【導讀】核準通過，歸檔資料。未經(jīng)允許，請勿外傳！差補償技術來達到提高數(shù)控機床加工精度的目的。因此,研究一種基于串行通信的多路。產(chǎn)效率有著重要的意義。通信，使用上位機完成數(shù)據(jù)處理和溫度的顯示等。溫度的測量精度低于℃。顯示，采用溫度傳感器TC1047進行溫度采集。將溫度傳感器輸出的電壓通過RC濾波電。RS232串口發(fā)送到LABVIEW編寫的上位機進行數(shù)據(jù)處理和顯示。采集速率以及設定報警溫度上限，將采集到的數(shù)據(jù)以TXT或XLS格式存儲到電腦中。的制作和調(diào)試，驗證了設計的設計穩(wěn)定性和可行性，實現(xiàn)了設計的預期結(jié)果。

　　

【正文】 ata is realtime. The method also can set temperature alarming range and if the data exceed the range the system will warn. And using the serial port to realize the single chip microputer and puter munication, using upper puter to plete data processing and display of temperature, etc. Temperature measuring precision less than ℃ . STC89C52 is the main control chip of the design, and LCD1602 is used to display the temperature value, and temperature sensor TC1047 is used for temperature acquisition. Temperature sensor output voltage will by RC filter circuit and amplifier circuit which is posed of operational amplifier OP07, and then through the A/D conversion .finally, through the RS232 serial port sent the digital quantity to upper puter for data processing and display, and the upper puter is wrote by LABVIEW. Can set the temperature data acquisition rate, and can set temperature limit through upper puter, and the collected data can be stored your puter in TXT or XLS format. The design of hardware circuit is based on stable, viable, lowcost design ideas. And the design of software uses modular method. And finally by finishing and debugging of the circuit, we verify the feasibility of the design and also we achieve to the expected results of the design. Keywords: serial munication。 LABVIEW。 CNC machine。 thermal error。 multichannel temperature acquisition 目 錄 引言 ......................................................... 1 1 系統(tǒng)綜述 .................................................. 2 方案論證與選擇 ........................................................ 2 系統(tǒng)整體框圖 .......................................................... 3 2 硬件電路設計 .............................................. 4 51 單片機主控電路 ..................................................... 4 單片機主控電路設計 .................................................. 4 C51 程序語言 ........................................................ 5 TC1047 溫度采集電路 ................................................... 5 RC 低通濾波電路 ....................................................... 6 OP07 放大電路 ......................................................... 7 A/D 轉(zhuǎn)換電路 .......................................................... 8 LCD1602 顯示電路 ...................................................... 9 串口通信電路 ......................................................... 10 電源穩(wěn)壓電路 ......................................................... 11 3 下位機軟件設計 ............................................ 12 主程序框架 ........................................................... 12 ADC0832 驅(qū)動程序 ..................................................... 13 LCD1602 顯示驅(qū)動程序 ................................................. 15 串口通信程序 ......................................................... 17 4 上位機軟件設計 ............................................ 18 上位機人機交互界面設計 ............................................... 18 上位機程序框圖設計 ................................................... 19 主程序框圖設計 ..................................................... 19 LABVIEW 串口程序設計 ............................................... 20 串口數(shù)據(jù)幀解碼 ..................................................... 21 數(shù)據(jù)處理和顯示 ..................................................... 22 數(shù)據(jù)的存儲和讀取 ................................................... 23 采集速率 和溫度報警 ................................................. 24 5 原理圖電路仿真 ............................................ 25 6 實物的組裝調(diào)試及軟件驗證 .................................. 27 實物的制作流程 ....................................................... 27 硬件調(diào)試及軟件驗證 ................................................... 28 電源電路測試 ....................................................... 28 LCD1602 顯示測試 ................................................... 28 放大電路測試 ....................................................... 28 A/D 轉(zhuǎn)換測試 ....................................................... 29 下位機串口通信測試 ................................................. 29 上位機串口通信測試 ................................................. 29 下位機與上位機整體功能測試 ......................................... 29 數(shù)據(jù)測量及誤差分析 ................................................... 30 溫度傳感器標定 ..................................................... 30 數(shù)據(jù)的測量 ......................................................... 34 誤差計算及分析 ..................................................... 36 軟硬件調(diào)試綜述 ....................................................... 37 7 結(jié)論 ...................................................... 38 系統(tǒng)功能 ............................................................. 38 功能擴展 ............................................................. 38 前景展望 ............................................................. 39 謝 辭 ....................................................... 40 參考文獻 ..................................................... 41 附錄一 電路設計原理圖 ....................................... 42 附錄二 電路設計 PCB 圖 ....................................... 43 附錄三 電路設計實物圖 ....................................... 43 附錄四 上位機實時數(shù)據(jù)采集界面圖 .............................. 44 附錄五 上位機歷史數(shù)據(jù)讀取界面圖 .............................. 45 引言 隨著科 學 技 術 的不斷發(fā)展， 對 現(xiàn)代 設 備 精確度的要求 不斷 增長，信息采集 (即傳感器技術 )、信息傳輸 (通信技術 )和信息處理 (計算機技術 )為 信息技術的前沿尖端 技術 ，其應用 非常廣泛， 已經(jīng) 滲透到社會的 每一個領域 [13]。 數(shù)據(jù)采集是指將溫度、壓力、流量、位移等 物理 量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，再由計算機進行存儲、處理、顯示或者打印的過程。在生產(chǎn)過程中應用數(shù)據(jù)采集，可對生產(chǎn)現(xiàn)場的工藝參數(shù)進行采集、監(jiān)視和記錄，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本提供信息和手段。 數(shù)控機床在加工過程中，熱誤差是因溫度上升引起的加工誤差。據(jù)統(tǒng)計，在精密加工和超精密加工中，由于熱變形引起的加工誤差占總加工誤差的 50%～ 70%[45]。目前，有兩類方法可以用 來減小機床的熱誤差 。 一是通過 改進機床結(jié)構(gòu)設計方法 ， 直接 減小熱誤差，但是 會大大提高成本 。二是通過 建立熱誤差模型進行補償?shù)姆椒?[1516]。 LABVIEW軟件是 NI公司開發(fā)用于測控領域的圖形化開發(fā)環(huán)境，它在數(shù)據(jù)采集、儀器控制、測量分析和數(shù)據(jù)顯示方面有著明顯的優(yōu)勢而得到廣泛的應用 [14]。 它是一種方便的人機界面軟件，其編程的方式相比于 VC等比較復雜的上位機編程軟件來說更加的簡單和有針對性。 利用 NI的 LABVIEW軟件和數(shù)據(jù)采集卡可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、存儲、分析處理?；蛘咄ㄟ^其它接口可以很容易地將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到 LABVIE編寫的上位機。 設計的主要目的 和任務 是 ，在 生產(chǎn)車間中 對 數(shù) 控 機床的主要部件進行實時 多點溫度采集，采集硬件電路主要包括：溫度傳感器，放大濾波， A/D 轉(zhuǎn)換，下位機控制，串口通信等功能；采集通道數(shù) =4，采集溫度精度： 度，溫度范圍： 0～ 40 度。上位機對采集的溫度數(shù)據(jù)進行受熱分析，并顯示溫度隨時間的變化趨勢，并對加工的熱變形誤差進行計算和補償。 1 系統(tǒng)綜述 方案論證與選擇 設計主要是實現(xiàn)數(shù)控機床機床 4 路溫度的采集，正確選 擇溫度傳