【正文】 ............................................. 19 LabVIEW 的程序框圖和各個(gè)部分的功能 ......................................... 21 本章小結(jié) ......................................................................................................... 22 5 下位機(jī)硬件和程序設(shè)計(jì) ............................................................................................ 23 溫度測控儀表的硬件組成 ............................................................................. 23 單片機(jī) ............................................................................................................. 23 MPC89E52AE 單片機(jī) 應(yīng)用 ............................................................... 23 MPC89E52AE 單片機(jī)的主要特點(diǎn) ................................................... 24 MAX232 電平轉(zhuǎn)換芯片 ................................................................................. 25 MAX232 電平轉(zhuǎn)換芯片 應(yīng)用 .............................................................. 25 MAX232 電平轉(zhuǎn)換芯片的 引腳介紹 ................................................. 25 MAX232 電平轉(zhuǎn)換芯片的 主要特點(diǎn) ................................................. 26 DS18B20 溫度傳感器 .................................................................................... 26 DS18B20 溫度傳感器 應(yīng)用 ............................................................... 26 DS18B20 的主要特性 ......................................................................... 27 單片機(jī)程序的編寫 ......................................................................................... 27 Keil 編譯器軟件 應(yīng)用 ......................................................................... 27 下位機(jī)程序設(shè)計(jì) .................................................................................. 28 6 整體調(diào)試 .................................................................................................................... 30 LabVIEW 上位機(jī)程序調(diào)試 ............................................................................ 30 找出語法錯誤 ...................................................................................... 30 設(shè)置執(zhí)行程序高亮 .............................................................................. 30 斷點(diǎn)與單步執(zhí)行 .................................................................................. 31 探針 ...................................................................................................... 31 下位機(jī)調(diào)試 ..................................................................................................... 32 下位機(jī)硬件檢測調(diào)試 .......................................................................... 32 V 總 結(jié) .............................................................................................................................. 33 致 謝 .............................................................................................................................. 34 參 考 文 獻(xiàn) .................................................................................................................... 35 附錄 A 英文原 文 ........................................................................................................... 36 附錄 B 漢語翻譯 ........................................................................................................... 39 附錄 C 電路圖 ............................................................................................................... 42 附錄 D 下位機(jī) C 語言程序 .......................................................................................... 43 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 1 緒 論 課題的研究目的及意義 溫度是工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)非常重要的參數(shù)，物體的許多物理現(xiàn)象和化學(xué)性質(zhì)都與溫度有關(guān)，許多生產(chǎn)過程都是在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的，需要測量溫度的場合極其廣泛。目前的溫度測量系統(tǒng)一般使用的都是傳統(tǒng)儀器，傳統(tǒng)儀器的功能都是通過硬件或者固化的軟件來實(shí)現(xiàn)的。這種框架結(jié)構(gòu)決定了它只能由儀器廠家來定義、制造，而且功能和規(guī)格一般都是固定的，用戶無法隨意改變其結(jié)構(gòu)和功能。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速 發(fā)展，傳統(tǒng)儀器己經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代監(jiān)測系統(tǒng)的要求，美國國家儀器公司（簡稱 NI）率先提出虛擬儀器 (Virtual Instrumentation)的概念，它徹底打破了傳統(tǒng)儀器由廠家定義生產(chǎn)，用戶無法改變的模式，從而使測控儀器發(fā)生了一場巨大的變革。 20 世紀(jì) 90 年代初在我國興起對虛擬儀器的開發(fā)和應(yīng)用，現(xiàn)在已進(jìn)入航空、航天、通信、醫(yī)療、電力、石油勘探、鐵路等行業(yè)，并得到 了廣泛的應(yīng)用，未來市場潛力巨大。虛擬儀器是當(dāng)前測控領(lǐng)域的技術(shù)熱 點(diǎn)，它代表了未來儀器技術(shù)的發(fā)展方向。 虛擬儀器是通過應(yīng)用程序?qū)⑼ㄓ糜?jì)算機(jī)與功能模塊硬件結(jié) 合在一起的一種全新的測控儀器系統(tǒng)。用戶通過顯示器友好的圖形界面操作計(jì)算機(jī)，完成對被測量的數(shù)據(jù)采集、分析、處理、顯示、存儲等整套測試工作，如同操作一臺自行定義與設(shè)計(jì)的專用傳統(tǒng)儀器一樣。 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器比較，它具有所需的硬件較少、購置費(fèi)用低、可重復(fù)利用；儀器的關(guān)鍵在軟件、可自行定義、技術(shù)更新非?？?、開發(fā)與維護(hù)費(fèi)用較低、系統(tǒng)開放、方便與外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)連接等一系列的優(yōu)點(diǎn)。因此虛擬儀器技術(shù)備受各國關(guān)注，近十年來，虛擬儀器在國際上發(fā)展非常迅速，在發(fā)達(dá)國家應(yīng)用已經(jīng)十分普及，被廣泛應(yīng)用于測量、監(jiān)控、電信及教育等各個(gè)領(lǐng)域，目 前正朝著總線與驅(qū)動程序標(biāo)準(zhǔn)化；硬、軟件模塊化，硬件模塊即插即用；軟件編程平臺圖形化、通用化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 目前，電子測量儀器發(fā)展中出現(xiàn)的虛擬儀器概念己經(jīng)逐步被很多領(lǐng)域所接受，對實(shí)現(xiàn)柔性的測控系統(tǒng)具有明顯的推動作用。利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)，加上適當(dāng)?shù)膬x器硬件和應(yīng)用軟件 (如 LabVIEW)構(gòu)成虛擬儀器，使其既具有傳統(tǒng)儀器的基本功能，又能讓用戶根據(jù)自己的需求變化隨時(shí)定義，實(shí)現(xiàn)多種多樣的應(yīng)用要求。虛擬儀器不但靈活可變、功能強(qiáng)沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 大，而且使用簡單方便，便于技術(shù)升級更新，系統(tǒng)的使用和維護(hù)費(fèi)用極低，同時(shí)具有極高的可靠性 。 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 虛擬儀器目前在國外發(fā)展得非?？欤悦绹鴩覂x器公司 (NI 公司 )為代表的一些廠商己經(jīng)在市場上推出了基于虛擬儀器技術(shù)而設(shè)計(jì)的商品化儀器產(chǎn)品。在美國虛擬儀器及其圖形編程語言，己經(jīng)作為各大學(xué)理工科學(xué)生的一門必修課。美國斯坦福大學(xué)的機(jī)械工程系要求三、四年級的學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)用虛擬儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和實(shí)驗(yàn)控制。 近年來，世界各國的虛擬儀器公司開發(fā)了許多虛擬儀器開發(fā)平臺軟件，以便使用者利用這些公司提供的開發(fā)平臺軟件組建適合自己的虛擬儀器或測試系統(tǒng)，并編制測試軟件。最早和最具影響力的開發(fā)軟 件，是 NI公司的 LabVIEW和 Labwindows/CVI。 LabVIEW采用的是圖形化編程方案，是非常實(shí)用的開發(fā)軟件； Labwindows/CVI 是為熟悉 C 語言的開發(fā)人員設(shè)計(jì)的、在 Windows 環(huán)境下的標(biāo)準(zhǔn) ANSIC 開發(fā)軟件。除了上述的幾種開發(fā)軟件之外，美國 HP 公司的 HVEE 和 HPTIG 軟件，美國 Tektronix 公司的 EzTest 和TekTNS 軟件，以及美國 HEM Data 公司的 SanpMaster 軟件，也是國際上公認(rèn)的優(yōu)秀虛擬儀器開發(fā)軟件。 當(dāng)今虛擬儀器的系統(tǒng)開發(fā)采用的總線包括 GPIB 通用 接口總線、傳統(tǒng)的 RS232 串行總線、 PXI 總線、 VXI 總線，以及己經(jīng)被 PC機(jī)廣泛采用的 USB 總線和 IEEE1394 總線。世界各國的公司，特別是美國的 NI公司，為使虛擬儀器能夠適應(yīng)各種總線的配置，開發(fā)了大量的軟件以及適應(yīng)要求的硬件，可以靈活地組建各種不同復(fù)雜程度的虛擬儀器自動測控系統(tǒng)。虛擬儀器的開發(fā)廠家，為了擴(kuò)大虛擬儀器的功能，在測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理、表達(dá)模式及其變換方面也做了許多工作，發(fā)布了各種軟件，建立了數(shù)據(jù)處理的高級分析庫和開發(fā)工具庫，使虛擬儀器發(fā)展成為能夠組建極為復(fù)雜自動測試系統(tǒng)的儀器系統(tǒng)。 在國內(nèi)己 有部分院校的實(shí)驗(yàn)室引入了虛擬儀器 ,國內(nèi)專家預(yù)測 :未來幾年內(nèi)，我國將有 50%的儀器為虛擬儀器。國內(nèi)將有大批企業(yè)使用虛擬儀器系統(tǒng)對生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬儀器將會逐步取代傳統(tǒng)儀器而成為測試儀器的主流。虛擬儀器技術(shù)的提出與發(fā)展，標(biāo)志著二十一世紀(jì)自動控制與電子測量儀器領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 課題研究的主要內(nèi)容 本文重點(diǎn)介紹了利用 LabVIEW 開發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)上位機(jī)的監(jiān)控界面，上位機(jī)通過 USB轉(zhuǎn) RS232 串行口與 89E52 單片機(jī)通信，讀取溫度傳感器 DS18B20 的溫度 測量數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對溫度參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測。 本文主要進(jìn)行了以下幾方面的工作： 論述了智能溫度測控系統(tǒng)的課題目的及意義，智能溫度測控系統(tǒng)的國內(nèi)外