第13章 LabVIEW串口通信程序设计
以PC作为上位机，以调制解调器（Modem）、串行打印机、各种监控模块、PLC、摄像头云台、数控机床、单片机及智能设备等作为下位机广泛应用于测控领域。本章举几个典型实例，详细介绍利用LabVIEW实现PC与各种下位机设备串口通信的程序设计方法。
13.1 PC与PC串口通信
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。
本设计通过两台PC串口三线连接，介绍了串口通信的基本编程方法。
13.1.1 PC与PC串口通信硬件线路
当两台RS-232串口设备通信距离较近时（<15m），可以用电缆线直接将两台设备的RS-232端口连接；若通信距离较远（>15m）时，需附加调制解调器（Modem）。
在RS-232的应用中，很少严格按照RS-232标准。其主要原因是因为许多定义的信号在大多数的应用中并没有用上。在许多应用中，例如Modem，只用了9个信号（两条数据线、6条控制线、一条地线）；在其他一些应用中，可能只需要5个信号（两条数据线、两条握手线、一条地线）；还有一些应用，可能只需要数据线，而不需要握手线，即只需要3个信号线。因为在控制领域，在近距离通信时常采用RS-232，所以这里只对近距离通信的线路连接进行讨论。
当通信距离较近时，通信双方不需要Modem，可以直接连接，这种情况下，只需使用少数几根信号线。最简单的情况，在通信中根本不需要RS-232C的控制联络信号，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两个串口设备连接起来。串口线的制作方法非常简单：准备两个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13-1所示将导线焊接到接线端子上。
43 9 8 2 7 6 1 43 9 8 2 7 6 155 图13-1 串口通信线的制作
第13章 LabVIEW串口通信程序设计
图13-2所示中的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。在这种方式下，通信双方的任何一方，只要请求发送RTS有效和数据终端准备好DTR有效就能开始发送和接收。
PC机APC机B串口线COM1COM1 图13-2 PC与PC串口通信线路
在计算机通电前，按图13-2所示将两台PC的COM1口用串口线连接起来。
连接串口线时，计算机严禁通电，否则极易烧毁串口。
13.1.2 设计任务
利用LabVIEW编写程序实现PC与PC串口通信。 任务要求如下。
两台计算机互发字符并自动接收，如一台计算机输入字符串“收到信息请回字符abc123”，单击“发送字符”命令，另一台计算机若收到，就输入字符串“收到，abc123”，单击“发送字符”命令，信息返回到第一组的计算机。
实际上就是编写一个简单的双机聊天程序。
13.1.3 任务实现
1．建立新VI程序
启动NI LabVIEW程序，选择新建（New）选项中的VI项，建立一个新VI程序。 2．程序前面板设计
? 在前面板设计区空白处单击鼠标右键，显示控件选板（Controls）。 （1）添加一个字符串输入控件：控件（Controls）→新式（Modern）→字符串与路径（String & Path）→字符串输入控件（String Control），将标签改为“发送区：”。
（2）添加一个字符串显示控件：控件（Controls）→新式（Modern）→字符串与路径（String & Path）→ 字符串显示控件（String Indicator），将标签改为“接收区：”。
（3）添加一个串口资源检测控件：控件（Controls）→新式（Modern）→ I/O →VISA资源名称（VISA resource name）；单击控件箭头，选择串口号，如COM1或ASRL1:。
（4）添加一个确定（OK）按钮控件：控件（Controls）→新式（Modern）→布尔（Boolean）→ 确定按钮（OK Butoon），将标题改为“发送字符”。
（5）添加一个停止（Stop）按钮控件：控件（Controls）→新式（Modern）→布尔（Boolean）→
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LabVIEW虚拟仪器数据采集与串口通信测控应用实战
停止按钮（Stop Butoon），将标题改为“关闭程序”。
设计的程序前面板，如图13-3所示。
3．框图程序设计——添加函数
? 进入框图程序设计界面，在设计区的空白处单击鼠标右键，显示函数选板（Functions）。添加的所有函数及其布置如图13-4所示。
详细步骤介绍如下。
图13-3 程序前面板
（1）添加一个配置串口函数：编程（Programming）→
仪器I/O（Instrument I/O）→串口（Serial）→VISA配置串口（VISA Configure Serial Port）。
图13-4 框图程序函数添加与布置
（2）添加4个数值常量：编程（Programming）→数值（Numeric）→ 数值常量（数值常量（Numeric Constant），值分别为9600（波特率）、8（数据位）、0（校验位，无）、1（停止位）。
（3）添加两个关闭串口函数：编程（Programming）→仪器I/O（Instrument I/O）→串口（Serial）→VISA关闭（VISA Close）。
（4）添加一个循环结构：编程（Programming）→结构（Structures）→ While 循环（While Loop）。添加理由：随时监测串口接收缓冲区的数据。
以下添加的函数或结构放置在While循环结构框架中。
（5）添加一个时钟函数：编程（Programming）→ 定时（Timing）→ 等待下一个整数倍毫秒（Wait Until Next ms Multiple）。添加理由：以一定的周期监测串口接收缓冲区的数据。
（6）添加一个数值常量：编程（Programming）→数值（Numeric）→ 数值常量（Numeric Constant），将值改为500（时钟频率值）。
（7）添加一个VISA串口字节数函数：编程（Programming）→仪器I/O（Instrument I/O）→ 串口（Serial）→ VISA串口字节数（VISA Bytes at Serial Port），标签为“Property Node”。
（8）添加一个数值常量：编程（Programming）→数值（Numeric）→数值常量（Numeric Constant），将值为0（比较值）。
（9）添加一个比较函数：编程（Programming）→ 比较（Comparison）→ 不等于？（Not
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Equal ?）。添加理由：只有当串口接收缓冲区的数据个数不等于0时，才将数据读入到接收区。
（10）添加一个布尔函数：编程（Programming）→布尔（Boolean）→非（Not）函数。 添加理由：当关闭程序时，将关闭按钮真（True）变为假（False），退出循环。如果将循
环结构的条件端子设置为“真时停止（Stop if True）”，则不需要添加非（Not）函数。
（11）添加两个条件结构：编程（Programming）→结构（Structures）→ 条件结构（Case Structure）。添加理由：发送字符时，需要单击按钮“发送字符”，因此需要判断是否单击了发送按钮；接收数据时，需要判断串口接收缓冲区的数据个数是否不为0。
（12）添加一个串口写入函数：编程（Programming）→仪器I/O（Instrument I/O）→串口（Serial）→VISA写入（VISA Write），并拖入条件结构（上）的真（True）选项框架中。
（13）添加一个串口读取函数：编程（Programming）→ 仪器I/O（Instrument I/O）→ 串口（Serial）→VISA读取（VISA Read），并拖入条件结构（下）的真（True）选项框架中。
（14）将字符输入控件图标（标签为“发送区：”）拖入条件结构（上）的真（True）选项框架中，将字符显示控件图标（标签为“接收区：”）拖入条件结构（下）的真（True）选项框架中。
（15）分别将确定（OK）按钮控件图标（标签为“确定按钮（OK Button）”）、停止（Stop）按钮控件图标（标签为“停止按钮（Stop Button）”）拖入循环结构框架中。
4．框图程序设计——连线
使用连线工具，将所有函数连接起来，如图13-5所示。
图13-5 框图程序连线
（1）将VISA资源名称（VISA resource name）函数的输出端口分别与串口配置（VISA Configure Serial Port）函数、串口字节数（VISA Bytes at Serial Port）函数、串口写入（VISA Write）函数、串口读取（VISA Read）函数的输入端口VISA资源名称（VISA resource name）相连。
（2）将数值常量9600、8、0、1分别与串口配置（VISA Configure Serial Port）函数的输入端口波特率（baud rate）、数据比特（data bits）、奇偶（parity）、停止位（stop bits）相连。
（3）将数值常量（值为500）与等待下一个整数倍毫秒（Wait Until Next ms Multiple）函数的输入端口毫秒倍数（millisecond multiple）相连。
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（4）将确定按钮图标“OK Button”与条件结构（上）的选择端子？相连。
（5）将串口字节数（VISA Bytes at Serial Port）函数的输出端口Number of bytes at Serial port与不等于？（Not Equal ?）函数的输入端口x相连。
将串口字节数（VISA Bytes at Serial Port）函数的输出端口Number of bytes at Serial port与串口读取（VISA Read）函数的输入端口字节总数（byte count）相连。
（6）将数值常量（值为0）与不等于？（Not Equal ?）函数的输入端口y相连。
（7）将不等于？（Not Equal ?）函数的输出端口x != y? 与条件结构（下）的选择端子？相连。 （8）在条件结构（上）中将字符输入控件图标（标签为“发送区：”）与串口写入（VISA Write）函数的输入端口写入缓冲区（write buffer）相连。
（9）在条件结构（下）中将串口读取（VISA Read）函数的输出端口读取缓冲区（read buffer）与字符显示控件图标（标签为“接收区：”）相连。
（10）将停止按钮（Stop Button）函数与非（Not）函数的输入端口x相连。 （11）将非（Not）函数的输出端口.not. x ? 与循环结构的条件端子相连。 （12）在条件结构（上）中将串口写入（VISA Write）函数的输出端口VISA资源名称输出（VISA resource name out）与串口关闭（VISA Close）函数（上）的输入端口VISA资源名称（VISA resource name）相连。
（13）在条件结构（下）中将串口读取（VISA Read）函数的输出端口VISA资源名称输出与关闭串口函数VISA Close（下）的输入端口VISA资源名称相连。
（14）进入两个条件结构的假（False）选项，将VISA资源名称函数的输出端口分别与串口关闭（VISA Close）函数（上、下）的输入端口VISA资源名称相连，如图13-6所示。
5．运行程序
进入程序前面板，保存设计好的VI程序。单击快捷工具栏“运行（Run）”按钮，运行程序。
两台计算机同时运行本程序。
在一台计算机程序窗体中发送字符区输入要发送的字符，比如“收到信息请回字符abc123”，单击“发送字符”按钮，发送区的字符串通过COM1口发送出去。
如果联网通信的另一台计算机程序收到字符，则返回字符串，如“收到，abc123”；如果通信正常该字符串将显示在接收区中。
程序运行界面如图13-7所示。
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