1．1．2 傳感和模擬信號處理電路
光電轉換元件采用的是TCZ 6×6型硅光電池，此種型號硅光電池的光電特性，其短路電流與入射光強有良好的線性關系。但是其轉換信號僅為10-7A數(shù)量級，必須進行放大處理，因此，在電路設計中采用了輸入阻抗高的運算放大器LF353來獲取電流信號，并進行濾波放大處理。如圖2所示。

1．2 C8051F020與虛擬儀器的實現(xiàn)
串口通信雖然傳輸速度較慢，但是由于簡單易行，并且現(xiàn)有的微機都具備串行通信口，因而得到了廣泛的應用。本文在濁度測試系統(tǒng)中利用串口實現(xiàn)了對單片機的通信控制。
1．2．1 系統(tǒng)硬件配置
本文通信系統(tǒng)采用C51F020作為下位機，PC機作為上位機，二者通過RS 232串口接收或發(fā)送數(shù)據(jù)和指令。傳輸介質為二芯屏蔽電纜。RS 232信號和單片機串口信號的電平轉換采用MAX232，它是具有雙驅動器、雙接收器的通信器接口電路，不需外接電容而進行倍壓及電壓極性轉換，只需+5 V供電，電源電流為5 mA，傳輸率為200 Kb／s。串行接口電路原理見圖3。

系統(tǒng)中PC機承擔主控任務，負責該測控系統(tǒng)的通信參數(shù)設定、數(shù)據(jù)的采集處理及對單片機運行的控制，程序采用LabVIEW編寫。其通信協(xié)議為：采用RS 232異步通信方式，51單片機串行口共有4種工作方式，這里采用單片機串口通信的方式1，該方式為8位異步串行通信方式，其波特率是可變的，1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無奇偶校驗，若晶振頻率為11．059 2 MHz，取波特率為4 800 Kb／s。下位機按接收到的指令工作，若主控機發(fā)出無效或錯誤指令，將不作任何控制。
1．2．2 程序設計
主機通信程序：在主機通信程序設計中，采用圖形化語言LabVIEW作為編程語言。它把高級語言中的函數(shù)封裝為圖形功能模塊，圖標間的連線表示各個功能模塊之間的數(shù)據(jù)傳遞。編程方式簡單、直觀、便于使用。串口通信功能模塊包括串口初始化模塊、串口讀模塊以及串口寫模塊，通過這些模塊就可以實現(xiàn)對單片機的控制。
LabVIEW串口子VI是通過RS 232實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的。LabVIEW串口子VI共有5個串行通信節(jié)點，分別實現(xiàn)串口初始化、串口寫、串口讀、檢測串口緩存、中斷等功能。
C8051F020單片機的程序采用匯編語言寫成。利用匯編語言直接對相關硬件進行操作，具有開銷小、效率高的特點。在編寫單片機程序時應當注意的是必須保證PC機與單片機串口通信時的波特率一致。如果兩者不同的話，就無法進行數(shù)據(jù)的傳輸而導致通信失敗。所以，在單片機程序中初始化時應當根據(jù)單片機晶振和串口通信方式對寄存器進行設置。

2 軟件開發(fā)
該系統(tǒng)由C8051F單片機、ADC0809 A／D轉換器組成的小系統(tǒng)作為前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并通過RS 232串行總線將采集到的數(shù)據(jù)傳送到PC機，用Lab-VIEW進行數(shù)據(jù)的接受與處理。其結構組成如圖4所示。

2．1 菜單設計
在整個程序設計中，首先完成了各子功能(子VI)的程序，將其做成單個模塊，每個單個模塊是由更小的模塊組成，每一級的模塊均刻以圖標形式放置在程序流程圖中，這樣增加了程序的可維護性和可讀性，使流程圖更加清晰明了，同時避免了大量重復編程工作。系統(tǒng)的主界面設計中，利用LabVIEW中提供的EDITMENU菜單，先將要實現(xiàn)的功能作為菜單選項的內容，以便在運行時調用，然后在框圖中對各項菜單的調用通過CASE循環(huán)進行選擇，使各項菜單對應于各項子VI，在各子VI中vi set up的execution options中選定show front panel when called選項，這樣在運行中，當選擇了菜單中的某些內容時，該子VI就被選中調用。圖5為菜單后面板程序設計流程圖。菜單中包括文件操作(讀取、存儲、打印)通道顯示和信號分析以及幫助，程序分別調用相應功能的子VI程序，完成相應操作。下面簡要介紹本采集程序中采用的幾個典型模塊。

2．2 數(shù)據(jù)采集模塊設計
本設計采用VISA編寫儀器控制程序，程序在運行時VISA就會根據(jù)實際接口類型自動調用相應的接口驅動程序例程，完成通信操作。串口通信模塊包括串口初始化模塊、串口寫模塊、串口讀模塊，通過這些模塊就可以實現(xiàn)對單片機的控制。圖5為串口設置后面板程序框圖。如圖5所示，主程序運行后，設置串口波特率為9 600，通道選著串口1，采用默認通信協(xié)議(1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位)，串口緩存大小設置為16 368 B。