基于Arduino+LabVIEW的串口控制LED亮灭

本文将介绍使用proteus仿真环境，实现Arduino UNO与LabVIEW的串口通讯，LabVIEW通过RS-232串口控制Arduino UNO的LED灯，打开和关闭LED灯。

1、Arduino UNO部分

在proteus仿真仿真环境中，使用ATmega328P单片机实现基于Proteus的Arduino UNO的开发板，如下图1所示。

图1  基于Proteus的Arduino UNO的开发板

此处，还需要对ATmega328P的参数进行设置，初始的设置如图2所示。需要更改的地方已在图中用红色框标注出来了。更改之后的设置如图3所示，其中HEX文件与你自己所存放的地方一致即可。

图2  ATmega328P单片机更改前的设置

图3  ATmega328P单片机更改后的设置

另外，要实现与LabVIEW的串口通讯还需要对串口的参数进行设置，串口更改前的设置如图4所示。需要更改的地方已在图中用红色框标注出来了。更改之后的设置如图5所示，其中波特率与上位机的波特率相同即可。

   注意：波特率一定要相同，否则不能完成通讯。

图4 串口 更改前的设初始置

图5  串口更改后的设置

Arduino的源代码如下所示：

#define LED_ON_COMMAND  0x10   //打开LED命令字
#define LED_OFF_COMMAND 0x20   //关闭LED命令字

unsigned int comdata[3];      //定义数组数据，存放串口命令数据
int led = 13;                 //定义LED连接的管脚
int ON_mark=0;                //定义ON 的标志位
int OFF_mark=0;               //定义OFF的标志位

void receive_data(void);      //接受串口数据
void test_data(void);         //测试串口数据是否正确，并更新数据
void do_command(void);        //执行更新的数据

void setup()
{
  Serial.begin(9600);      
  pinMode(led, OUTPUT);  
}
void loop()
{
  while (Serial.available() > 0)   //不断检测串口是否有数据
   {
        receive_data();            //接受串口数据
        test_data();               //测试数据是否正确并更新数据
        do_command();              //执行更新的数据
   }
}
void receive_data(void)       
{
   int i ;
   for(i=0;i<3;i++)
   {
      comdata[i] =(unsigned char)(Serial.read());
      //延时一会，让串口缓存准备好下一个字节，不延时可能会导致数据丢失，
       delay(2);
   }
}
void test_data(void) //验证命令的正确性
{
  if(comdata[0] == 0x55)            //0x55和0xAA均为判断是否为有效命令
   {
     if(comdata[1] == 0xAA)
     {
        switch(comdata[2])
        {
          case LED_ON_COMMAND:
          {   
              ON_mark=1;                //ON数据更新位置位
          }
          case LED_OFF_COMMAND:
          { 
              OFF_mark=1;               //OFF数据更新位置位
          }
      }
     }
   }
}
void do_command(void) //执行命令
{
  if(OFF_mark==1)
  {
    OFF_mark=0;                         //复位OFF更新位
    digitalWrite(led, LOW);             //关闭LED灯
  }
  if(ON_mark==1)
  {
     ON_mark=0;                        //复位ON 更新位
     digitalWrite(led, HIGH);           //打开LED灯
  }
}

2、LabVIEW部分

LabVIEW上位机部分担任主机，Arduino UNO作为下位机接收上位机发送的命令，并执行命令。LabVIEW只需要完成命令的发送，此处仅使用了LabVIEW的串口数据发送功能。LabVIEW的串口设置见。

LabVIEW程序包括两个部分：前面板和程序框图，前面板如图6所示， 程序框图如图7、8、9所示 。

图6  LabVIEW前面板

图7  LabVIEW程序框图1

图8  LabVIEW程序框图2

图9  LabVIEW程序框图3

3、实验与演示

基于Proteus的Arduino UNO与LabVIEW串口通讯控制LED和基于Arduino Leonardo与LabVIEW的实物演示：视频链接

4、结束语

利用虚拟串口技术，实现了Proteus仿真环境下的Arduino UNO与LabVIEW串口通讯，并自定义了通讯协议，以保证通讯的可靠性。