【正文】 動是虛擬儀器實(shí)現(xiàn)對真實(shí)物理信號采集的基礎(chǔ)，當(dāng)儀器驅(qū)動后，才能由軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析處理進(jìn)而實(shí)現(xiàn)某種測溫功能，并求取測量結(jié)果。由于虛擬儀器需要提供模擬實(shí)際儀器操作面板的虛擬面板，因此虛擬儀器驅(qū)動器不僅是實(shí)施儀器控制的程控代碼，還是儀器程控代碼、高級軟件編程與先進(jìn)人機(jī)交互三者相結(jié)合的產(chǎn)物，是一個包含實(shí)際儀器使用和操作信息的軟件模塊。 應(yīng)用軟件建立在儀器驅(qū)動程序之上，直接面對操作用戶，通過提供友好直觀的測控操作界面、豐富的數(shù)據(jù)分析和處理功能，來完成自動測試任務(wù)。 GPIB：通用接口總線（General Purpose Interface Bus）。 LXI：LAN在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展（LAN eXtension for Instrumentation）?？梢耘c術(shù)語“串行通信”互換使用，盡管串行通信一般指的是一次傳輸一位。USB：通用串行總線（Universal Serial Bus），大多數(shù)PC與外部設(shè)備互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)總線。儀器驅(qū)動程序在功能模塊~Instrument I/O—Instrument Drivers子模板中。它是與驅(qū)動軟件通信的LabVIEW 儀器驅(qū)動VI 中的底層函數(shù)。下表給出了本系統(tǒng)用到的幾個通信模塊的基本屬性的描述。VISA Configure Serial PortVISA ReadVISA Bytes at Serial PortVISA Set I/O Buffer Size同時學(xué)習(xí)了如何使用Instrument I/O Assistant Express VI快速與儀器通信，以及如何使用儀器通信函數(shù)的VISA框架。其中包含各種常用的PID控制模塊和模糊控制模塊。安裝完成后打開一個新的VI，右擊程序框圖，在“函數(shù)”面板上選擇“控制設(shè)計(jì)與仿真”，即可看到PID工具包，該工具包由10個VI組成。PID ，在給出一些基本要求后，具有自整定的功能。PID Gain ，并給出條件，執(zhí)行時當(dāng)輸入信號達(dá)到條件，便使用對應(yīng)的一組參數(shù)給入到PID控制器的PID Gains上。安裝完成后打開一個新的VI，右擊程序框圖，在Functions Palette上選擇Control Designamp。 Fuzzy Logic工具包：打開一個新的VI，在任務(wù)欄依次點(diǎn)擊Tools——Control Design and Simulation——Fuzzy Logic Controller Design…，接著在彈出的 Fuzzy Logic Controller Design對話框的狀態(tài)欄上點(diǎn)擊File——New。 Fuzzy Set Editor Rulebase Editor.fc文件使用工具包Fuzzy Logic中的Load Fuzzy ，該VI加載后將數(shù)據(jù)傳送到Fuzzy 。在上位機(jī)發(fā)回控制信息后，單片機(jī)將收到的信息按照一定的規(guī)則處理后，將其送入功率控制設(shè)備。 主控部分 DS18B20測溫部分 ，可是由于Atmega16中的數(shù)據(jù)腳上已經(jīng)有了內(nèi)部的上拉電阻，我們就不需要在外部再加。在講解其工作流程之前有必要了解DS18B20的內(nèi)部存儲器資源。 RAM 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計(jì)算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失，DS18B20共9個字節(jié)RAM，每個字節(jié)為8位。第8個字節(jié)為計(jì)數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計(jì)的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計(jì)算的暫存單元。當(dāng)18B20接到此復(fù)位信號后則會在15~60uS后回發(fā)一個芯片的存在脈沖。 （3）控制器發(fā)送ROM指令：雙方打完了招呼之后最要將進(jìn)行交流了，ROM指令共有5條，每一個工作周期只能發(fā)一條，ROM指令分別是讀ROM數(shù)據(jù)、指定匹配芯片、跳躍ROM、芯片搜索、報警芯片搜索。（4）控制器發(fā)送存儲器操作指令：在ROM指令發(fā)送給18B20之后，緊接著（不間斷）就是發(fā)送存儲器操作指令了。如執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換指令則控制器（單片機(jī)）必須等待18B20執(zhí)行其指令，一般轉(zhuǎn)換時間為500uS。 DS18B20相關(guān)程序設(shè)計(jì)流程開始復(fù)位延時復(fù)位成功？寫ROM命令0xCC（跳過ROM匹配）寫ROM命令0x44（啟動溫度轉(zhuǎn)換）復(fù)位延時復(fù)位成功？寫ROM命令0xCC寫ROM命令0xBE（發(fā)送溫度命令）讀RAM中的0、1字節(jié)結(jié)束NYNY DS18B20操作流程串口通信首先要對串口進(jìn)行初始化設(shè)置。波特率我們選擇計(jì)算機(jī)串口通信用的比較多的9600bps，根據(jù)異步正常模式的波特率計(jì)算公式 ，可以算出UBRR=47，所以在設(shè)置波特率寄存器的時候，設(shè)置UBRRH=0x00，UBRRL=0x2F。PWM的初始化比較簡單，在這里我們不予贅述。這樣有助于作者的編程和介紹。要做到這點(diǎn)在其他的編程語言中可能可能會比較麻煩，但在LabVIEW中確實(shí)一件相當(dāng)輕松且有趣的事情。和前面一樣，這個轉(zhuǎn)換在LabVIEW中的實(shí)現(xiàn)也是相當(dāng)簡單。 PID模塊 7 系統(tǒng)的制作及調(diào)試 在明白了以上的設(shè)計(jì)任務(wù)、要求和方案之后，確定設(shè)計(jì)方案之后，寫好程序并在仿真軟件Proteus中仿真，達(dá)到設(shè)計(jì)要求時，就需要開始著手系統(tǒng)硬件的制作和調(diào)試了。由于本設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)并不是很復(fù)雜，所以布線是比較輕松的。首先，需要用萬用表檢查一遍整個電路是否有短路和斷路的地方。如果沒有發(fā)燙現(xiàn)象，就可以開始綜合調(diào)試了。以致單片機(jī)使用的是內(nèi)部的1MHz的晶振，并沒有用到自己設(shè)計(jì)的外部晶振。作者幾次修改程序，并且在咨詢了一些同學(xué)之后，還是沒有解決亂碼的問題。要進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，這三個參數(shù)就需要相當(dāng)精確。然后在此基礎(chǔ)上根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差要求加入適當(dāng)參數(shù)的積分校正。同時，通過本次設(shè)計(jì)，鞏固了我們學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識，也使我們把理論與實(shí)踐從真正意義上相結(jié)合了起來；考驗(yàn)了我們借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜集、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，和組織材料的綜合能力；從中可以自我測驗(yàn)，認(rèn)識到自己哪方面有欠缺、不足，以便于在日后的學(xué)習(xí)中得以改進(jìn)、提高；效率。(4)使用NI提供的用于LabVIEW的PID控制模塊，編寫PID控制程序，用于控制下位機(jī)加熱裝置的溫度。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，張老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。時光匆匆飛逝，四年多的努力與付出，隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，給我的大學(xué)四年劃下一個完美的句號。另外，要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識的老師，是你們的悉心教導(dǎo)使我有了良好的專業(yè)課知識，這也是論文得以完成的基礎(chǔ)。最后，感謝在大學(xué)期間認(rèn)識我和我認(rèn)識的所有人，有你們伴隨，才有我大學(xué)生活的豐富多彩，絢麗多姿！參考文獻(xiàn)[1] 王磊，[M].北京：[2] Jeffrey Travis，Jim （第三版）[M].北京：電子工業(yè)出版社 [3] Robert 8實(shí)用教程[M].北京：電子工業(yè)出版社 [4] 程學(xué)慶，[M].北京：中國鐵道出版社 [5] 吳雙力，崔劍等. 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PrinticeHall, Inc. 1983[21] D W and application of microcontroller[M].beijing:Higher Education Press,2004.[22] Family of Single Chip Microputer User’s Manual,1990.附 錄附錄一 電路原理圖附錄二 PCB圖附錄三 元器件清單名稱型號備注數(shù)量在原理圖上的標(biāo)號AVR單片機(jī)Atmega161固態(tài)繼電器GTJ242A1溫度傳感器DS18B201晶體振蕩器1瓷片電容30pF2電解電容25V/10uF4排插2x52排插底座2x51插針底座1x31排線1x31插針1x21音頻頭1接線柱1x22銅柱8排線1排6根1串口頭DB9公頭1水泥電阻8W2K23銅板萬用板1附錄四 相關(guān)程序下位機(jī)程序主程序include /*包含相關(guān)頭文件*/include include include include include include define OCR OCR1A//全局變量聲明unsigned char Temp_H,Temp_L。 unsigned int i。 Temp_H = 0。 //pwm初始化 OCR=0。k=9。 //等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 longdelay()。 // //i=0xfebe。0x8000) //判斷溫度正負(fù) { /溫度為負(fù)時 //一個字長的溫度值轉(zhuǎn)換成兩個字節(jié)，分別放在Temp_L,Temp_H中 Temp_L=(char)(iamp。 //取i中的高8位 Temp_H = ~Temp_H。 //清零進(jìn)位位標(biāo)志 Temp_L++。 //高8位放回i中 i=(i8)|Temp_L。 t[1]=(middle%10000)/1000+0x30。 t[5]=(middle%10)+0x30。j++) { Uart_Transmit(t[j])。 //取整數(shù)帶小數(shù)點(diǎn)后兩位 t[0]=middle/10000+0x30。 //value_1[3]為小數(shù)點(diǎn)存放單元 t[4]=(middle%100)/10+0x30。j=5。 //和上位機(jī)握手 for(l=0。 b=a*pow(10,l2)。= ~(1 PA7) /*設(shè)置輸入*/define DQ_OUT DDRA |= (1 PA7) /*設(shè)置輸出*/define DQ_CLR PORTA amp。 flag = SREG。 delayUs(255)。 DQ_IN。 /*延時500uS(保持480uS)*/ delayUs(255)。 } if (i) { return 0x00。 flag = SREG。 i) { value = 1。 /*延時4uS*/ NOP()。 NOP()。 /*延時10uS*/ delayUs(4)。 } if (flag amp。 flag = SREG。 i) { DQ_OUT。 NOP()。 if (value amp。 /*位結(jié)束*/ value = 1。 ds1820_write_byte(0xCC