【正文】 /*啟動轉換*/}/*DS8B20讀取溫度信息*/unsigned int ds1820_read_temp(void) { unsigned int i。 0x80) { /*恢復中斷狀態(tài)*/ SEI()。 } delayUs(100)。 NOP()。 delayUs(2)。 /*關中斷*/ for (i = 8。 } return(value)。 } delayUs(35)。 DQ_IN。 NOP()。 DQ_CLR。 /*關中斷*/ for (i = 8。 }}/*DS18B20字節(jié)讀取函數(shù)*/unsigned char ds1820_read_byte(void) { unsigned char i。 if (flag amp。 /*延時80uS*/ i = DQ_R。 delayUs(128)。 /*關中斷*/ DQ_OUT。 (1 PA7) /*讀了電平*/unsigned char flag。 } OCR=(20*c)。l++) { Uart_Receive()。 } Uart_Transmit(0x0d)。 Uart_Transmit(0x2b)。 t[2]=(middle%1000)/100+0x30。 } else { //溫度為正 temp=(float)(i*)。 for(j=0。 t[3]=0x2e。 middle=(int)(temp*100)。0x01)!=0x01) //有進位嗎？ { Temp_H++。取反加1 Temp_L = ~Temp_L。 //取i中的低8位 Temp_H=(char)((iamp。 // //i=0x0550。 //讀取溫度數(shù)值,讀得的溫度值為16位 //用于調試的原始溫度數(shù)據(jù) //i=0x07d0。 //復位D18B20 ds1820_start()。 //DS18B20對應單片機端口初始化 Uart_Init()。 port_init()。 //用于存溫度數(shù)值及單位 unsigned char *p。 int middle,j,k,l。 畢業(yè)設計的順利完成，離不開其它各位老師、同學的關心和幫助。 幾個月的查資料、整理材料、論文寫作、制作樣機，今天終于順利的完成論文。謝 辭本研究及學位論文是在張彤老師的親切關懷和悉心指導下完成的。(2)學會了LabVIEW的初級使用方法。以上過程通常需要循環(huán)試探幾輪，方能使系統(tǒng)閉環(huán)后達到理想的性能指標。本設計中采用試湊法進行PID參數(shù)的整定。在系統(tǒng)軟硬件出來之后，就需要對加熱裝置的系統(tǒng)參數(shù)進行測試。但是在串口調試助手中，顯示的數(shù)據(jù)卻始終存在亂碼。 系統(tǒng)的調試在將程序下載到單片機中后，系統(tǒng)卻沒有按照預想的設計將測得的溫度數(shù)據(jù)送往串口調試助手的數(shù)據(jù)顯示窗口。在上面各步驟都檢查完之后，接上電源。在做好板子，焊上元器件后，就需要開始進行硬件電路的調試。本設計采用現(xiàn)在比較通用的EDA軟件—Protel 99SE。此子VI及說明如圖所示。這個子VI及說明如圖所示。而LabVIEW中顯示控件支持的數(shù)據(jù)類型只有數(shù)值型數(shù)據(jù)。此關系的測量需要進行硬件調試才可以達到較為理想的值。串口發(fā)送和接受函數(shù)比較簡單，本設計不再贅述。然后設置開啟發(fā)送和接收中斷使能，并且設置幀格式，通常選擇8位數(shù)據(jù)位，1位停止位。若要讀出當前的溫度數(shù)據(jù)需要執(zhí)行兩次工作周期，第一個周期為復位、跳過ROM指令、執(zhí)行溫度轉換存儲器操作指令、等待500uS溫度轉換時間。存儲器操作指令的功能是命令18B20作什么樣的工作，是芯片控制的關鍵。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接的多個器件并作處理。至此，通信雙方已經(jīng)達成了基本的協(xié)議，接下來將會是控制器與DS18B20間的數(shù)據(jù)通信。EEPROM 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報警值和校驗數(shù)據(jù)，DS18B20共3位EEPROM，并在RAM都存在鏡像，以方便用戶操作。在上電復位時其值將被刷新。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時設置不由用戶更改。 測溫部分 串口通信部分 程序下載部分 下位機的軟件設計系統(tǒng)模型如下PID/模糊控制器加熱執(zhí)行設備溫度輸出溫度輸入 下位機系統(tǒng)模型 DS18B20的溫度檢測與數(shù)字數(shù)據(jù)輸出全集成于一個芯片之上，從而抗干擾力更強。硬件部分分為四個部分：主控部分、DS18B20測溫部分、通信部分、程序下載部分。工具包中的另一個VI是Test Fuzzy ，它可以通過手動輸入算出輸出響應值。工程師可根據(jù)專家經(jīng)驗繪制出輸入和輸出量的隸屬函數(shù)圖，繪制完成后點擊Quit；接著彈出Rulebase Editor對話框（圖6），這是仿真模糊推理器的規(guī)則庫。安裝工具包后。PID EGU to %.vi和PID % to 。PID Setpoint 。該vi還能控制輸出值的范圍。 PID控制模塊簡介NI提供了在LabVIEW中使用的PID控制工具包，可幫助工程師結合NI數(shù)據(jù)采集設備快速有效地搭建一個數(shù)字PID控制器，精確可靠地完成系統(tǒng)需求。有了VISA，用戶可以使用LabVIEW與多種連接類型的眾多儀器進行通信，如GPIB、以太網(wǎng)、TCP/IP、串口、USB等。VISA Flush I/O BufferVISA CloseVISA Serial BreakVISA WriteVI名稱 VISA 是一個調用低層驅動程序的高層API。利用這些儀器驅動器，用戶可以很容易地控制各種儀器，并將主要精力放在儀器功能的實現(xiàn)上，而不必關心具體的編程細節(jié)，這一點是LabVIEW強大功能的體現(xiàn)。其目的是盡量統(tǒng)一一起軟件標準，不論儀器使用GPIB、PXI、VXI，還是串行接口（RS232/422/485）。SCPI：可編程儀器標準命令（Standard Commands for Programmable Instrumentation）。 RS232：232號推薦標準（Remended Standard 232）。 IVI：可交換虛擬儀器（Interchangeable Virtual Instrument）。一般由儀器廠商以動態(tài)鏈接庫的形式提供給用戶。底層部分則基于一組I/O函數(shù)和測試接口，實時模式下，測試人員對軟面板上控件的操作將直接反映到真實儀器上。 儀器驅動也稱為儀器驅動器模式完成對某一特定儀器控制與通信的軟件程序集，也可以認為是儀器的軟件描述，它是應用程序實現(xiàn)儀器控制的橋梁。這樣，可以結合圖形語言和文本語言各自優(yōu)點，更為靈活、高效、易用。 LabVIEW程序執(zhí)行流程宏觀上講，LabVIEW的運行機制已經(jīng)不是傳統(tǒng)上的馮 節(jié)點類似于文本語言的函數(shù)或子程序，LabVIEW有兩種節(jié)點類型：功能函數(shù)節(jié)點或子VI節(jié)點，二者的區(qū)別在于功能函數(shù)節(jié)點是LabVIEW本身提供給用戶使用的，不可以對它進行修改；子VI則是用戶可以進入并根據(jù)實際需要對其加以修改。流程圖提供VI的圖形化源程序，可以理解為傳統(tǒng)程序的源代碼。 后面板編輯窗口（Block Diagram）：它是用戶為完成特定功能而編寫的程序，即VI的圖形化源代碼。式中的“+”號表示列舉，并不是加號；作用每項中的分式也不表示相除，分母表示元素名稱，分子表示該元素的隸屬度。 模糊集合理論的一個基本概念是 函數(shù)或稱隸屬度。 ④從不同的觀點出發(fā)，可以設計不同的目標函數(shù)，其語言控制規(guī)則分別是獨立的，但是整個系統(tǒng)的設計可得到總體的協(xié)調控制。用模糊條件語句寫出控制規(guī)律，再用算法語言來編寫程序，按此程序對生產(chǎn)過程進行自動控制。目前PID不僅應用廣泛，發(fā)展也很快，已研究出很多對這3個參數(shù)進行自整定的智能控制器。PID控制 PID控制即比例控制、積分控制、微分控制的組合，綜合了3種控制器的優(yōu)點。甚至在誤差形成之前，可能已被微分調節(jié)作用消除。因此，PI控制器，可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。而當Kp值小時，又會使系統(tǒng)動作變得緩慢，所以校正系統(tǒng)很少單獨使用P控制。比例，積分，微分這三個環(huán)節(jié)又相互獨立，有各自不同的作用，在現(xiàn)場也可以根據(jù)實際情況來選擇使用。 PID控制器結構簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調整方便。溫度測控對象溫度控制電路溫度測量電路單片機計算機 系統(tǒng)組成框圖 (1)PID控制在自動控制中，一個系統(tǒng)的運行要求能夠滿足給定的性能指標，具有抗干擾能力和穩(wěn)定性。 硬件及軟件設計方案下圖給出系統(tǒng)硬件組成框圖，由計算機、單片機、測溫電路及溫度控制電路組成。下位機的編譯軟件，通常有ICC AVR、WinAVR（也就是通常所說的GCC）、IAR AVR、CodeVision AVR、ATman AVR，在這里使用ICC AVR和AVR Studio的組合。而且，計算機的各種通信方式中，尤以串口通信方式最為簡單，因此本設計采用傳統(tǒng)的RS232串口通信。其電氣參數(shù)為：輸入控制電壓314VDC（自動限流），開啟電流5mA,控制電流25mA，工作電壓24240VAC。GND 電壓地 C (–67176。 ?? 12位分辨率時的最大工作周期為750毫秒。其數(shù)據(jù)的讀寫是由主機讀寫特定時間片來完成的，包括初始化、讀時間片和寫時間片。DS18B20能夠直接讀取被測物體的溫度值，體積小，電壓適用范圍寬(3V~5V)，用戶還可以通過編程實現(xiàn)912位的溫度讀數(shù)，即具有可調的溫度分辨率。目前支持AVR單片機編譯器的語言主要有匯編語言、C語言、BASIC語言等。由于AVR系列單片機內部均有現(xiàn)成的PWM模塊，可以在進行采集溫度的同時，進行PWM控制。下位機根據(jù)一定的關系，輸出一定的信號來控制固態(tài)繼電器的通斷。（5）使用LabVIEW編寫模糊控制程序，能實現(xiàn)對溫度的控制。 本論文任務（1）設計一個由微控制器控制的溫度采集裝置，使其能夠準確地采集環(huán)境溫度。然后在第三章介紹LabVIEW的一些編程的基本知識。利用LabVIEW，可產(chǎn)生獨立運行的可執(zhí)行文件。以LabVIEW為代表的圖形化編程語言，又稱為“G”語言。由各種開關圖標實現(xiàn)儀器電源的通斷；由各種按鈕圖標來設置被測信號的“放大倍數(shù)”、“通道”等參數(shù)；由各種顯示控件以數(shù)值或波形的方式顯示測量或分析結果；由計算機的鼠標和鍵盤操作來模擬傳統(tǒng)儀器面板上的實際操作；以對圖形化軟件流程圖的編程來實現(xiàn)各種信號測量和數(shù)據(jù)分析功能。虛擬儀器以透明的方式把計算與傳統(tǒng)儀器一樣。它的功能塊全部都是以硬件的形式存在，無論是開發(fā)還是應用，都缺乏靈活性。第一代模擬儀器第一代模擬儀器如指針式萬用表、晶體管電壓表等，它們的基本結構是電磁機械式的，借助指針來顯示最終結果。儀器的開發(fā)周期短，升級容易，節(jié)省了硬件開發(fā)和生產(chǎn)的費用。(2)打破了傳統(tǒng)儀器小而全的現(xiàn)狀，可以將信號的分析、顯示、存儲、打印和其它管理利用計算機來完成。虛擬儀器技術給用戶一個充分發(fā)揮自己的才能、想象力的空間。這三方面的原因，使傳統(tǒng)儀器很難事業(yè)信息時代對儀器的需求。傳統(tǒng)儀器大都是一個封閉的系統(tǒng)，與其它設備的連接受到限制。操作面板上一般有一些開關、按鈕、旋鈕等。上述虛擬儀器的特點不僅推進了儀器為基礎的界面系統(tǒng)改造，同時也影響了以虛擬儀器為主的圖形構造方法的進化。(4)具有很強的靈活性。虛擬儀器具有方便、靈活的互聯(lián)能力（Connectivity）,廣泛支持諸如CAN、Field Bus、PROFIBUS等各種工業(yè)總線標準。實現(xiàn)了部分儀器硬件的軟件化，節(jié)省了物質資源，增加了系統(tǒng)的靈活性。虛擬儀器的出現(xiàn)開辟了儀器技術的新紀元，它是多門技術與計算機技術結合的產(chǎn)物，其基本思想逐步代替儀器完成某些功能，如數(shù)據(jù)的采集、分析、顯示和存儲等，最終達到取代傳統(tǒng)電子儀器的目的。本設計將就虛擬儀器怎樣用在工業(yè)測控中進行一番簡單的探討。其中圖形化軟件開發(fā)系統(tǒng)是用工程人員所熟悉的術語和圖形化符號代替常規(guī)的文本語言編程，界面友好，操作簡便，可大大縮短系統(tǒng)開發(fā)周期，深受專業(yè)人員的青睞。 VXI體系結構綜合了。 從構成方式上講，虛擬儀器可分為四大類：GPIB體系結構、PCDAQ體系結構、VXI體系結構和PXI體系結構。 本設計利用LabVIEW作為語言開發(fā)平臺，設計了一個溫度控制系統(tǒng)，并利用計算機串口與下位機串行通訊，能實現(xiàn)溫度的實時測量與控制。采用集成電路溫度傳感器和虛擬儀器方便地構建一個測溫系統(tǒng)，且外圍電路簡單，易于實現(xiàn)，便于系統(tǒng)硬件維護、功能擴展和軟件升級。桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 51 頁 共 50頁引言 隨著微電子技術、計算機技術、軟件技術、網(wǎng)絡技術和現(xiàn)代測量技術的迅速發(fā)展，一種新型的先進儀器——虛擬儀器成為當前系統(tǒng)研究的熱點。