【正文】 void write_(uchar ) { rs=0。 //開總中斷 ES=1。 void send_init() { TMOD=0x20。 sbit a=P1^4。 //定義 1602 端口 sbit DQ = P3^6。 圖 712 報表格式 生成報表如圖 713 所示。 圖 71 溫度報警后面板 圖 72溫濕度報警前面板 圖 73溫濕度報警前面板 根據(jù)測試，系統(tǒng)可以正確的判斷溫濕度，并實施報警。 圖 67上位機主程序前面板 圖 68上位機主程序后面板 第 七 章 系統(tǒng)的仿真與調(diào)試 系統(tǒng)調(diào)試 整個溫度測控系統(tǒng)的主界面只有一個屏，它充分利用了計算機在運算、顯示、存儲、回放、調(diào)用等方面的功能構(gòu)成了一臺從外觀到功能都完全與傳統(tǒng)硬件儀器相同，同時又充分結(jié)合 PC機優(yōu)點的全新儀器系統(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。 終端與計算機之間或者計算機與計算機之間進(jìn)行交換信息時，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，不僅沒有因為時代的進(jìn)步而淘汰，反而是在規(guī)格上越來越向其極限挑戰(zhàn)。 開 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 LabVIEW程序設(shè)計流程圖 溫濕度平均值的計算 在 庫房 中，經(jīng)常需要知道所測溫度的平均值及實時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。 //定時器開始計數(shù) REN=1。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數(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機中一般都有現(xiàn)成的 1～ 2個標(biāo)準(zhǔn) RS232C串行口，利用這些串行口， PC機可以與單片機進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，通訊距離可達(dá) 15m左右。 經(jīng)過 t1 時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)橛嬎銠C易于接受的信號，常用兩種方法：一是將該 濕敏電容 置于運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經(jīng)整流、直流放大、再 A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；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。有關(guān)連接的細(xì)節(jié)見“寄生電源”一節(jié)。 其特性如下： （ 1）獨特的單線接口方式，只需一個接口引腳即可通信； （ 2）每一個 DS18B20 都有一個唯一的 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 硬件設(shè)計原理 下位機的硬件設(shè)計主要是依據(jù)單片機 [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 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，和溫濕度的報警的上下限，并將溫濕度的數(shù)據(jù)送到上位機 LabVIEW進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，當(dāng)超過溫濕度的上限或者低于溫濕度的下限時，上位機發(fā)出信號控制下位機的風(fēng)扇或者加熱器進(jìn)行工作，保持 庫房 的 溫濕度達(dá)到我們需要的范圍。 設(shè)計方案 該系統(tǒng)整體上分為三大部分：一部分為基本的硬件電路；二是檢測部分電路；三是上位機現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理和管理 ． 在 庫房 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 單線檢測信號將溫濕度的值送到單片機進(jìn)行相應(yīng)的處理，然后經(jīng)過串口通信，將溫濕度的檢測值經(jīng)過RS232 送到計算機上，然后經(jīng)過 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)勢及實現(xiàn)監(jiān)測功能的可行性 簡單的方案使得可以很方便的使用 LabVIEW，因為它使用可視化技術(shù)建立人機界面，提供了大量儀器面板中的控制對象。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，計算機直接讀取數(shù)據(jù)并分析處理 數(shù)據(jù)無法編輯 數(shù)據(jù)可編輯、存儲、打印 硬件是關(guān)鍵部分 軟件是關(guān)鍵部分 價格昂貴 價格低廉 系統(tǒng)封閉、功能固定，可擴展性差 基于計算機技術(shù)開發(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 是實驗室虛擬儀器集成開發(fā)平臺的簡稱，它是目前國際上應(yīng)用最廣泛的虛擬儀器開發(fā)環(huán)境之一，它是主要用于開發(fā)數(shù)據(jù)檢測、數(shù)據(jù)測量采集系統(tǒng)、工業(yè)自動控制系 統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等領(lǐng)域的專用軟件開發(fā)平臺。如果工作不再設(shè)定值之內(nèi)，將會產(chǎn)生報警，在前面板將會有報警信號提示，同時在下位機將會有報警信號，同時將驅(qū)動相應(yīng)的電路控制風(fēng)扇和加濕器工作，使庫房的溫濕度能夠工作在我們設(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)濟效益。因此科學(xué)的監(jiān)測調(diào)節(jié)庫房溫濕度，加強對庫房的監(jiān)測，保護(hù)庫房物品是一項有重要意義的工作。但這種方法需要依靠大量人力資源， 控制精度低、實時性差，而且操作人員的勞動強度大。因此，設(shè)計一個操作方便、功能完善、工作可靠的溫濕度 監(jiān)測 系統(tǒng)，對提高設(shè)備的工作效率、降低事故率有積極作用。同時界面友好，可視化軟件 LabVIEW 工具，更是向著效率高、功能強大的方向努力。其中計算機處于核心地位，計算機軟件技術(shù)和測量系統(tǒng)更緊密地結(jié)合，導(dǎo)致儀器的結(jié)構(gòu)、概念和設(shè)計觀點等也發(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 編程無需具備太多編程經(jīng)驗，因為LabVIEW 使用的都是測試工程師熟悉的術(shù)語和圖標(biāo)，如各種按鈕、開 關(guān)、波形圖等，界面非常直觀形象。一個 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)計出更靈活的虛擬儀器。數(shù)據(jù)采集模塊利用單片機實現(xiàn)溫度實時采集、濕度實時采集、電路狀態(tài)信號采集及數(shù)據(jù)預(yù)處理；數(shù)據(jù)傳輸模塊將檢測信號傳輸?shù)接嬎銠C ； 計算機 I/O 接口為計算機與外部數(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）告警搜索命令可識別和定位那些超過報警限制的 DS18B20； （ 8）支持多點組網(wǎng)功能 ，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多點測溫。在需要濕度補償?shù)膱龊纤部梢缘玫胶艽蟮膽?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，所對應(yīng)的相對濕度為 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，因此要完成單片機與 PC機的數(shù)據(jù)通訊，必須對單片機輸出的 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時序流程圖如 圖 52所示： 測 溫 開 始復(fù) 位D S 1 8 B 2 0跳 過 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YN 開 始初 始 化讀 狀 態(tài)寫 命 令讀 數(shù) 據(jù)寫 數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù) 顯 示 圖 52 讀寫時序流程圖 上、下位機數(shù)據(jù)通信子程序設(shè)計 上位機和下位機的通訊主要通過 RS232，來進(jìn)行通訊的，在本次的設(shè)計里，由于要單片機向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，因此要設(shè)計發(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的波特率是由定時器控制的，因此還要有定時器程序，產(chǎn)生需要的波特率來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)個數(shù)， xi 為各次數(shù)據(jù)值。 RS232 通信端口是每部計算機上的必要配置，通常含有 COM1 與 COM2 兩個 信道，一般的計算機將 COM1 以 9 針的接頭接出，而將 COM2 以 25針的接頭接出。在微機測量，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 簡寫為 DTE）。 圖 63程序后面板 圖 64程序前面板 LabVEW 溫濕度報 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候都要發(fā)出警報，下位機的電路就要產(chǎn)生進(jìn)行相應(yīng)的控制。因為該測控系統(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)對整個系統(tǒng)的影響，所以需要用數(shù)據(jù)庫的形式來存儲溫度數(shù)據(jù)。 測試結(jié)果見下圖。 本次設(shè)計基本可以達(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)要實時的傳送到上位機，讓上位機的程序進(jìn)行實時的處理數(shù)據(jù)， 因此上位機處理的信號就不能將上位機的控制信號 發(fā)送到下位機進(jìn)行 對 風(fēng)扇和加 熱 器的控制了， 否則由于只有一個串口， 所以需要分時序進(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)不到實時控制的要求 ，為了解決這一個問題， 將 對風(fēng)扇和加 熱 器的控制改為對用單片機進(jìn)行控制，這樣就不會出現(xiàn)沖突 ，控制的 也 會 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。 }