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本文通过研究发动机数据采集系统的控制原理，综合考虑发动机虚拟仪表测试界面的可扩展性和在工程上的开发成本，提出了一种新型的发动机虚拟仪表数据采集系统的设计方案。该系统选用了由Freescale公司生产的性价比极高的16位MC9S12DP256B单片机作为发动机数据采集系统采集层的主控制器，以NI公司开发的Labview软件作为上位机数据图形化显示界面的开发平台，完成了基于CAN总线的数据通信协议的发动机虚拟仪表数据采集系统的设计。通过在实验室对发动机的模拟量信号、脉冲量信号和开关量信号等的采集，实现了发动机不同工况下数据的准确显示，达到了预期的设计目标。 本文基于CAN总线协议（包括物理层、数据链路层和应用层协议）的数据通信原理，特别是对CAN总线应用层SAEJ1939协议的相关部分进行了合理的规范，实现了对CAN总线数据的精确收发，在此基础上对发动机虚拟仪表数据采集系统进行了开发和研究。本文的主要研究工作如下： 1.本文针对该发动机虚拟仪表数据采集系统的设计要求，通过对传感器型号、前置处理电路、电源供电电路、CAN智能节点电路和单片机控制单元等组成部分的理论基础及芯片的技术特性进行分析，完成了以MC9S12DP256B单片机为核心的数据采集层硬件电路原理图的绘制和双层PCB板的设计；应用C语言对数据采集系统的采集层和数据传输层在CodeWarrior的集成开发环境下进行了软件开发；通过在实验室对电路板的软硬件进行联调，实现了对发动机主要信号的精确采集； 2.本文通过对现场总线通信协议进行研究，选定了高性能、高可靠性、实时性的CAN总线作为发动机虚拟仪表数据采集系统的通信总线，以车辆网络串行通信和控制协议SAEJ1939协议作为其应用层的通信协议；论文通过对CAN总线初始化、收发数据优先级和波特率等相关寄存器进行配置，实现了对发动机采集数据的实时传输； 3.本文考虑到发动机虚拟仪表数据采集系统多任务、实时性的特点，采用具有良好图形化界面的Labview软件作为上位机显示系统开发平台，通过对上位机数据监控系统和显示系统进行设计，实现了对发动机模拟量信号、脉冲信号和开关量信号的同步显示，通过对发动机数据采集系统任务优先级进行合理划分，完成了对传感器、微处理器及CAN总线通信协议的有序控制和管理。 通过在虚拟仪表的实验平台上进行联调，表明本文开发的数据采集系统能精确的、实时的完成对实验数据的采集、传输、显示，并以其良好的可扩展性和经济性，具有广阔的工程应用前景。