本文经过LabVIEW虚拟试验软件渠道规划了一种运用ATmega16单片机进行数据收集，经过RS232串行通讯将数据传送给PC的简易虚拟示波器。用户能够在开发渠道上对数据收集参数进行设置和调整以及对波形数据存储。体系的立异点是摆脱了传统开发渠道的约束，具有多通道、便利、灵敏等特色，在数据收集、传感器监测等范畴有重要运用。虚拟仪器是根据PC技能发展起来的，所以彻底“承继”了以现成即用的PC技能为主导的最新商业技能的长处，包含功用超卓的处理器和文件I/O，使在数据导入磁盘的一起就能实时地进行杂乱的剖析。为了实时、精确地丈量输入波形的参数，本文选用自带8路10位ADC的单片机ATmega16，结合简略的外围电路，即可将输入波形实时传送给PC机进行处理。经过PC机上虚拟仪器渠道LabVIEW开发的上位机软件对波形进行显现和处理，然后到达简易虚拟示波器的作用。
数据收集电路规划
ATmega16单片机是美国Atmel公司出产的根据增强的AVR RISC结构的低功耗8 位CMOS微控制器。ATmega16有如下特色：16k字节的体系内可编程Flash（具有一起读写的才能，即RWW），512字节EEPROM，1k字节SRAM，32个通用I/O口线，32个通用作业寄存器，用于鸿沟扫描的JTAG接口，支撑片内调试与编程，三个具有比较形式的灵敏的定时器/计数器（T/C），片内/外中止，可编程串行USART，有开始条件检测器的通用串行接口，8路 10位具有可选差分输入级可编程增益（TQFP封装）的ADC，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI 串行端口，以及六个能够经过软件进行挑选的省电形式。
图2 采样电路原理图。
本规划正是运用ATmega16的8路10位可编程增益的逐次比较型ADC及可编程异步串行接口的内部资源，然后简化了电路规划的难度及编程难度。采样电路的电路图如图2所示，ATmega16只需结合简略的晶振电路和复位电路就能够完本钱规划的需求。模仿信号经过8路模仿输入的恣意端口输入即可，经过单片机内部程序控制，很简略就将输入模仿量转化为数字量。单片机再经过串行接口传输给PC机， 串行通讯经过串行发送引脚TXD（PD1）和串行接纳引脚RXD（PD0）衔接串行通讯接口电路完成数据的串行传送与接纳。
串口通讯接口电路规划
本体系规划中经过Max232衔接单片机和PC机。ATmega16 具有异步串行通讯接口（UART），UART是为能与计算机通讯的全双工异步体系。本体系选用RS232接口方法， 因为RS232信号电平与AVR单片机信号电平（TTL 电平）不一致，因此在选用RS232标准时有必要进行信号电平转化。在串行通讯的接口电路中选用MAX232芯片作为信号电平转化芯片，完成TTL电平缓 RS232接口电平之间的转化。然后把ATmega16内部需求传送的数字信号精确无误地传输给PC机，供上位机软件读取并进行信号处理。
串行接口电路原理图如图3所示，TTL电平引脚输入引脚9、10，衔接ATmega16的串行发送接口TXD和串行接纳接口RXD，经过电平转化为RS232电平，经过7脚和8脚衔接串行接口的2脚和3脚，串行接口经过串行通讯线衔接采样模块的串行接口和PC机的串行接口。ATmega16经过内部编程很便利地把数据传送给PC机。
图3 串口通讯接口电路图。
多通道采样原理：因为ATmega16内部ADC为8选1数据通道，在详细完成某路数据收集时就有必要更改多工挑选寄存器ADMUX的数值。为能随时更改通道，本规划选用主从方法，经过上位机发送给ATmega16的数值来改动通道。在ATmega16的串行中止的接纳中止中， 经过判别接纳的数值更改ADMUX的数值。一起，在串行接口接纳中止中，经过接纳的数值的编码也可用来改动ADC相邻两次转化之间的延时值，然后到达改动转化速率的作用，当需求收集双通道数值时，单片机内部ADC可选用分时复用的准则，一起将取得的八位数据加一个最高标志位，扩展为九位数据位。上位机经过对数据的最高位的校验，能够很便利地区别数据，在显现界面大将双通道波形实时显现更新。
本文规划的虚拟示波器体系由单片机ATmega16和Max232构成的下位机体系及由LabVIEW开发的上位机软件构成。体系充分运用 ATmega16单片机软硬件资源，便利快捷地完成数据收集。而且经过RS232接口完成与上位PC机的衔接，PC机经过LabVIEW开发渠道便利地完成进行数据的剖析、处理、存储和打印输出的简易虚拟示波器。本体系具有电路简略、运用灵敏便利等特色。因此能广泛运用于工业、农业、水文体系、环境监测等范畴，完成现场勘察和数据收集。
