基于LabVIEW和单片机串口的高频同轴开关转换电路

　　0　引言

　　高频同轴开关在微波测试系统和微波电子设备中作断开信号之用。把几个开关组合起来，可以作为同时开启和关闭几个信号的通道。使用同轴开关在电磁兼容等自动测试系统中具有非常重要的意义，它可以减少转接各种仪器、仪表的工作量，提高系统的工作效率，另外还可以降低同轴接头器件的磨损，延长其使用寿命。该系统采用89C2051单片机作为下位机，计算机作为上位机，通过RS232串口传输数据或指令，在LabVIEW软件平台上对高频同轴开关进行程控切换。

　　1　labVIEW及VISA简介

　　LabVIEW是由NI公司研制的基于图形化编程语言G的虚拟仪器开发平台软件。它结合了简单易用的图形化开发环境与灵活强大的编程语言，提供了一个直觉式的编程环境，与测量硬件紧密结合，能让用户迅速开发出满足需求的各种虚拟仪器系统。LabVIEW在仪器控制、数据采集、数据分析和数据显示等许多领域具有非常广泛的应用。

　　VI是在LabVIEW编程中组建的程序单元，它有三个主要部分：前面板、框图和图标/连接器。前面板是VI的交互式用户界面，包括多种控件和指示器;框图是VI的可执行源代码的图形表示;图标和连接器指定了数据流进流出VI的路径。

　　VISA是虚拟仪表软件结构体系(Virtual Instrument Software Architecture)的简称，它是在LabVIEW平台上控制VXI、GPIB、RS232串口及其它种类仪器的标准I/O应用程序接口(API)。VISA是由组成VXI plug&play系统联盟的几十家最大的仪器仪表公司所统一采用的标准。通过这个标准，用户可以不必考虑时间及仪器I/O选择项，而且驱动软件可以相互兼容。VISA库中常用的串口通讯函数有：VISA Configure Serial Port(串口配置)、VISA Write(读)、VISA Read(写)、VISA Close(关闭)。

　　上图是VISA Configure Serial Port模块，它根据VISA resource name与指定的RS232串口建立通讯。可以设置波特率(baud rata,默认值9600)、一帧信息的位数(data bits,默认值8)、停止位数(stop bits)、奇偶校验(parity)以及握手方式(flow control)。

　　VISA Write模块把Write buffer中的字符串写入指定的设备，返回实际传送的字节数。VISA Read根据指定读取的字节数读入设备中的数据，返回实际传送的字节数。VISA Close关闭与指定设备的通讯过程，释放系统资源。

　　2 单片机通信程序设计

　　89C2051单片机有一个功能很强的全双工串行口，该串行口有4种工作方式，可用于并行口扩展和实现双机或多机通信。在物理上有独立的发送线TXD(P3.1)和接收线RXD(P3.0)，以及相对应的独立的发送缓冲器和接收缓冲器。

　　PC机的串口采用的是RS232接口标准。在电气特性上，RS232采用负逻辑，即：逻辑“1”在-5V～-10V,逻辑“0”在+5V～+10V。而89C2051采用TTL电平，逻辑“1”为3.8V,逻辑“0”为0.4V，所以两者接口时，必须进行电平转换。这里采用MAX202实现此转换。同时使用继电器来隔离并驱动同轴开关。同轴开关切换电路如图所示：