【正文】 void write_(uchar ) { rs=0。 //開(kāi)總中斷 ES=1。 void send_init() { TMOD=0x20。 sbit a=P1^4。 //定義 1602 端口 sbit DQ = P3^6。 圖 712 報(bào)表格式 生成報(bào)表如圖 713 所示。 圖 71 溫度報(bào)警后面板 圖 72溫濕度報(bào)警前面板 圖 73溫濕度報(bào)警前面板 根據(jù)測(cè)試，系統(tǒng)可以正確的判斷溫濕度，并實(shí)施報(bào)警。 圖 67上位機(jī)主程序前面板 圖 68上位機(jī)主程序后面板 第 七 章 系統(tǒng)的仿真與調(diào)試 系統(tǒng)調(diào)試 整個(gè)溫度測(cè)控系統(tǒng)的主界面只有一個(gè)屏，它充分利用了計(jì)算機(jī)在運(yùn)算、顯示、存儲(chǔ)、回放、調(diào)用等方面的功能構(gòu)成了一臺(tái)從外觀到功能都完全與傳統(tǒng)硬件儀器相同，同時(shí)又充分結(jié)合 PC機(jī)優(yōu)點(diǎn)的全新儀器系統(tǒng)。波特率定義為每秒鐘傳送二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，以位 /秒（ bit/s）為單位，亦稱“波特”。為了能夠?qū)崿F(xiàn)通信，雙方必須都遵循異步通信協(xié)議。 終端與計(jì)算機(jī)之間或者計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行交換信息時(shí)，除了采用并行通訊方式之外，還經(jīng)常采用串行通訊方式。 圖 62平均值 VI LabVIEW 中溫濕度串口通訊 簡(jiǎn)介 串行通信端口 (Serial Communication Port)在系統(tǒng)控制的范疇中一直占有極重要的位置，不僅沒(méi)有因?yàn)闀r(shí)代的進(jìn)步而淘汰，反而是在規(guī)格上越來(lái)越向其極限挑戰(zhàn)。 開(kāi) 始串 口 初 始 化讀 串 口顯 示 數(shù) 據(jù)濾 波數(shù) 據(jù) 保 存 圖 61 上位機(jī) LabVIEW程序設(shè)計(jì)流程圖 溫濕度平均值的計(jì)算 在 庫(kù)房 中，經(jīng)常需要知道所測(cè)溫度的平均值及實(shí)時(shí)溫度與平均值之間的偏差以便更好的控制溫度，從而使它能夠更好的影響產(chǎn)品的數(shù)量與質(zhì)量。 //定時(shí)器開(kāi)始計(jì)數(shù) REN=1。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫(xiě)時(shí)序開(kāi)始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫(xiě)命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。 10V電壓，所以采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只要單一的 +5V電源。 PC機(jī)中一般都有現(xiàn)成的 1～ 2個(gè)標(biāo)準(zhǔn) RS232C串行口，利用這些串行口， PC機(jī)可以與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，通訊距離可達(dá) 15m左右。 經(jīng)過(guò) t1 時(shí)間后濕敏電容的壓降 Uc 就被充電到TLC55 的高觸發(fā)電平 (Uh=)，使內(nèi)部比較器翻轉(zhuǎn)， OUT的輸出變成低電平 。 圖 42 溫度采集電路 濕度采集原理及電路 原理分析： 電源電壓工作范圍是 UCC=+～ +12V。將電容的變化量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)易于接受的信號(hào)，常用兩種方法：一是將該 濕敏電容 置于運(yùn)放與阻容組成的橋式振蕩電路中，所 產(chǎn)生的正弦波電壓信號(hào)經(jīng)整流、直流放大、再 A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；另一種是將該濕敏電容置于 555 振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之呈反比的電壓頻率信號(hào)。有關(guān)連接的細(xì)節(jié)見(jiàn)“寄生電源”一節(jié)。 其特性如下： （ 1）獨(dú)特的單線接口方式，只需一個(gè)接口引腳即可通信； （ 2）每一個(gè) DS18B20 都有一個(gè)唯一的 64位 ROM 序列碼； （ 3）在使用中不需要任何外圍元件； （ 4）可使用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍： +～ +； （ 5）測(cè)溫范圍： — 55℃～ +125℃ ,在 — 10℃～ +85℃范圍內(nèi)精度為177。 第 四 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)原理 下位機(jī)的硬件設(shè)計(jì)主要是依據(jù)單片機(jī) [8]，所以要進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，溫度的采集用 DS18B20 進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的采集，濕度的數(shù)據(jù)采集用 HS1101 元件，將采集的數(shù)據(jù)送到單片機(jī) STC89C52 進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，處理后經(jīng)數(shù)據(jù)送到 1602A 顯示出當(dāng)前的溫濕度，和溫濕度的報(bào)警的上下限，并將溫濕度的數(shù)據(jù)送到上位機(jī) LabVIEW進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，當(dāng)超過(guò)溫濕度的上限或者低于溫濕度的下限時(shí)，上位機(jī)發(fā)出信號(hào)控制下位機(jī)的風(fēng)扇或者加熱器進(jìn)行工作，保持 庫(kù)房 的 溫濕度達(dá)到我們需要的范圍。 設(shè)計(jì)方案 該系統(tǒng)整體上分為三大部分：一部分為基本的硬件電路；二是檢測(cè)部分電路；三是上位機(jī)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理和管理 ． 在 庫(kù)房 的關(guān)鍵部分設(shè)置溫度 傳感器 （ DSl8B20）濕度傳感器 （ HSll01） ， 利用 Dsllas 公司的單總線協(xié)議 和 單線檢測(cè)信號(hào)將溫濕度的值送到單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的處理，然后經(jīng)過(guò)串口通信，將溫濕度的檢測(cè)值經(jīng)過(guò)RS232 送到計(jì)算機(jī)上，然后經(jīng)過(guò) DAQ 數(shù)據(jù)采集將數(shù)據(jù)送到 LabVIEW， LabVIEW 將數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)處理程序進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，然后將數(shù)據(jù)送到報(bào)警程序與 設(shè)定值進(jìn)行比較，在設(shè)定值之間將在 LabVIEW 前面顯示工作正常。 LabVIEW 軟件的優(yōu)勢(shì)及實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)功能的可行性 簡(jiǎn)單的方案使得可以很方便的使用 LabVIEW，因?yàn)樗褂每梢暬夹g(shù)建立人機(jī)界面，提供了大量?jī)x器面板中的控制對(duì)象。在 VI 的前面板中，空間模擬了儀器的輸入裝置并把數(shù)據(jù)提供給 VI 的框圖；而指示器則模擬了儀器的輸 出裝置并顯示由方框圖獲得或產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。 表 21 傳統(tǒng)儀器和虛擬儀器的對(duì)比 傳統(tǒng)儀器 虛擬儀器 功能由儀器廠商定義 功能由用戶自己定義 與其他儀器連接有限 可 方便的與網(wǎng)絡(luò)外設(shè)及多種儀器連接 圖形界面小，人工讀取數(shù)據(jù)信息量小 界面圖形化，計(jì)算機(jī)直接讀取數(shù)據(jù)并分析處理 數(shù)據(jù)無(wú)法編輯 數(shù)據(jù)可編輯、存儲(chǔ)、打印 硬件是關(guān)鍵部分 軟件是關(guān)鍵部分 價(jià)格昂貴 價(jià)格低廉 系統(tǒng)封閉、功能固定，可擴(kuò)展性差 基于計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)的功能模塊可構(gòu)成多種儀器 技術(shù)更新慢 技術(shù)更新快 LabVIEW 軟件介紹 LabVIEW 是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)的簡(jiǎn)稱，它是目前國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的虛擬儀器開(kāi)發(fā)環(huán)境之一，它是主要用于開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)檢測(cè)、數(shù)據(jù)測(cè)量采集系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)控制系 統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等領(lǐng)域的專用軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。如果工作不再設(shè)定值之內(nèi)，將會(huì)產(chǎn)生報(bào)警，在前面板將會(huì)有報(bào)警信號(hào)提示，同時(shí)在下位機(jī)將會(huì)有報(bào)警信號(hào)，同時(shí)將驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電路控制風(fēng)扇和加濕器工作，使庫(kù)房的溫濕度能夠工作在我們?cè)O(shè)定的理想狀態(tài)。它廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集與控制、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域。例如像紡織工藝對(duì)溫濕度有嚴(yán)格要求，紡織廠空調(diào)系統(tǒng)的可靠性和安全性直接影響正常生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。因此科學(xué)的監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)庫(kù)房溫濕度，加強(qiáng)對(duì)庫(kù)房的監(jiān)測(cè)，保護(hù)庫(kù)房物品是一項(xiàng)有重要意義的工作。但這種方法需要依靠大量人力資源， 控制精度低、實(shí)時(shí)性差，而且操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)操作方便、功能完善、工作可靠的溫濕度 監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)，對(duì)提高設(shè)備的工作效率、降低事故率有積極作用。同時(shí)界面友好，可視化軟件 LabVIEW 工具，更是向著效率高、功能強(qiáng)大的方向努力。其中計(jì)算機(jī)處于核心地位，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)和測(cè)量系統(tǒng)更緊密地結(jié)合，導(dǎo)致儀器的結(jié)構(gòu)、概念和設(shè)計(jì)觀點(diǎn)等也發(fā)生突破性的變化，在這一背景下，出現(xiàn)了新的儀器概念 虛擬儀器。用 LabVIEW 編程無(wú)需具備太多編程經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)長(zhǎng)abVIEW 使用的都是測(cè)試工程師熟悉的術(shù)語(yǔ)和圖標(biāo)，如各種按鈕、開(kāi) 關(guān)、波形圖等，界面非常直觀形象。一個(gè) VI 用在其他 VI 中，稱為subVI， subVI 在調(diào)用它的程序中同樣是以一個(gè)圖標(biāo)的形式出現(xiàn)的。 靈活的儀器將 LabVIEW 與一般的數(shù)據(jù)采集加以組合，可以設(shè)計(jì)出更靈活的虛擬儀器。數(shù)據(jù)采集模塊利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度實(shí)時(shí)采集、濕度實(shí)時(shí)采集、電路狀態(tài)信號(hào)采集及數(shù)據(jù)預(yù)處理；數(shù)據(jù)傳輸模塊將檢測(cè)信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī) ； 計(jì)算機(jī) I/O 接口為計(jì)算機(jī)與外部數(shù)據(jù)連接的硬件支持。其主要的性能參數(shù)： （ 1）與 MCS51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 （ 7）告警搜索命令可識(shí)別和定位那些超過(guò)報(bào)警限制的 DS18B20； （ 8）支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能 ，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。在需要濕度補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)合他也可以得到很大的應(yīng)用。 表 43 主要參數(shù) 顯示容量 16X2字符 芯片工作電壓 工作電流 （ ） 模塊最佳工作電壓 字符尺寸 （ WXH） mm 44所示。 輸出頻率范圍是 73516033Hz，所對(duì)應(yīng)的相對(duì)濕度為 0～ 100％ 。 這樣周而復(fù)始的進(jìn)行充、放電，形成了振蕩 。 TTL電平的邏輯“ 1”和邏輯“ 0”分別是 ，而串行通訊接口 RS232C采用負(fù)邏輯，即邏輯“ 1”為－ 5～－ 15V，邏輯“ 0”為 5～ 15V，二者的電氣規(guī)范不一致，因此要完成單片機(jī)與 PC機(jī)的數(shù)據(jù)通訊，必須對(duì)單片機(jī)輸出的 TTL電平進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。 MAX232的接口電路如圖 44所示。有以上的分析可得程序讀寫(xiě)時(shí)序流程圖如 圖 52所示： 測(cè) 溫 開(kāi) 始復(fù) 位D S 1 8 B 2 0跳 過(guò) R O M 命令轉(zhuǎn) 換 完畢 ？發(fā) 匹 配 R O M命 令讀 溫 度 值復(fù) 位D S 1 8 B 2 0送 單 片 機(jī)YN 開(kāi) 始初 始 化讀 狀 態(tài)寫(xiě) 命 令讀 數(shù) 據(jù)寫(xiě) 數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù) 顯 示 圖 52 讀寫(xiě)時(shí)序流程圖 上、下位機(jī)數(shù)據(jù)通信子程序設(shè)計(jì) 上位機(jī)和下位機(jī)的通訊主要通過(guò) RS232，來(lái)進(jìn)行通訊的，在本次的設(shè)計(jì)里，由于要單片機(jī)向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，因此要設(shè)計(jì)發(fā)送數(shù)據(jù)子程序，因此要設(shè)置串口的工作方式，這次設(shè)計(jì)采用了串口工作方式 1，由于串口工作方式 1的波特率是由定時(shí)器控制的，因此還要有定時(shí)器程序，產(chǎn)生需要的波特率來(lái)控制串口的功能工作方式。 EA=1。它是將所有采集到的數(shù)據(jù)值平方之 后相加，然后除以數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，再取該平均值的平方根，其數(shù)學(xué)表達(dá)式如式（ 61）所示： Nxi??? N1i 2x （ 61） 式中： N 為數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)， xi 為各次數(shù)據(jù)值。 RS232 通信端口是每部計(jì)算機(jī)上的必要配置，通常含有 COM1 與 COM2 兩個(gè) 信道，一般的計(jì)算機(jī)將 COM1 以 9 針的接頭接出，而將 COM2 以 25針的接頭接出。在微機(jī)測(cè)量，控制系統(tǒng)中，目前串行數(shù)據(jù)的傳輸大多采用異步通訊的方式。 （ 2） DTE和 DCE 在串行通訊中，用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的設(shè)備稱為數(shù)據(jù)終端設(shè)備（ Data Terminal Equipment 簡(jiǎn)寫(xiě)為 DTE）。 圖 63程序后面板 圖 64程序前面板 LabVEW 溫濕度報(bào) 警模塊程序 在 LabVIEW 中，溫濕度當(dāng)高于或者低于上限或者下限的時(shí)候都要發(fā)出警報(bào)，下位機(jī)的電路就要產(chǎn)生進(jìn)行相應(yīng)的控制。因?yàn)樵摐y(cè)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行保存，而且事后還需要進(jìn)行分析以確定溫度數(shù)據(jù)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響，所以需要用數(shù)據(jù)庫(kù)的形式來(lái)存儲(chǔ)溫度數(shù)據(jù)。 測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下圖。 本次設(shè)計(jì)基本可以達(dá)到所有要求，但還是存在一些缺陷 ，由于上下位機(jī)采用的是 串口通訊方式，溫度傳感器 DS18B20 和濕度傳感器 HS1101 采集的數(shù)據(jù)要實(shí)時(shí)的傳送到上位機(jī)，讓上位機(jī)的程序進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理數(shù)據(jù)， 因此上位機(jī)處理的信號(hào)就不能將上位機(jī)的控制信號(hào) 發(fā)送到下位機(jī)進(jìn)行 對(duì) 風(fēng)扇和加 熱 器的控制了， 否則由于只有一個(gè)串口， 所以需要分時(shí)序進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸 ，這樣溫濕度的數(shù)據(jù)傳輸就有間隔了， 就達(dá)不到實(shí)時(shí)控制的要求 ，為了解決這一個(gè)問(wèn)題， 將 對(duì)風(fēng)扇和加 熱 器的控制改為對(duì)用單片機(jī)進(jìn)行控制，這樣就不會(huì)出現(xiàn)沖突 ，控制的 也 會(huì) 比較準(zhǔn)確。 sbit key2=P3^5。 sbit d=P1^7。 TR1=1。x0。 delay(5)。 lcden=1。 write_(0x06)。 for(num=0。 delay1(80)。i) { DQ=0。 for(i=8。 }