【正文】 采集模塊中，并進行初步調(diào)試； 第五步 驗證溫度采集模塊測試溫度的準確性，具體方法為采集模塊測試溫度與溫度計測試溫度對比；第六步 溫度采集模塊與上位機連接調(diào)試，具體如圖48所示。圖413串口通訊程序框圖 溫度顯示和波形顯示模塊 溫度顯示和波形顯示模塊程序框圖主要是溫度記錄的顯示和波形顯示，記錄顯示主要包括實時顯示，數(shù)據(jù)記錄顯示、溫度計顯示，波形顯示主要實時顯示溫度變化波形，具體如圖414所示。設(shè)置溫度補償功能，當溫度高出預(yù)警值時候進行溫度降溫處理，溫度低于預(yù)警值時候進行升溫處理，具體做法可以通過設(shè)置電機控制模塊，溫度高時進行驅(qū)動電機進行制冷處理，溫度低時驅(qū)動電機進行加熱處理維持溫度在限度范圍內(nèi)。//初始化失敗 } return 1。j) { DSPORT=0。 //等待轉(zhuǎn)換成功，而如果你是一直刷著的話，就不用這個延時了 }void Ds18b20ReadTempCom() //發(fā)送讀取溫度命令{ Ds18b20Init()。 c0。 //選擇寫入命令 LCD1602_RW = 0。 //寫入數(shù)據(jù) Lcd1602_Delay1ms(1)。 LCD1602_E = 0。 LcdInit()。39。//因為數(shù)據(jù)處理有小數(shù)點所以將溫度賦給一個浮點型變量 //如果溫度是正的那么，那么正數(shù)的原碼就是補碼它本身 temp=tp**100+。 LcdWriteCom(0x83)。//將接收到的數(shù)據(jù)放入到發(fā)送寄存器 while (!TI)。+datas[3]。 //等待發(fā)送數(shù)據(jù)完成 TI = 0。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 for(i=0。039。+datas[2])。039。+39。39。 //設(shè)置數(shù)據(jù)指針起點}endif開發(fā)板溫度顯示主程序：includeincludeincludeincludeuchar CNCHAR[6] = 攝氏度。 LCD1602_DATAPINS = dat 4。}endif ifndef LCD1602_4PINS void LcdWriteData(uchar dat) //寫入數(shù)據(jù){ LCD1602_E = 0。 //寫入時序 Lcd1602_Delay1ms(5)。 temp|=tml。 Delay1ms(1)。 }}自DS18B20讀取字節(jié)函數(shù)unsigned char Ds18b20ReadByte(){ unsigned char byte,bi。//延時642us DSPORT=1。孫老師不僅在學業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我方向性引導(dǎo)，在此謹向我的指導(dǎo)老師孫老師表達最崇高的敬意。只能進行溫度顯示和超限度報警，不能勝任對溫度敏感工藝場所，無法完成溫度維持在某個限度范圍內(nèi)。VISA讀取函數(shù)從VISA資源名稱指定的設(shè)備或接口中讀取指定數(shù)量的字節(jié)，并使數(shù)據(jù)返回至讀取緩沖區(qū)。 讀時序也是由讀1時序和讀0時序組成，如圖47所示。 主電路圖 單片機硬件仿真系統(tǒng)設(shè)置采用LM016L顯示器，根據(jù)相應(yīng)的芯片對比，開發(fā)板采用LCD1602與LM016L測試原理和讀寫時序一樣，在進行仿真變成過程只需對相應(yīng)資源進行部分更改，主電路如圖38所示[16]。 采集模塊和上位機通訊采用串行通信，波特率設(shè)置為4800、采用奇偶校驗，數(shù)據(jù)位為8位?！?LSB形式表現(xiàn)出來，就是實際的十進制溫度值，DS18B20采樣值與溫度關(guān)系如表21所示。傳感器數(shù)據(jù)傳輸以濕度、溫度數(shù)據(jù)的40Bit為單位一次性傳給單片機，采用校驗和的方式檢測傳輸數(shù)據(jù)的準確與否。第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計 設(shè)計任務(wù) 課題設(shè)計任務(wù)是利用LabVIEW的串口通信模塊，采集來自單片機獲得的數(shù)據(jù)采集信號，并在LabVIEW上實時繪圖顯示，并通過設(shè)置數(shù)據(jù)采集信號數(shù)值上下限，當采集信號高出或者低于預(yù)警線時，界面會出現(xiàn)相應(yīng)的提示，同時能夠?qū)Σ杉男盘栠M行存儲，在進行歷史記錄調(diào)用時候可以顯示出原始數(shù)據(jù)采集記錄。 國內(nèi)發(fā)展情況傳統(tǒng)的儀器測控系統(tǒng)采用獨立式儀器儀表集中對被測環(huán)境、設(shè)備進行參數(shù)監(jiān)控，用戶通過控制界面進行集中操作。LabVIEW軟件采用圖形化語言代替代碼編程，將傳統(tǒng)意義上的硬件設(shè)計和代碼語法轉(zhuǎn)化為軟件流程和整體功能布局，大大簡化了編程流程，提高了編程效能，以其獨特生命力贏得工程技術(shù)人員支持。虛擬儀器提出的主要思想是利用模塊化硬件設(shè)計，結(jié)合軟件完成各種測試、測量和自動化應(yīng)用。設(shè)計中通過LABVIEW構(gòu)建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件平臺，將采集的溫度數(shù)據(jù)進行處理并對處理結(jié)果進行相應(yīng)判斷。系統(tǒng)設(shè)計完成后進行了性能測試，表明該系統(tǒng)能夠?qū)Ρ粶y環(huán)境完成實時數(shù)據(jù)采集，存儲、信號分析和實時圖形顯示等工作，系統(tǒng)設(shè)計簡單、通用性好、可移植、易于操作、成品低可滿足一部分市場需求。因此，溫度參數(shù)實時檢測具有實用價值，便于溫度超出正常范圍內(nèi)進行相應(yīng)的溫度補償。虛擬儀器是一種功能意義上的儀器，并不強調(diào)物理上的實現(xiàn)形式，在與傳統(tǒng)儀器同臺競爭方面，概括起來如下：一、豐富和增加了傳統(tǒng)儀器的功能，用戶可以根據(jù)運用環(huán)境需要靈活的定義儀器，組合不同硬件資源構(gòu)建多用途儀器；二、突出了軟件地位，虛擬儀器與硬件交互限制較小，與其他設(shè)備通訊連接方便，在模擬分析時虛擬儀器漂移現(xiàn)象可控，無需定期校準，標準化的總線通訊提高了測量精度、準確度；三、開放的平臺，虛擬儀器用戶組建系統(tǒng)代碼，可以自由方便儀器功能、面板的修改，為用戶提供了寬范圍的使用空間；四、開放的工業(yè)對接標準，設(shè)計者利用虛擬儀器開放的工業(yè)標準實現(xiàn)設(shè)計、使用和管理的標準統(tǒng)一，生產(chǎn)維護和開發(fā)費用低，提高儀器市場競爭力和使用效率；五、構(gòu)建系統(tǒng)便捷，虛擬儀器既可以作為測試系統(tǒng)獨立使用，也可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)組成分布式測試系統(tǒng)、遠程測試、監(jiān)控與故障診斷等，與軟件結(jié)合使用降低了開發(fā)成本；六、虛擬儀器可編程性，虛擬具有強大的圖形用戶界面（GUI），計算機可以實時、直接進行數(shù)據(jù)編輯，通過分析軟件進行軟件編程的修改、編輯，也可以利用計算機存儲功能記錄數(shù)據(jù)、分享數(shù)據(jù)等[4]。1997年，NI公司首次推出基于計算機的開發(fā)式的模塊化測試系統(tǒng)PXI，與HP公司主導(dǎo)VXI模塊化測試系統(tǒng)形成強大競爭，2004年，NI公司推出Compact RIO以及嵌入式可編程采集控制器模塊,以高可靠性、高實時性、低功耗等優(yōu)點獲得業(yè)內(nèi)好評。伴隨著虛擬技術(shù)發(fā)展推進，也涌現(xiàn)出一批研究成果，如唐山大學基于ComXactPCIV PYI研制的鍋爐供熱自動控制系統(tǒng)成功地運用在唐山市熱力總公司項目上；清華大學基于ComXactPCIV PYI技術(shù)建設(shè)的實驗熱工水利測控平臺研制成功了先進的熱工測量技術(shù)和熱工仿真技術(shù)成功地完成了海水淡化等重要課題研究；國防科技大學基于NaOVIEP的分布式VYI儀器教學實驗系統(tǒng)的研制為VYI儀器廣泛進入大學實驗室創(chuàng)造了條件；清華大學利用虛擬儀器構(gòu)建汽車發(fā)動機檢測系統(tǒng)用于汽車發(fā)動機出廠的自動檢測等?！妫梢远帱c組網(wǎng)、多點測溫，工作電源電壓為3V~，應(yīng)用于一般工業(yè)測溫現(xiàn)場、家庭溫度測量等。高速緩沖存儲器內(nèi)部有9個字節(jié)，第2字節(jié)存放轉(zhuǎn)換完成的溫度值，第4字節(jié)存放上、下限報警值TH和TL，第5字節(jié)為配置寄存器，第8字節(jié)為保留字節(jié)，9字節(jié)是CRC校驗碼，提高串行傳輸?shù)目煽啃浴H340作為單片機開發(fā)板USB總線轉(zhuǎn)換芯片，實現(xiàn)USB轉(zhuǎn)串口功能，如圖33所示。單片機在開機時或在工作中因干擾而使程序失控或工作中程序處于某種死機循環(huán)狀態(tài)等情況下都需要復(fù)位。 主程序讀溫度程序數(shù)據(jù)處理程序圖43 程序流程圖 初始化程序單片機與DS18B20器件進行通信是以初始化開始，初始化序列包括單片機產(chǎn)生復(fù)位脈沖和DS18B20器件回應(yīng)的應(yīng)答脈沖，如圖44所示。圖410實時數(shù)據(jù)測控界面 前面板歷史記錄 歷史記錄界面主要有回放按鈕，溫度采集記錄表和溫度采集波形圖，在進行溫度采集完成后，系統(tǒng)會保存溫度采集記錄，通過回放功能可以實現(xiàn)對溫度采集記錄的回放，有利于追溯被測環(huán)境溫度變化情況，如圖411歷史記錄界面所示?！孀笥遥究梢詫崿F(xiàn)溫度采集、波形顯示、數(shù)據(jù)處理等功能。致謝該設(shè)計及學位論文是在孫克偉老師的帶領(lǐng)和悉心指導(dǎo)下完成的。 DSPORT=0。 while(i)。 //讀取完之后等待48us再接著讀取下一個數(shù) while(i)。 //讀取溫度值共16位，先讀低字節(jié) tmh=Ds18b20ReadByte()。 //選擇寫入 LCD1602_DATAPINS = 。 LCD1602_E = 1。 LCD1602_E = 1。 //開顯示不顯示光標 LcdWriteCom(0x06)。 //定義數(shù)組 float tp。+39。039。 LcdWriteCom(0x84)。 //等待發(fā)送數(shù)據(jù)完成 TI = 0。+datas[4]。} //打開計數(shù)器畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。涉密論文按學校規(guī)定處理。 //設(shè)置計數(shù)器工作方式2 PCON=0X80。 LcdWriteCom(0x87)。 //寫地址 80表示初始地址 LcdWriteData(39。+datas[1])。 datas[1] = temp % 10000 / 1000。 temp=~temp。C39。 //開顯示不顯示光標 LcdWriteCom(0x06)。 //保持時間 LCD1602_E = 0。 LCD1602_E = 1。b) { for(a=1。 //跳過ROM操作命令 Ds18b20WriteByte(0xbe)。//然后釋放總線 i++。j8。另外，我也要感謝在大學期間所有傳授我知識的老師，是你們的悉心教導(dǎo)使我擁有了良好的專業(yè)課知識，這也是論文得以完成的基礎(chǔ)。下位機主要通過單片機作為數(shù)據(jù)采集模塊，采集來自單片機獲得的數(shù)據(jù)采集信號，并在LabVIEW上實時繪圖顯示，并通過設(shè)置數(shù)據(jù)采集信號數(shù)值上下限，當采集信號高出或者低于預(yù)警線時，界面會出現(xiàn)相應(yīng)的提示，同時能夠?qū)Σ杉男盘栠M行存儲，在進行歷史記錄調(diào)用時候可以顯示出原始數(shù)據(jù)采集記錄。 第5章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)調(diào)試根據(jù)設(shè)計程序和仿真結(jié)果進行系統(tǒng)調(diào)試，具體調(diào)試步驟如下： ，在電腦桌面生成圖標； ，并安裝驅(qū)動程序，在電腦設(shè)備管理器中出現(xiàn)顯示； ，打開LabVIEW應(yīng)用軟件并開啟數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，同時打開溫度模塊進行溫度測試； ； ，測試記錄如下圖51所示。程序框圖設(shè)計主要負責上位機程序中算法、邏輯等功能，是程序運行的核心[19]。一個完整的LabVIEW開發(fā)環(huán)境由基本模塊和擴展模塊組成，引擎部分是整個圖像化開發(fā)環(huán)境的核心，包括編輯模塊、運行模塊和調(diào)試模塊，程序組成有前面板、程序框圖、圖標/連結(jié)器，前面板是圖形用戶界面，負責用戶輸入和顯示輸出，具體表現(xiàn)為開關(guān)、按鈕、圖形等，前面板結(jié)構(gòu)圖如圖41所示。步進電機驅(qū)動模塊采用ULN2003A驅(qū)動芯片，接五相四線步進馬達，接口引出，也可以實現(xiàn)PWM脈沖控制電機。液晶顯示結(jié)果顯示模塊溫 度 采 集 模 塊數(shù)據(jù)處理 模塊LabVIEW系統(tǒng)圖31 系統(tǒng)硬件構(gòu)成示意圖 A/D和D/A模塊設(shè)計 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計包括硬件和軟件兩大部分，硬件主要是獲取現(xiàn)實環(huán)境的被測信號，為信號采集與控制提供物理傳輸通道，軟件用來控制測試環(huán)境的數(shù)據(jù)采集、處理、分析、顯示等物理功能，通過不同的軟件實現(xiàn)不同虛擬儀器功能，測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖32所示。圖23 XPT2046模擬輸入特性 方案確定 綜合兩種傳感器器件，在采集溫度功能上，兩個傳感器均可以實現(xiàn)，在實驗初期采用DS18B20進行數(shù)據(jù)采集，簡單方便、測量準確性高，測試原理雷同采用A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，權(quán)衡比較最終選擇了DS18B20作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集傳感器。在工程過程中，為了準確地捕捉信號信息，會通過信號濾波器對信號進行信號濾波處理，并提高采用頻率倍數(shù)，縮小采樣頻率周期。在企事業(yè)單位中，也涌現(xiàn)了一批研究和從事虛擬儀器的公司和學校。第三階段：虛擬儀器框架最終確定與成熟。而采用虛擬儀器技術(shù)僅需采購必要的通用數(shù)據(jù)采集硬件來完成自己的儀器系統(tǒng)設(shè)計。因此，溫度數(shù)據(jù)采集作為系統(tǒng)采集參數(shù)具有現(xiàn)實意義。畢 業(yè) 設(shè) 計 題 目： 基于LabVIEW數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 I基于LabVIEW數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計摘 要