【正文】 壓芯片分別得到穩(wěn)定的正 12V和負 12V電壓。通過在主程序中調(diào)用相應的 LCD顯示函數(shù)，最終完成 4路溫度值的顯示。在主程序中通過調(diào)用發(fā)送子函數(shù)即可以將數(shù)據(jù)發(fā) 送到上位機。在第一個時 鐘脈沖的下降沿之前 DI必須保持高電平，表示啟動信號，在第二和第三個下降沿之前 DI輸入的數(shù)據(jù)用于選擇 A／Ｄ的轉換通道。i++) //循環(huán) 8次讀取 1個字節(jié)數(shù)據(jù) { val=val1。當 RS為高電平， RW為高電平時為寫數(shù)據(jù)操作， LCD就會將接收到的數(shù)據(jù)在液晶屏上顯示出來。} } 串口通信程序 串口通信程序主要包括串口的初始化、串口數(shù)據(jù)發(fā)送，其中串口的初始化主要是用于設置波特率。 //發(fā)送單字節(jié)函數(shù) dat++。實時數(shù)據(jù)顯示窗口不僅 可以顯示溫度隨時的變化曲線，以及用強度圖表中用顏色淺深來表示溫度大小。 圖 44 VISA串口數(shù)據(jù)讀取 如圖 44所示為串口緩沖區(qū)讀取節(jié)點，通過該節(jié)點可以讀取下位機發(fā)送到串口數(shù)據(jù)緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)。將讀取的字符數(shù)據(jù)轉換為字節(jié)數(shù)組，再對數(shù)組里的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)幀解析，得出想要的數(shù)據(jù)。 圖 48 數(shù)據(jù)處理子 VI 各通道數(shù)據(jù)經(jīng)過處理之后，就可以將數(shù)據(jù)輸出到人機交互界面進行顯示，用波形；用波形圖表用來顯示實時溫度變化曲線，用強度圖表 中顏色的淺深來表示溫度的高低，同時在人機交互界面上顯示出各通道的溫度數(shù)值和熱變形誤差。 在強度圖表上繪制一個數(shù)據(jù)塊以后，笛卡爾平面的原點將移動到最后一個數(shù)據(jù)塊的右邊。 圖 412 讀取歷史數(shù)據(jù)顯示程序 采集速率和溫度報警 在進行數(shù)據(jù)采集時，數(shù)據(jù)采集過快或者過慢都不方便對的數(shù)據(jù)的觀察和分析，在程序設計中可以讓用戶可以在人機交互界面上設定想要的采集速率；其次就在不同的場合，溫度最高上限也不一樣，同樣在設計中出應該考慮到用戶可以設定不同的溫度報警上限值。在上圖的仿真原理圖中只實現(xiàn)了溫度傳感器、放大電路、 A/D轉換電路和 LCD1602顯示電路的仿真，而串口通信并未實現(xiàn)仿真。 圖 54 串口數(shù)據(jù)接收仿真 6 調(diào)試及軟件驗證 制作流程要點 下面分步驟介紹制作流程要點： （ 1）使用 DXP 2021 SP2軟件繪制出電路的原理圖，然后生成 PCB圖，由于此次硬件放大電路需要用到較多的元器件，因此為了方便布線，選擇使用雙面板布線。 （ 4） 將腐蝕好的電路板進行打孔，在進行打孔時要注意適當?shù)倪x擇鉆針的大小，不同的元件可能需要的插孔不一定相同。然后接通過電源，用萬用表測量測量各輸出電壓端的輸出電壓是否正確。分別用萬用表測量各通道溫度傳感器的輸出電壓和經(jīng)過放大后的輸出電壓，計 算出是否為預期的放大倍數(shù)，如果有偏差可以通過調(diào)節(jié)滑動變阻來調(diào)整電壓放大倍數(shù)。在串口通信測試中使用一根串口轉 USB線來實現(xiàn)下位機與上位機之間的串口通信。 下位機與上位機整體功能測試 測試整 個設計是否能正常工作。由于條件有限，不能獲得比環(huán)境溫度更低的溫度，在進行溫度傳感器標定 時按下面的方法來完成。為了使測量的溫度更加準確，將各通道溫度傳感器電壓 溫度變化趨勢直線的斜率和 y軸的截距分別相加再作平均值作為的實際直線斜率和截距。在界面左上角窗口顯示的是各通道溫度實時強度圖，圖中可以看出當通道 1的溫度升高時，強度圖表中通道 1的顏色也會隨之變淡，說明溫度在升高，而顏色加深時，說明溫度在降低。在室溫度下將 4路溫度傳感器與作為標準電壓測量的 DS18B20緊挨著放在一起，分別記錄 4路溫度值和 DS18B20的讀數(shù)。 ○ 3 軟件計算誤 差。理論。在測量溫度的過程中，如電源電壓的不穩(wěn)定，引起電壓的波動，即 A/D 參考電壓發(fā)生波動，將會造成 A/D 采集到的電壓偏大或者偏小。 圖 65 上位機歷史數(shù)據(jù)顯示界面 上位機在進行數(shù)據(jù)采集和顯示的同時，下位機也可以實現(xiàn)溫度的采集并在 LCD1602上顯示出實時的溫度數(shù)據(jù)。然后運行上位機和下位機程序，并點擊上位機的開始運行按鈕，就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和顯示。用 EXL繪制出 4通道的各自線性趨勢線和理論的直線如圖 62所示。若出現(xiàn)錯誤則分析錯誤的原因并將其改正過來。按下數(shù)據(jù)采集按鈕，觀察數(shù)據(jù)接收窗口是否能接收到數(shù)據(jù)。在進行計算 A/D 采集到的電壓時要注意 A/D 的參考電壓，參考電壓應與實際電路測量的參考電壓為準。 放大電路測試 測試 4路電壓放大電路能否按預期的進行電壓放大。這樣既方 便錯誤的檢查，又能提高效率。然后腐蝕電路板，腐蝕后需要檢查是否存在有銅皮未腐蝕完的現(xiàn)象。從下圖接收到的數(shù)據(jù)分析可知，串口 仿真成功。 下位機硬件電路仿真原理圖如圖 51所示， P 3 6P 3 7P 3 3P 3 4P 3 5RX DT X DT X D RX D 1T X D1RX DRX DT X DCL KDIDOCS 1CH 1CH 2CS 2CH 3CH 4RSRWLERSRWLECS 1CL KDODICS 2CH 1CH 4CH 3CH 2D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 LX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 123456789 1R P 1RE S P A C K 8V C C2 0 .0 V O UT3U 3 0T C10 4 7 A+12V12V+12V12VE RR O RT X D3RX D2CT S8RT S7DS R6DT R4DC D1RI9P1CO M P IMT 1 IN11R1O UT12T 2 IN10R2O UT9T 1 O UT14R1I N13T 2 O UT7R2I N8C2 +4C25C1 +1C13VS+2V S 6U 1 1V C CC61uFC11uFC31uFC41uFC21uFCS1CH 02CH 13G ND4V C C8CL K7DI5DO6U2A DC 0 8 3 2CS1CH 02CH 13G ND4V C C8CL K7DI5DO6U 1 2A DC 0 8 3 2V C CV C C32674 81U 1 0O P 0 732674 81U4O P 0 732674 81U5O P 0 7 1 2 V+ 1 2 VR11kR21kR35 .1 kR44 .9 kC51 0 u fR52 0 0R61 0 kV C C81%R V 11k67%R V 21k55%R V 31k 圖 51 硬件電路原理仿真圖 圖中只畫出了 4路放大電路中其中的 1路放大電路，其它 3路放大與其完全相同。 圖 411 讀取文本文件節(jié)點 設計時通過按下按鈕來讀取文件里存儲的數(shù)據(jù)，并在人機交互界面的歷史數(shù)據(jù)界面上顯示出歷史數(shù)據(jù)，包括歷史溫度曲線圖、歷史溫度強度圖和歷史時間對應的溫度值。 與波形圖表一樣，強度圖表也有一個來源于此前更新而產(chǎn)生的歷史數(shù)據(jù)，又稱緩沖區(qū)。公式節(jié)點的程序設計如圖 47所示。上位機程序的編寫要根據(jù)下位機發(fā)送的數(shù)據(jù)幀格式來解碼，這樣才能獲取正確的數(shù)據(jù)。 圖 42 上位主程序流程圖 LABVIEW 串口程序設計 在 LABVIEW程序串程序設計中，主要用到 VISA配置串口、屬性節(jié)點、 VISA讀取和簡單錯誤處理等幾部分組成，下面分別簡單介紹這幾個節(jié)點的使用。在進行數(shù)據(jù)顯示時，除了顯示溫度值外，還顯示出采集到溫度所對應的時間。\039。 //設定初始地址 while(*P){ Write__or_dat(*P,1)。 LCD1602的寫操作時序如圖 34所示。讀取 A/D轉換的部分代碼如下： for(i=0。當要進行 A/D轉換時，必須將 CS使能端置低電平并且保持低電平直到轉換完全結束。串口通信程序包括串口的初始化配置函數(shù)，串口 1個字節(jié)發(fā)送函數(shù)。此次設計因為要用到串口通信，所以選擇使用串口下載，將代碼下載到相應 STC89C52的單片機中去。雖然芯片是按照固定輸出電壓來設計的，但是接入適當?shù)耐獠科骷?，就能獲得各種不同的輸出電壓和輸出電流。此次設計的串口通信電路主要使用 MAX232芯片來實現(xiàn)電平轉換。引腳 1和 2分別為 LCD 的電源和接地端，引腳 15和 16 分別為 LCD 背光調(diào)節(jié)的正極和負極，分別接上電源和地。 圖 26 A/D轉換電路 LCD1602 顯示電路 設計 LCD1602主要用于顯示采集到的 4路溫度值。 ADC00832為 8位分辨率的逐次逼近型雙通道 A/D轉換芯片，其最高分辨可達 256級，可以適應一般模擬量的轉換要 求。單通道放大電路原理圖如圖25 所示。 圖 24 RC低通濾波電路 OP07 放大電路 設計采用運算放大器 OP07作為主芯片組建電壓放大電路，放大經(jīng)過 RC低通濾波器電路后的電壓信號。有源濾波電路的負載不影響濾波特性，因此常用于信號處理要求高的場合。 Vout = + 0140 20 0 20 40 60 80 100 120t(℃)Vout（V） 圖 22 TC1047輸出電壓隨溫度變化的關系曲線 如圖 23所示為 TC1047溫度傳感器接口電路的設計，其中 3號管腳用于為該芯片供電，管腳 1為電源地，管腳 2為電壓輸出，只要給芯片供電就可以使溫度傳感器正常工作。 C51 程序語言 C51 是為 51 系列單片機設計的一種 C語言，其特點：結構化語言，代碼緊湊；接近真實語言 ，程序可讀性強；庫函數(shù)豐富，編程工作量小；機器級控制能力，功能很強；與匯編指令無關，易于掌握；對于有復雜計算的程序來說，更突顯其優(yōu)勢， C51 語言已成為 51 系列單片機程序開發(fā)的主流軟件方法。 STC89系列單片機幾乎包含了所有數(shù)據(jù)采集和控制 中所需的所有單元模塊，可稱得上是一個片上系統(tǒng) [610]。將溫度傳感器輸出的電壓，通過 RC濾波電路，將 50HZ以上的信號給予濾除，再經(jīng)過運算放大器 OP07組建的放大電路對濾波后的電壓信號進行放大，使用兩片 ADC0832將