【正文】 動控制技術(shù)的發(fā)展。由于在傳統(tǒng)的模擬信號遠(yuǎn)距離溫度測量系統(tǒng)中，需要很好的解決引線誤差補償問題、多點測量切換誤差問題和放大電路零點漂移誤差問題等技術(shù)問題，才能夠達到較高的測量精度。智能溫度傳感器亦稱數(shù)字溫度傳感器，它是將溫度傳感器、中央處理器(CPU)、只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、總線接口等電路集成在一個芯片中。LabVIEW是目前國際上唯一的基于數(shù)據(jù)流的編譯型圖形編程環(huán)境，它把復(fù)雜、煩瑣、費時的語言編程簡化成用簡單或圖標(biāo)提示的方法選擇功能（圖形），并用線條把各種圖形連接起來的簡單圖形編程方式，使得不熟悉編程的工程技術(shù)人員都可以按照測試要求和任務(wù)快速“畫”出自己的程序，“畫”出儀器面板，這大大提高了工作效率，減輕了科研和工程技術(shù)人員的工作量，因此，LabVIEW是一種優(yōu)秀的虛擬儀器軟件開發(fā)平臺。目前，NI已經(jīng)達到了每兩個工作日推出一款硬件產(chǎn)品的速度，大大拓寬了用戶的選擇面。二、模塊化的I/O硬件。軟件是虛擬儀器技術(shù)中最重要的部分。 singlechip control內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）目 錄摘 要 IAbstract II第一章 引 言 1 基于LabVIEW的虛擬儀器及其現(xiàn)狀 1 現(xiàn)代數(shù)字式溫度傳感器及其代表DS18B20 1 微機控制技術(shù)的發(fā)展及在其控制的測控系統(tǒng)中引入虛擬儀器的意義 2 3第二章 下位機系統(tǒng)原理 4 4 5 5 14 22第三章 硬件設(shè)計 30 30 31 32 33 34 34第四章 軟件設(shè)計 36 36 38 38 38 LCD1602初始化設(shè)定 38 39 DS18B20初始化 40 40 41 41 43 44第五章 設(shè)計總結(jié) 46參考文獻 47附錄A 49附錄B 50致謝 60內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）第一章 引 言 基于LabVIEW的虛擬儀器及其現(xiàn)狀虛擬儀器是在計算機基礎(chǔ)上通過增加相關(guān)硬件和軟件構(gòu)建而成的、具有可視化界面的儀器。下位機以AT89C52單片機為控制核心，實現(xiàn)的功能為控制DS18B20數(shù)字式傳感器對溫度進行多點測量，測量的結(jié)果通過LCD1602液晶顯示器進行輸出顯示，對超出設(shè)置范圍的溫度測量結(jié)果通過蜂鳴器和發(fā)光二級管進行報警，并實現(xiàn)通過RS232串口與上位機進行通信的功能，將采集的溫度數(shù)據(jù)信息上傳到上位機進行存檔、分析。而且在傳統(tǒng)的模擬信號遠(yuǎn)距離溫度測量系統(tǒng)中，需要很好的解決引線誤差補償問題、多點測量切換誤差問題和放大電路零點漂移誤差問題等技術(shù)問題，才能夠達到較高的測量精度。為此，針對溫度控制的發(fā)展現(xiàn)狀和事實，設(shè)計一套基于LabVIEW和DS18B20的多點溫度測量系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：LabVIEW；DS18B20；多點溫度測量；單片機控制內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）The measurement system of multipoints temperature based on LabVIEW and DS18B20—the part of slave puterAbstractTemperature testing has widespread use in different environment. However, the current management level of temperature testing which still stop at the lower level of manual observation, data recording and manual control couldn’t control automatically, and it is still far from the unmanned automation standard. When conventional analog signals removing from temperature measurement system, it would achieve a higher precision of measurement if the technical problems about the errors of downlead pensation, multipoints measurement to cut over and amplifying circuit zero drift can be solved very well. For these reasons, aiming at the current development situation, the multipoints temperature measurement system based on LabVIEW and DS18B20 will be designed and shown. LabVIEW and DS18B20, the representatives of virtual instrument and digital sensing device, have their own qualities to solve the problems of traditional temperature measurement. The part of slave puter is the main content of this design. In the slave puter, AT89C52singlechip is the controller’s core and its function is that the control DS18B20 digital sensing device tests the temperature with multipoints way. The result of test will be displayed through LCD1602. If the temperature is out of the installed range, the buzzer and LED will gain the massage of alarm. At the same time, according to the function which can correspond through RS232 serial port and the host puter, the data information of temperature will be uploaded to the host puter for keeping on file and analyzing. Keywords: LabVIEW。虛擬儀器徹底打破了傳統(tǒng)儀器只能由生產(chǎn)廠家定義，用戶無法改變的局面，從而使得任何一個用戶都可以方便靈活地用鼠標(biāo)或按鍵在計算機顯示屏幕上操作虛擬儀器軟面板的各種“旋鈕”進行測試工作，并可以根據(jù)不同的測試要求通過窗口切換不同的虛擬儀器，或通過修改軟件來改變、增減虛擬儀器系統(tǒng)的功能與規(guī)模。使用正確的軟件工具并通過設(shè)計或調(diào)用特定的程序模塊，工程師們可以高效地創(chuàng)建自己的應(yīng)用以及友好的人機交互界面。面對如今日益復(fù)雜的測試測量應(yīng)用，NI提供了全方位的軟硬件的解決方案。三、用于集成的軟硬件平臺。 現(xiàn)代數(shù)字式溫度傳感器及其代表DS18B20傳感器是信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品。其主要優(yōu)點是微型化，低功耗，測試功能強，信號傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強，易于搭配微控制器(MCU)和微型計算機進行數(shù)據(jù)處理和溫度控制。而數(shù)字化溫度傳感器DS18B20采用單總線協(xié)議，即與微機接口僅需占用一個I／O端口，無需任何外部元件，直接將溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，以9位數(shù)字碼方式串行輸出，從而大大簡化了傳感器與微處理器的接口，所以很好的解決了傳統(tǒng)模擬信號傳輸引起的誤差問題。計算機在發(fā)展的初期，由于計算機結(jié)構(gòu)龐大、價格昂貴和可靠性不高，所以它主要應(yīng)用在科學(xué)計算方面。虛擬儀器具有的這種“可開發(fā)性”和“可擴展性”等優(yōu)越特點使虛擬儀器具有強大的生命力和競爭力?，F(xiàn)在，有關(guān)MCN（MeasurementandControlNetworks）方面的標(biāo)準(zhǔn)正在積極進行，并取得了一定進展。這樣，最終實現(xiàn)上位機與下位機有機結(jié)合組成一個溫度測控系統(tǒng)，實現(xiàn)溫度采集、顯示、上傳等功能。 下位機系統(tǒng)組成框圖若干個DS18B20分布于不同的環(huán)境點進行溫度測量，然后將測得且轉(zhuǎn)化后的數(shù)字溫度信號通過單總線傳輸?shù)絾纹瑱C進行分析運算，再將獲得的溫度值送到LCD1602進行顯示。在組成下位機系統(tǒng)的所有器件中， DS18B LCD1602和串行接口完成特定的功能是通過軟件編程的實現(xiàn)的，需要對他們的結(jié)構(gòu)或工作原理進行必要的介紹。2）分辨率：DS18B20的分辨率9～12位（其中包括一個符號位）數(shù)據(jù)通過編程決定。6）64位ROM編碼：從高位算起，該ROM有一個字節(jié)的CRC校驗碼，6個字節(jié)的產(chǎn)品序列和一個字節(jié)的產(chǎn)品家族代碼。DS18B20常采用TO92封裝,其引腳排列及含義如圖： DS18B20的TO92封裝圖23 對DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了描述，它由4個較大的部分構(gòu)成，他們分別是寄生電源電路模塊，64位ROM與單總線接口模塊，存儲器與控制器邏輯模塊及便箋存儲器模塊。DS18B20使用單總線通信協(xié)議通過一根信號線與主機進行數(shù)據(jù)交換，由于所有的從機都通過三態(tài)方式或開漏端口鏈接到系統(tǒng)總線，該信號線必須通過一個較小的上拉電阻接至VCC端。相比之下，使用外接電源有如下優(yōu)點。此外，當(dāng)溫度高于100℃時，不可使用寄生電源，因為此時器件存在較大的漏電電流而使總線不能可靠地把握住高低電平，將使數(shù)據(jù)傳輸中的誤碼率明顯增加。表21對溫度數(shù)據(jù)的格式進行了描述。 部分溫度與對應(yīng)的數(shù)字溫度值輸出之間的對應(yīng)關(guān)系溫度（℃）數(shù)字輸出（二進制）數(shù)字輸出（十六進制） +1250000 0111 1101 000007D0 +850000 0101 0101 00000550 +0000 0001 1001 00010191 +0000 0000 1010 001000A2 +0000 0000 0000 10000008 00000 0000 0000 00000000 1111 1111 1111 1000FFF8 1111 1111 0101 1110FF5E 1111 1110 0110 1111FE6F 551111 1100 1001 0000FC90DS18B20上電復(fù)位后，溫度寄存器內(nèi)的值是+85℃所對應(yīng)的數(shù)字溫度值。如果有些點上的溫度超過設(shè)定的閥值，則這些報警的器件就能及時識別出來，而不必一個個的讀取后，再來判斷哪些是越界報警的器件。當(dāng)DS18B20在使用過程中并未使用報警功能時，TH和TL可作為普通用途的寄存器單元使用。EEPROM存儲器的內(nèi)容在器件掉電后仍然可以保持，在器件上電時他們的內(nèi)容將被復(fù)制到便箋寄存器對應(yīng)的SRAM單元中。該字節(jié)的數(shù)據(jù)格式如表24所示，其中bit7讀時總為0，bie4至bit0讀時總為1，寫入這些位的數(shù)值可以任意選取。從表25不難發(fā)現(xiàn)。為了確定DS18B20的電源使用情況，主機先發(fā)出直訪ROM命令，接著再發(fā)送讀電源命令，并在此后輸出讀時隙，此時DS18B20會返回一個數(shù)據(jù)位。如果DS18B20使用寄生電源，主設(shè)備就必須在輸出溫度轉(zhuǎn)換命令之后500ms內(nèi)維持強上拉讀便箋存儲器從便箋存儲器讀取包括CRC在內(nèi)的全部9個字節(jié)BEH從0字節(jié)開始進行讀操作，讀取包括CRC在內(nèi)的9個字節(jié)。命令發(fā)出后的讀時隙內(nèi)，器件輸出溫度轉(zhuǎn)換為忙標(biāo)志0讀電源讀取DS18B20的供電模式B4H主設(shè)備在發(fā)出該命令之后再輸出讀時隙，器件即會送它使用的電源信息：0為寄生電源；1為外接電源訪問DS18B20 的順序如理：①初始化；②ROM 命令（接著是任何需要的數(shù)據(jù)交換）；③DS18B20 函數(shù)命令（接著是任何需要的數(shù)據(jù)交換）。（2）讀/寫時序控制器在寫時序?qū)憯?shù)據(jù)到DS18B20，在讀時序從DS18B20 中讀數(shù)據(jù)。所有寫時序必須持續(xù)最少60μs，每個寫時序之間必須有至少1μs 的恢復(fù)時間。為產(chǎn)生寫“0”時序，在將總線拉低后，控制器在整個時序內(nèi)必須持續(xù)控制總線為低電平（至少60μs）。所有讀時序必須持續(xù)最少60μs，每個讀時序之間必須有至少1μs 的恢復(fù)時間。因此，控制器必須在時序開始的15μs 內(nèi)釋放總線然后采樣總線狀態(tài)。它可以顯示兩行，每行16個字符，采用單+5V電源供電，外圍電路配置簡單，價格便宜，具有很高的性價比。R/W：讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。其中：D表示顯示開關(guān)：D=1為開，D=0為關(guān)； C表示光標(biāo)開關(guān)：C=1為開，C=0為關(guān)； B表示閃爍開關(guān)：B=1為開，B=0為關(guān)。 讀寫控制時序如表210所示： LCD1602讀寫控制時序表RSR/WE功能00下降沿寫指令代碼01高電平讀忙標(biāo)志和AC碼10下降沿寫數(shù)據(jù)11高電平讀數(shù)據(jù)寫命令函數(shù)：向寄存器寫入控制字參數(shù)：mand控制字void LCD__mand(unsigned char mand){LCD_delay( )。 //置高使能線LCDIO=mand。 //寫指令時，R/W為低電平LCD1602_RS =LOW。 //在使能線的下降沿寫入數(shù)據(jù)}LCD1602典型電路連接如圖2