面设有运行控制开关、通信串口参数设置、实时数据和缓冲区显示、实时曲线显示、LED报警、实时数据保存等模块。界面设计十分人性化，即使是非专业人员，也能看懂界面所显示的数据曲线，获得所需的信息并及时进行判断和处理。

2.2 系统功能设计

1）数据采集功能。收集模拟信号量，A/D转换后再送由微控制器进行数据处理与判断。

2）数据通信功能。采用RS232串口通信模块进行数据传输，时效性好，由单片机将收集到的设备运行数据和信息通过通信模块传输到LabVIEW界面显示。

3）数据实时处理与显示功能。将传送到上位机的数据通过LabVIEW进行实时数值显示和波形显示，并且能够实时保存数据。

4）故障报警功能。当采集到的数据超过预先设定的标准范围时，单片机蜂鸣器响起，LabVIEW前面板LED灯闪烁，来提醒相关工作人员注意并及时检修。

2.3 本章小结

本章主要对本次设计的数据采集系统的基本原理和结构进行了简单的介绍，并对其功能进行了一定的分析。下位机的数据采集模块、微控制器模块和RS232串行通信模块和上位机LabVIEW主界面配合工作，共同实现数据的采集、实时处理、分析与显示等功能，并能在故障时进行报警。