1．1．2 传感和模拟信号处理电路
    光电转换元件采用的是TCZ 6×6型硅光电池，此种型号硅光电池的光电特性，其短路电流与入射光强有良好的线性关系。但是其转换信号仅为10-7A数量级，必须进行放大处理，因此，在电路设计中采用了输入阻抗高的运算放大器LF353来获取电流信号，并进行滤波放大处理。如图2所示。

1．2 C8051F020与虚拟仪器的实现
    串口通信虽然传输速度较慢，但是由于简单易行，并且现有的微机都具备串行通信口，因而得到了广泛的应用。本文在浊度测试系统中利用串口实现了对单片机的通信控制。
1．2．1 系统硬件配置
    本文通信系统采用C51F020作为下位机，PC机作为上位机，二者通过RS 232串口接收或发送数据和指令。传输介质为二芯屏蔽电缆。RS 232信号和单片机串口信号的电平转换采用MAX232，它是具有双驱动器、双接收器的通信器接口电路，不需外接电容而进行倍压及电压极性转换，只需+5 V供电，电源电流为5 mA，传输率为200 Kb／s。串行接口电路原理见图3。

    系统中PC机承担主控任务，负责该测控系统的通信参数设定、数据的采集处理及对单片机运行的控制，程序采用LabVIEW编写。其通信协议为：采用RS 232异步通信方式，51单片机串行口共有4种工作方式，这里采用单片机串口通信的方式1，该方式为8位异步串行通信方式，其波特率是可变的，1位起始位，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验，若晶振频率为11．059 2 MHz，取波特率为4 800 Kb／s。下位机按接收到的指令工作，若主控机发出无效或错误指令，将不作任何控制。
1．2．2 程序设计
    主机通信程序：在主机通信程序设计中，采用图形化语言LabVIEW作为编程语言。它把高级语言中的函数封装为图形功能模块，图标间的连线表示各个功能模块之间的数据传递。编程方式简单、直观、便于使用。串口通信功能模块包括串口初始化模块、串口读模块以及串口写模块，通过这些模块就可以实现对单片机的控制。
    LabVIEW串口子VI是通过RS 232实现数据通信的。LabVIEW串口子VI共有5个串行通信节点，分别实现串口初始化、串口写、串口读、检测串口缓存、中断等功能。
    C8051F020单片机的程序采用汇编语言写成。利用汇编语言直接对相关硬件进行操作，具有开销小、效率高的特点。在编写单片机程序时应当注意的是必须保证PC机与单片机串口通信时的波特率一致。如果两者不同的话，就无法进行数据的传输而导致通信失败。所以，在单片机程序中初始化时应当根据单片机晶振和串口通信方式对寄存器进行设置。

2 软件开发
    该系统由C8051F单片机、ADC0809 A／D转换器组成的小系统作为前端数据采集系统，并通过RS 232串行总线将采集到的数据传送到PC机，用Lab-VIEW进行数据的接受与处理。其结构组成如图4所示。

2．1 菜单设计
    在整个程序设计中，首先完成了各子功能(子VI)的程序，将其做成单个模块，每个单个模块是由更小的模块组成，每一级的模块均刻以图标形式放置在程序流程图中，这样增加了程序的可维护性和可读性，使流程图更加清晰明了，同时避免了大量重复编程工作。系统的主界面设计中，利用LabVIEW中提供的EDITMENU菜单，先将要实现的功能作为菜单选项的内容，以便在运行时调用，然后在框图中对各项菜单的调用通过CASE循环进行选择，使各项菜单对应于各项子VI，在各子VI中vi set up的execution options中选定show front panel when called选项，这样在运行中，当选择了菜单中的某些内容时，该子VI就被选中调用。图5为菜单后面板程序设计流程图。菜单中包括文件操作(读取、存储、打印)通道显示和信号分析以及帮助，程序分别调用相应功能的子VI程序，完成相应操作。下面简要介绍本采集程序中采用的几个典型模块。

2．2 数据采集模块设计
    本设计采用VISA编写仪器控制程序，程序在运行时VISA就会根据实际接口类型自动调用相应的接口驱动程序例程，完成通信操作。串口通信模块包括串口初始化模块、串口写模块、串口读模块，通过这些模块就可以实现对单片机的控制。图5为串口设置后面板程序框图。如图5所示，主程序运行后，设置串口波特率为9 600，通道选着串口1，采用默认通信协议(1位起始位、8位数据位、1位停止位)，串口缓存大小设置为16 368 B。