【正文】 ，圖形化源代碼又 稱程序框圖代碼或 G 代碼。 (5)攝氏溫度計(jì)算部分， 通過(guò) 數(shù)值轉(zhuǎn)換控件將得到的十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)， 所得 結(jié)果 與 DS18B20 的精度 相乘 ， 所得 結(jié)果就是 當(dāng)前 環(huán)境的攝氏溫度。 基于虛擬儀器 的溫度測(cè)量系統(tǒng) –19– 圖 MPC89E52AE單片機(jī)引腳圖 MPC89E52AE 單片機(jī)的主要特點(diǎn) 該單片機(jī)的特點(diǎn) 如下： (1)使 用 80C51 內(nèi)核。 (9)八 個(gè)中斷源， 四 級(jí)優(yōu)先級(jí)。 2)室溫下 存儲(chǔ)的 數(shù)據(jù) 時(shí)間 大于 100 年。 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道 部分， 由 7~14 腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。 DSl8B20 的測(cè)量范圍 從 55 176。 1 號(hào)存貯器存放溫度值的符號(hào)如果溫度為負(fù)（ ℃ ）。 (1)適應(yīng)電壓范圍寬，電壓范圍： ～ 。 (8)測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以 一 線總線 串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送CRC 校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力。 Keil C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，如圖 。 這里選用 89E52 單片機(jī) ， C 語(yǔ)言編程。 設(shè)置執(zhí)行程序高亮 單擊 LabVIEW 工具條 內(nèi)的 “ 高亮執(zhí)行 ” 按鈕 使 圖標(biāo)變成高亮形式，再 單擊 運(yùn)行按鈕 ，此時(shí) VI 程序慢速運(yùn)行 ， 沒(méi)被 執(zhí)行和 執(zhí)行 后的部分分別以灰色和高 亮 顯示，這樣 根據(jù) 數(shù)據(jù)的流動(dòng)狀態(tài)跟蹤程序的執(zhí)行 ，如圖 所示 。 右擊源代碼中任一連線處，選擇 Probe 菜單項(xiàng)就會(huì)彈出當(dāng)前位置的探針。 軟件調(diào)試過(guò)程中，首先 要 排除編譯過(guò)程中報(bào)錯(cuò)的位置 。 (2)通過(guò)上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)溫度報(bào)警功能。 另外可將采集數(shù)據(jù)存 入 數(shù)據(jù)庫(kù)，以備查閱 與 分析。 由于 電路的元件分布較為密集，焊接方面不可輕視 ，避 免焊點(diǎn)粘連 而 導(dǎo)致 的 短路損壞。 基于虛擬儀器 的溫度測(cè)量系統(tǒng) –25– 圖 設(shè)置斷點(diǎn) 探針 探針的主要功能是將當(dāng)前連線上的數(shù)據(jù)以控件（ Indicator）形式表示出來(lái)。 若 VI 程序 存在語(yǔ)法的錯(cuò)誤， 那么 面板 上 的 運(yùn)行 按鈕會(huì)變成 折斷 的箭頭，便是不能執(zhí)行程序， 這時(shí) 稱該按鈕為錯(cuò)誤列表。 基于虛擬儀器 的溫度測(cè)量系統(tǒng) –23– 圖 C51工具包整體結(jié)構(gòu)圖 下位機(jī)程序設(shè)計(jì) 程序是整個(gè)系統(tǒng) 最重要的 部分，硬件電路 要 通過(guò)程序驅(qū)動(dòng) 后 才 可 工作 ， 程序中 一點(diǎn)點(diǎn) 錯(cuò)誤可 能會(huì) 使 整個(gè) 系統(tǒng) 不能 進(jìn)行正常工作。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。 (6)可編程分辨率 是 9～ 12 位，對(duì)應(yīng)可分辨溫度分別 是 ℃ 、 ℃ 、 ℃ 和℃ ，實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫。采取數(shù)據(jù)總線供電方式可以節(jié)省一根導(dǎo)線，但完成溫度測(cè)量的時(shí)間較長(zhǎng)；采取外部供電方式則多用一根導(dǎo)線，但測(cè)量速度較快 ]10[ 。開(kāi)始 8 位是產(chǎn)品類型編碼 (DS18B20 編碼均為 10H)，接著的 48位是每個(gè)器件唯一的序號(hào)，最后 8 位是前面 56 位的 CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn) )碼。信息經(jīng)過(guò)單線接口 出入DSl8B20， 所以 主機(jī) CPU與 DSl8B20 僅 有 一條線 (和地線 )。 該部分 功能是給 RS232 串口提供 177。 (15)4 組 8 位雙向 I/O 口；對(duì)于 PQFP44 和 PLCC44 封裝還有一組 4 位雙向 I/O 口(P4)。 (7)三級(jí)代碼加密保護(hù)。 單片機(jī)的使 用 MPC89E52AE 單片機(jī)應(yīng)用 本系統(tǒng) 使用 MPC89E52AE 單片機(jī)，它 是 一種 低 功耗，高性能 的 8 位單片微型計(jì)算機(jī)，片內(nèi)含可反復(fù)擦寫(xiě) 20200 次的 內(nèi)存 4k Bytes 的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，兼容 80C51引腳結(jié)構(gòu) 及 標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)集成了 ISP Flash 存儲(chǔ)單元和通用 8 位中央處理器，可提供高性價(jià)比的解決方案 給大部分 嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)。 (3)系統(tǒng)延時(shí) 部分 ，減緩運(yùn)行速度，減少上位機(jī) 內(nèi)存 和 CPU使用率。 (7)實(shí)時(shí)溫度表，檢測(cè)溫度變化。功能是接收下位機(jī)采集的溫度數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示 及 記錄，前面板 可以 限定溫度值， 若 溫度超出 范圍 時(shí)，系統(tǒng) 就 會(huì)發(fā)出報(bào)警。由于全部串口 采用默認(rèn) 設(shè)置 (9600bps 8位數(shù)據(jù) ,1位停止 ,1位起始 ,無(wú)握手信號(hào) ) ,下位機(jī)遵守上述協(xié)議采集程序 ,直接 使 用圖標(biāo)讀 取 串口的數(shù)據(jù)。 圖 VISA讀取控件 此 控件功能是從 VISA 資源名稱指定的 接口 或 設(shè)備 中讀取指定數(shù)量的字節(jié)，并使數(shù)據(jù)返回 到 讀取緩沖區(qū)。 ViRead， 從 VISA resource name 指定的設(shè)備讀出數(shù)據(jù)。 也就是說(shuō) ，與 GPIB 設(shè)備進(jìn)行通訊的程序 時(shí) ，都可以使用同一個(gè) API，在 運(yùn)行 Mac OS X 的 PC 機(jī) 上用 C 語(yǔ)言編寫(xiě) 或 在運(yùn)行 Win 2020 的 PC 機(jī) 上用 LabVIEW 開(kāi)發(fā)出來(lái)的。 (3)USB 總線接口：包括主控制器與根集線器兩部分。 基于虛擬儀器 的溫度測(cè)量系統(tǒng) –11– 圖 USB系統(tǒng)的分層 USB 主機(jī) USB 系統(tǒng)中只能有一個(gè)主機(jī)，并分為三個(gè)功能模塊 :客戶軟件、系統(tǒng)軟件、 USB 總線接口。 USB 支持熱插拔，所有 USB 設(shè)備隨時(shí)可接入和拔離系統(tǒng)。 RS232總線是于 1969 年由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì) EIA 推出的一個(gè)串行通信標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或外設(shè)之間的數(shù)據(jù)通訊，它也是目前最常用的串行接口標(biāo)準(zhǔn)。 (4)保存結(jié)果數(shù)據(jù)：用戶可將采集到的數(shù)據(jù)保存在 Excel 表格中，方便 打印和 查詢。對(duì)于大型復(fù)雜的基于虛擬儀器 的溫度測(cè)量系統(tǒng) –8– 工業(yè)自動(dòng)化和控制系統(tǒng)，有專門(mén)的 LabVIEW 數(shù)據(jù)記錄和監(jiān)控模塊，用于監(jiān)控多通道 I/O、與工業(yè)控制器和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，以及提供基于 PC 機(jī)的控制。 這樣 的圖形化程序設(shè)計(jì)編程 有著 簡(jiǎn)單、直觀、開(kāi)發(fā)效率高 等 特點(diǎn)。 VI 是 LabVIEW 的核心。它把復(fù)雜的文本語(yǔ)言簡(jiǎn)化成用圖標(biāo) 或 菜單提示的方法選擇功能， 利 用線條 把 各 種功能連接起來(lái) 的 編程方式，為用戶進(jìn)行編程、調(diào)試提供了 方便的工具和 環(huán)境 。我們只要利用數(shù)據(jù)采集電路或數(shù)據(jù)采集卡，就可 以 在計(jì)算機(jī)上構(gòu) 建 新的儀器系統(tǒng)， 通過(guò) 軟件編程實(shí)現(xiàn)不同功能。 (5)PXI 儀器，它 的 硬件平臺(tái)是 PXI(PCI Extension for Instrumentation)標(biāo)準(zhǔn)總線儀器模塊 和 PC 機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)的 PXI 模塊化儀器系統(tǒng)可以 Compact PCI 交互操作， 也 可與 VXI或 GPIB 集成，組成 多用途 、 大規(guī)模 系統(tǒng)。 通常 虛擬儀器具有 的 三部分：計(jì)算機(jī)、硬件接口電路以及 軟件 部分。網(wǎng)絡(luò) 虛擬儀器 隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展 逐步形成 ， 這種新型 虛擬儀器基于 WEB 技術(shù) ，這 使虛擬儀器變成 了 Inter 網(wǎng) 的一部分，可以方便的進(jìn)行 構(gòu)建 遠(yuǎn)程測(cè)控 系統(tǒng) ， 實(shí)現(xiàn) 了測(cè)量、控制的網(wǎng)絡(luò) 化 。虛擬儀器利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)和拓展了其本身的功能，并逐漸替代了傳統(tǒng)儀器對(duì)數(shù)據(jù)采集、分析等功能，達(dá)到了取代的目的。 (4)介紹智能溫度測(cè)控系統(tǒng)硬件組成，電烤箱的功率調(diào)節(jié)方式及各硬件電路的設(shè)計(jì)。 為了使虛擬儀器能過(guò)靈活的適用于各種 配置 的 總線 ，各國(guó)公司開(kāi)發(fā)了大量 軟件 和硬件，以便組 建各種 復(fù)雜 程度 不同的 虛擬儀器 自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng) 。 如今，虛擬儀器 的概念已經(jīng)在電子測(cè)量?jī)x器 的 發(fā)展中被 很多 領(lǐng)域所接受 ， 推動(dòng)了柔性 測(cè)控系統(tǒng) 的發(fā)展 。 隨著 科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速 發(fā)展，傳統(tǒng)儀器已不能滿足現(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)的 需要 。 針對(duì)做畢業(yè)論文：說(shuō)明論文的主題和選題的范圍；對(duì)本論文研究主要范圍內(nèi)已有文獻(xiàn)的評(píng)述；說(shuō)明本論文所要解決的問(wèn)題。 關(guān)鍵詞： LabVIEW； 溫度；接口技術(shù) 基于虛擬儀器 的溫度測(cè)量系統(tǒng) II The Design of Temperature Measurement System Based on Virtual Instrument Technology Abstract With the continuous development of measurement and control technology, and its technology is toward automation, intelligent, digital and work development. The pany put forward the NI software is instrument concept, so LabVIEW arises at the historic moment. Detection in today39。隨著“軟件就是儀器”這個(gè)概念被 美國(guó) NI 公司率先 提出， LabVIEW 也隨之產(chǎn)生 。 temperature。注意不要與摘要內(nèi)容雷同。 虛擬儀器 不僅是 現(xiàn)在測(cè)控 技術(shù) 的熱點(diǎn)，也是未來(lái) 儀器技術(shù) 的發(fā)展方向。 近些年， 各國(guó)虛擬儀器公司開(kāi)發(fā)出了很多虛擬儀器開(kāi)發(fā) 軟件 ， 以便 使用者可以 設(shè)計(jì)適合于 自己的 測(cè)量 系統(tǒng) 。隨 微機(jī)技術(shù) 的發(fā)展，虛擬儀器將取締傳統(tǒng)儀器成為 主要的測(cè)試儀器。 基于虛擬儀器 的溫度測(cè)量系統(tǒng) –4– 2 虛擬儀器概述 虛擬儀器的概念 隨著 科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)儀器已不能滿足現(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)的 需要 。軟件決定了虛擬儀器的智能化程度和處理能力，使用者根據(jù)需要，可把新的算法、專家系統(tǒng)或者人工智能應(yīng)用在儀器的設(shè)計(jì)與集成上，從而提升了儀器的技術(shù)水平。 軟件 開(kāi)發(fā)基于模塊化設(shè)計(jì)思想， 并運(yùn)用 了大量 函數(shù)庫(kù) 、類基于虛擬儀器 的溫度測(cè)量系統(tǒng) –5– 庫(kù) 和 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，使代碼具有 了 良好 的可 重復(fù)性。 圖 虛擬儀器的硬件構(gòu)成框圖 (1)數(shù)據(jù)采集卡，它 的 儀器硬件平臺(tái)是信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡 (DAQ)和 PC 機(jī)，采用 ISA 或 PCI 計(jì)算機(jī)本身的總線，將 DAQ 插入 PC 機(jī)的總線擴(kuò)展插槽，因此又稱 為PCDAQ/PCI 插卡式虛擬儀器。 串行口方案 I、 PCIDAQ/PC適合大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試系統(tǒng) 。 (2)儀器驅(qū)動(dòng)程序，數(shù)據(jù)的采集與控制 要 涉及到硬件操作， 所以 需要對(duì)應(yīng)的硬件驅(qū)動(dòng)程序。 從宏觀上講 LabVIEW 的運(yùn)行機(jī)制 以不 是傳統(tǒng) 上 的馮 178。在前面板中，輸入控件 (Controls)模擬儀器的輸入裝置并 將 數(shù)據(jù)提供給程序圖 ； 顯示控件 (Indicators)則模擬儀器的輸出裝置并顯示由程序圖獲得的數(shù)據(jù)。 LabVIEW 的應(yīng)用大致可分為以下幾個(gè)主要方面 ]3[ ： (1)應(yīng)用于生產(chǎn)檢測(cè) : LabVIEW 己經(jīng)成為用 于測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化開(kāi)發(fā)工具。 (5)應(yīng)用于測(cè)控系統(tǒng) :LabVIEW 有著強(qiáng)大的功能和廣闊的應(yīng)用前景，但就目前國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀來(lái)看，大多數(shù)的用戶還是把 LabVIEW 作為虛擬儀器，僅僅利用它來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、分析和顯示，忽略了 LabVIEW 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集和控制功能，特別是基于 PC 機(jī)的實(shí)時(shí)控制，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少。通過(guò) PC 機(jī) USB 串口進(jìn)行通信。但它總線傳輸距離短 ， 一般小于 15m 而且最大波特率小于 20Kbps，所以不適合于高速場(chǎng)合。由于 USB 總線具有傳輸速度高，擴(kuò)展性好，連接方便等眾多優(yōu)點(diǎn)，而且價(jià)格適中，非常適合本設(shè)計(jì)的溫度檢測(cè)系統(tǒng)，因此我們采用了 USB 總線作為系統(tǒng)的通信方式 ]4[ 。它包括界面應(yīng)用程序和 USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序兩部分： USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)與 USB 系統(tǒng)軟件進(jìn)行接口；界面應(yīng)用程序負(fù)責(zé)與 USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行接口，來(lái)操縱 USB 設(shè)備。 USB 設(shè)備 清楚 USB 設(shè)備的架構(gòu)才能為 USB 設(shè)備寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序。 從 版 本 開(kāi)始 NIVISA支持 USB通訊， 它 的 兩種 VISA類函數(shù)可以控制兩類 USB設(shè)備： USB RAW 設(shè)備與 USB INSTR 設(shè)備。 基于虛擬儀器 的溫度測(cè)量系統(tǒng) –13– 圖 USB設(shè)備讀寫(xiě)框圖 LabVIEW2020 中串口的配置 VISA 配置串口控件如圖 所示。 VISA 關(guān)閉控 件如圖 所示。 轉(zhuǎn)換 ASCII 字符 部分 應(yīng)該值得注意 ，想要 得到數(shù)據(jù)， 還需要 一個(gè)子 VI，該子 VI 的前面板和程序框圖如圖 所示 。 (3)操作框 選擇 端口，設(shè)置 溫度 報(bào)警 值的 上 下 限，停止運(yùn)行程序。前面板對(duì)象在程序框圖中顯示成 接線端。 (6)創(chuàng)建表格控件，在該控件內(nèi)將 所得 系統(tǒng)時(shí)間 以及 溫度數(shù)值進(jìn)行整合， 并 按指定格式顯示表格。 (2)最大 的 工作頻率位 24MHz。 (10)一組增強(qiáng)型 UART，提供硬件地址和識(shí)別幀 數(shù)據(jù) 錯(cuò)誤檢測(cè)。 (17)工作電壓： ~。 其中 11~14 為第一數(shù)據(jù)通道 ， 7~10 為第二數(shù)據(jù)通道。 C 到 +125 176。則 1 號(hào)存貯器 8 位全為 1，否則全為 0。 (2)單線接口方式，微處理器與 DS18B20 間 僅需一條口線即可實(shí)現(xiàn)雙向通訊。 (9)負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀， 但不能正常工作。 其中 Ishellu與 Vision分