代码收藏家技术教程 2023-03-29

“实现高效通信：LabVIEW与STM32的优化连接方法”

学习之路，长路漫漫，写学习笔记的过程就是把知识讲给自己听的过程。这个过程中，我们去记录思考的过程，便于日后复习，梳理自己的思路。学习之乐，独乐乐，不如众乐乐，把知识讲给更多的人听，何乐而不为呢?

博客写作背景—-项目中解决的问题

最近遇到一个使用stm32单片机多路采集信号的项目，还需要在上位机进行波形的查看，信号算法的处理，初步定为使用labview编写上位机程序进行处理。为啥用labview呢，因为LabVIEW是美国国家仪器公司（NI）的创新软件产品，其全称是实验室虚拟仪器工程平台（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench），是一种基于G语言（Graphics Language，图形化编程语言）的测试系统软件开发平台。LabVIEW并不局限于虚拟仪器的开发，它的作用是为大型复杂测试系统提供通用的软件开发平台。目前，LabVIEW已经成为测试领域应用最广泛和最有前途的软件开发平台之一。
下面是我最近写程序的一些知识，进行了部分的整理，发出来和大家一起分享，也方便我以后查找自己的编程过程。

编程知识点–labview与stm32通信

stm32单片机是一种集成电路芯片，集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM和ROM）以及各种输入输出接口。这样的芯片因具有计算机的属性而被称为单片微型计算机，简称单片机（微控制器或嵌入式控制器）。要想利用单片机，还需搭建必要的外围电路，即需要在微控制器上构建自己的原型系统（也称开发板）。一块开发板至少应该包含以下4个部分，即微控制器（单片机）、电源、晶振和复位电路。

由于现在很多计算机硬件已经是开源的，很多电子爱好者都是自己在微控制器上构建系统（开发板）。但如何构建开发板，已经超出了本教材的讲授范围。因此，本教材选择一款现成的开发板，主要讲解如何利用LabVIEW去控制单片机。实际中，使用者可以根据自己的实际需求去选择合适的单片机及其开发板。虽然单片机及其开发板的种类很多，但它们在使用上具有相似的步骤和模式。本教材中选择使用的是的stm32

在对单片机开发板进行操作前，需要了解单片机开发板各个接口的功能。当然，不需要记住这些接口，只需要学会如何查看单片机接口的功能即可。在实际操作时，可以根据所选用单片机的说明书，找到自己所需要的接口。

在提到所谓接口或者引脚时，首先要弄清楚对象是微控制器（单片机）还是开发板。如果是微控制器，搜索其型号会得到其引脚的编号图；如果是开发板，可以从仪器商那里得到它的使用手册，然后从中找到它的接口图，弄明白各个接口的位置、标识和作用。

选好单片机开发板后，怎么使用它呢？为此，要做一些前期准备工作。

首先，利用数据线（例如USB线）将单片机开发板与计算机相连。一般情况下，当将一块单片机开发板连至计算机时，开发板上会有指示灯出现闪烁，这表明计算机识别了所连接的开发板。如果识别不了，就需要另外安装单片机开发板的驱动程序。为此，可以与单片机开发板制造商联系，找到相应的驱动程序并安装它。

另外，还可以在计算机的“设备管理器”中进行查看，以确认计算机与单片机开发板是否已连接成功。计算机的设备管理器的界面如图所示，

单击其中的端口，查看是否新添了端口，对于本教材作者使用的计算机而言，新添的端口是COM5。记住这个端口号，在后面的操作中会用到。

为了更快地建立通信，选择COM5，双击它，弹出的界面如图12.5所示。单击“端口设置”，弹出的界面如图所示。再单击“高级”，弹出的界面如图所示，将其中“BM选项”中的“延迟计时器”的参数设置为“1ms”，单击“确定”按钮并退出。

要想将单片机开发板利用起来，需完成以下3件事：①搭建必要的硬件电路；②将程序上传到单片机中；③实现计算机与单片机的通信。

对于第一件事情，要根据项目或任务的实际需求来设计电路。例如，要弄清楚所连接的各个接口的具体位置，各个端口可接受的电压的量值有多大，电路可以承载的电流有多大，计算出要串接多大的电阻等。在实际动手方面，要学会使用面包板、跳线、排线及万用表等，必要时，还要用到电烙铁进行焊接。此部分内容可参考文献[3]，其中有较详细的介绍。

对于第二件事情，要弄明白如何将程序上传给单片机，为此，要利用一些编译软件来完成。根据所采用编程语言的不同，分为以下3种：①汇编语言；②C、C++语言，例如Arduino IDE，keil IDE等；③图形化编程语言，例如LabVIEW。早期，单片机是利用汇编语言进行开发的，现在大部分单片机都可以利用C语言完成开发，不同类型的单片机受不同IDE的支持。另外，有一些类型的单片机可直接利用LabVIEW将程序上传到它当中，例如在开源硬件领域非常知名的“树莓派”（Raspberry Pi），以及TI设计的开源硬件Beaglebone Black等。本章中所用到的chip KIT WF32，是利用Arduino IDE将程序上传到单片机中。
对于第三件事情，本教材将介绍如何利用LabVIEW实现计算机与单片机的通信。

需要说明的是，对于有些单片机开发板，制造商已经开发出了相应的仪器驱动程序，安装这些仪器驱动程序，就可以更方便地对单片机开发板进行操作。例如对chip KIT WF32而言，可以安装LINX进入MakerHub，利用此软件可以对chip KIT进行操作。安装LINX的方法及步骤请见附录B。LINX由DIGILENT公司开发并维护，它不仅支持chip KIT，还支持DIGILENT的“LabVIEW树莓派嵌入式组合套装”以及DIGILENT的“LabVIEW Beaglebone嵌入式组合套装”，即所有的图形化LabVIEW代码均可以通过LINX部署到上述开发板中并可最终独立于上位机单独运行。