【正文】 1低 EMI；可關(guān)閉 ALE 輸出。 1雙 DPTR。 三級代碼加密保護。 程序空間： 8KB。該單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖 所示 圖 MPC89E52AE單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 MPC89E52AE 單片機的引腳如圖 所示 。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 23 5 下位機 硬件和 程序設(shè)計 溫度測控儀表的硬件組成 該系統(tǒng)將計算機和強大的圖形化編程軟件 LabVIEW 結(jié)合在一起，建立起具有靈活性的基于計算 機的測量與控制應(yīng)用方案，最終構(gòu)建起滿足自己需要的系統(tǒng)。 攝氏溫度計算部分，將得到的十六進制數(shù)送到數(shù)值轉(zhuǎn)換控件中，將其轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)，得到的結(jié)果乘以 DS18B20 的精度 ，得到的數(shù)值即為當(dāng)前環(huán)境下的攝氏溫度。 歡迎詞部分，出現(xiàn)歡迎對話框，表明 VSIA 部分的下位機初始化已經(jīng)完成，點擊確定即開始檢測溫度數(shù)據(jù)。程序框圖是圖形化源代碼的集合，圖形化源代碼又稱 G 代碼或程 序框圖代碼。 溫度波形圖表，直觀顯示溫度變化曲線。 VSIA 配置控件的前面板顯示部分和采集次數(shù)顯示控件，可以直觀的知道進行溫度采集的次數(shù)。顯示控件模擬儀器的輸出裝置，用以顯示程序框圖獲取或生成的數(shù)據(jù)。這些控件是 VI 的輸入輸出端口。上位機的流程圖如圖。 上位機 LabVIEW 程序的前面板和程序框圖 數(shù)據(jù)處理 VISA實質(zhì)上是一個 I/O接口軟件庫及其規(guī)范 的總稱。接受緩沖區(qū)和傳輸緩沖區(qū)分別只用一個屏蔽值。 VISA 清空 I/O 緩沖區(qū)控件如圖 所示。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 VISA 寫入控件如圖 所示。 ViClose， 結(jié)束設(shè)備讀寫并關(guān)閉與指定設(shè)備的連接 ]7[ 。 與 NlVISA相配合的 LabVIEW模板中 VI子節(jié)點 ViOpen， 打開并指定 VISA resource name 的設(shè)備的連接。您可以使用 NIVISA 的讀寫功能向儀器發(fā)送這些指令，并讀取儀器的反饋。換言之，與 GPIB 設(shè)備進行通訊的程序，無論是在運行 Windows 2021 的機器上用 LabVIEW 開發(fā)出來的，還是在運行 Mac OS X 的機器上用 C 語言編寫的，都可以使用 同一個 API。在 USB 設(shè)備連接、上電或復(fù)位后， USB 系沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 統(tǒng)軟件就使用該管道與 USB 邏輯設(shè)備進行配置通信，在 USB 設(shè)備被正確配置后，客戶軟件也會擁有 對該管道的使用權(quán)。 USB 設(shè)備中的每個端點都有唯一的一個短點好，各個端點所支持的數(shù)據(jù)傳輸方向也是確定的 :或是輸入或是輸出。 USB 設(shè)備有三個功能模塊組成 ： USB 總線接口、 USB 邏輯設(shè)備、功能單元。根集線器為USB 系統(tǒng)提供連接起點 。這部分是本 設(shè)計 接口設(shè)計的重點 。通常，它向 USB 總線驅(qū)動程序發(fā)出 I/O請求包以啟動一次 USB 數(shù)據(jù)輸入，這次傳輸可能是向 USB 設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù) (輸出 )，也可能是接收 USB 設(shè)備中的數(shù)據(jù) (輸入 )。 客戶 軟件： 客戶軟件負責(zé)和 USB 設(shè)備的功能單元進行通信，以實現(xiàn)其特定功能。所以本設(shè)計采用 USB 接口進行通信。此外， USB 還支持錯誤檢測與恢復(fù)處理功能，具有自動檢測并隔離設(shè)備的能力。在高速傳輸下，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達 482Mbps，在全速方式下，可達 12Mbps，在低沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 速 方式下為 。 PXI 提供了與 PCI 一樣包括 132Mbps 的數(shù)據(jù)傳輸率和即插即用功能的高性能電氣特性。 VXI 的基本概念是為模塊式電子儀器提供一個開放的結(jié)構(gòu)，從而使所有儀器廠家提供的各種模塊可在同一個機箱中運行。受發(fā)送器負載能力的限制，接口系統(tǒng)內(nèi)儀器數(shù)目最多不能超過 15 臺。但 RS232 總線傳輸距離一般小于 15m，最大波特率小于 20Kbps，不適合于高速場合。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 13 4 上位機 LabVIEW 的程序設(shè)計 USB 接口設(shè)計 虛擬儀器系統(tǒng)的通信方式按總線類型可以分為以下三種方式 ： RS232 串行總線體系結(jié)構(gòu)、通用儀器總線 GPIB， VXI， PXI 體系結(jié)構(gòu)和 USB 通用串行通信總線體系結(jié)構(gòu)。根據(jù)系統(tǒng)的主要功能將系統(tǒng)分解為兩大部分，即上位機部分和下位機部分，然后分別進行設(shè)計。上位機部分完成對硬件的驅(qū)動，數(shù)據(jù)顯示、處理與存儲，超溫報警及人機交互操作界面的生成。 總體設(shè)計方案 本論文設(shè)計開發(fā)的 是 基于 LabVIEW2021 的溫度檢測系統(tǒng)，根據(jù)從總體到局部的設(shè)計原則，通過對系統(tǒng)功能的分析，將整個系 統(tǒng)分解為實現(xiàn)不同功能的幾個部分，然后分別對每個部分設(shè)計。此溫度檢測系統(tǒng)主要實現(xiàn)以 下功能： 實現(xiàn)單片機與 PC 機的串口通信，能及時地將溫度數(shù)據(jù)傳給 PC 機，并將在上位機界面行程曲線，直觀的表現(xiàn)溫度變化。 本章小結(jié) 本章主要介紹了虛擬儀器技術(shù)與 LabVIEW的相關(guān)知識。對于大型復(fù)雜的工業(yè)沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 自動化和控制系統(tǒng)，有專門的 LabVIEW數(shù)據(jù)記錄和監(jiān)控模塊，用于監(jiān)控多通道 I/O、與工業(yè)控制器和網(wǎng)絡(luò)進行通信，以及提供基于 PC機的控制。LabVIEW結(jié)合 NITestStand測試執(zhí)行環(huán)境和該領(lǐng)域中最大的儀器驅(qū)動程序庫，為整個系統(tǒng)建立穩(wěn)固完整的檢測管理平臺。 LabviEW 的應(yīng)用現(xiàn)狀 LabVIEW廣泛應(yīng)用于包括自動化、通信、半導(dǎo)體、電路設(shè)計、航空和生產(chǎn)、過程控制及生物醫(yī)學(xué)在內(nèi)的各種工業(yè)領(lǐng)域中，用來提高應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)效率。用LabVIEW編制出的圖形化 VI是分層次和模塊化的。當(dāng)把一個輸入控件或顯 示放置到前面板上時， LabVIEW在程序圖中相應(yīng)地放置了一個端口(Terminals)，這個從屬于輸入控件或顯示控件的端口不能隨意刪除，只有刪除它對應(yīng)的輸入控件或顯示控件時它才隨之一起被刪除。 LabVIEW的核心是 VI。數(shù)據(jù)流程序設(shè)計規(guī)定，一個函數(shù)只有當(dāng)它的所有輸入有效時才能執(zhí)行 ； 而目標(biāo)的輸出，只有當(dāng)它的功能完成時才是有效的。進一步而一言，許多低級子 VI可以完成一些常用功能，因此，用戶可 以開發(fā)特定的子 VI庫，以適用一般的應(yīng)用程序。一個 VI由交互式用戶接口、數(shù)據(jù)流框圖和圖標(biāo)連接端口組成。像 C和 C++等其它計算機高級語言一樣， LabVIEW也是一種通用編程語言，具有各種各樣、功能強大的函數(shù)庫，包括數(shù)據(jù)采集、 GPIB、串行儀器控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲，甚至還有網(wǎng)絡(luò)功能。 LabVIEW是一種沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 虛擬儀器開發(fā)平臺軟件，能夠以其直觀簡便的編程方式、眾多的源代碼級的設(shè)備驅(qū)動程序、多種多樣的分析和表達功能支持，為用戶快捷地構(gòu)筑自己在實際工程中所需要的儀器系統(tǒng)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件 ]2[ 。另一種是基于圖形化語言的軟件開發(fā)環(huán)境，主要有 LabVIEW、 HPVEE等。 儀器驅(qū)動程序，對于數(shù)據(jù)的采集與控制，由于涉及到硬件操作，需要對應(yīng)的硬件驅(qū)動程序。由于計算機很容易與網(wǎng)絡(luò)、 外圍設(shè)備，以及其他應(yīng)用連接，對于數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)控制、遠程傳送都非常方便。PCIDAQ/PCI、串行口方案主要適合構(gòu)成大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)測試系統(tǒng)，如測試任務(wù)需要，也可將上述集中方案結(jié)合構(gòu)成混合測試系統(tǒng)。 基于 PXI儀器的虛擬儀器，它是以 PXI(PCI Extension for Instrumentation)標(biāo)準總線儀器模塊及 PC機為硬件平臺， PXI總線方式是在 PCI總線內(nèi)核技術(shù)上增加同步觸發(fā)總線，參考時鐘規(guī)范和要求形成。 基于串行口儀器的虛擬儀器，它是由 Serial標(biāo)準總線儀器及 PC機為儀器硬件平臺，符合 RS232或者 RS422標(biāo)準的 PLC和單片機系統(tǒng)。 虛擬儀器的硬件構(gòu)成 硬件接口電路與計算機儀器構(gòu)成了虛擬儀器的硬件。 虛擬儀器的體系結(jié)構(gòu) 任何測量測試儀器的主要功能都是由三大部分 組成 ： 數(shù)據(jù)采集 ； 數(shù)據(jù)測試和分析 ； 結(jié)果輸出顯示。系統(tǒng)必需的基本硬件，如數(shù)據(jù)采集電路等被高度集成，制成數(shù)據(jù) 采集卡，實現(xiàn)硬件模塊的即插即用。當(dāng)需要時，用戶可通過軟件編程添加新的功能，而不必購買新的沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 儀器，使得一臺虛擬儀器可 以實現(xiàn)各種儀器的不同功能，大大提高了儀器功能的靈活性。軟件在儀器中充當(dāng)了以往由硬件甚至整機來實現(xiàn)的角色，軟件是虛擬儀器的核心，而虛擬儀器中的硬件僅僅是為了解決信號的輸入、輸出，這是虛擬儀器相對于傳統(tǒng)儀器，在概念上的重大突破。用鍵盤或鼠標(biāo)代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器的面板按鍵與旋鈕，人手不再觸及儀器本身，實現(xiàn)硬件軟件化的結(jié)果。 虛擬儀器是指具有虛擬儀器面板的個人計算機儀器，即是在通用計算機上加上一組軟件或硬件，使得使用者在操作這臺 計算機時，就像在操作一臺他自己設(shè)計的專用傳統(tǒng)電子儀器 ]1[ 。 電烤箱溫度控制系統(tǒng)軟件整體設(shè)計方案，及上位機和下位機的設(shè)計過程。 本文主要進行了以下幾方面的工作： 論述了智能溫度測控系統(tǒng)的課題目的及意義，智能溫度測控系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展概況及本論文的主要內(nèi)容。國內(nèi)將有大批企業(yè)使用虛擬儀器系統(tǒng)對生產(chǎn)設(shè)備的運行狀況進行實時檢測。 當(dāng)今虛擬儀器的系統(tǒng)開發(fā)采用的總線包括 GPIB 通用 接口總線、傳統(tǒng)的 RS232 串行總線、 PXI 總線、 VXI 總線，以及己經(jīng)被 PC機廣泛采用的 USB 總線和 IEEE1394 總線。 近年來，世界各國的虛擬儀器公司開發(fā)了許多虛擬儀器開發(fā)平臺軟件，以便使用者利用這些公司提供的開發(fā)平臺軟件組建適合自己的虛擬儀器或測試系統(tǒng)，并編制測試軟件。虛擬儀器不但靈活可變、功能強沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 大，而且使用簡單方便，便于技術(shù)升級更新，系統(tǒng)的使用和維護費用極低，同時具有極高的可靠性 。 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器比較，它具有所需的硬件較少、購置費用低、可重復(fù)利用；儀器的關(guān)鍵在軟件、可自行定義、技術(shù)更新非?？?、開發(fā)與維護費用較低、系統(tǒng)開放、方便與外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)連接等一系列的優(yōu)點。 20 世紀 90 年代初在我國興起對虛擬儀器的開發(fā)和應(yīng)用，現(xiàn)在已進入航空、航天、通信、醫(yī)療、電力、石油勘探、鐵路等行業(yè)，并得到 了廣泛的應(yīng)用，未來市場潛力巨大。 temperature III 目 錄 摘 要 ................................................................................................................................. I Abstract...............................................................................................................................II 1 緒 論 .......................................................................................................................... 1 課題的研究目的及意義 ................................................................................... 1 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ................................................................................... 2 課題研究的主要內(nèi)容 ....................................................................................... 3 2 虛擬儀器概述 ................................................