为辅助《检测技术与仪表》课程综合实验教学、改善实验教学质量，以单片机数据采集系统为例，提出了基于LabVIEW和Proteus的虚拟数据采集系统设计方法。利用Proteus中的AT89C51单片机作为下位机，实现数据采集、数据显示及向上位机传输数据功能。以LabVIEW软件为平台构建上位机系统，实时采集下位机数据，对采集的数据进行保存和分析处理，按需要回放存储数据。利用Virtual Serial Port Driver 6.0虚拟的一对串口实现上位机与下位机之间的通信。实验结果表明，设计的虚拟数据采集系统与实际系统实验结果一致。