【正文】 測(cè)物體輻射能中部分波長(zhǎng)的能量 比色式傳感器是基于物體溫度不同其輻射能的光譜分布不同 而亮度測(cè)量法是通過測(cè)量物體在一定波長(zhǎng)下單色輻射亮度來(lái)確定溫度 被測(cè)溫度的微小變化就 會(huì)引起單色亮度很大變化如輻射體溫度由 1200 K 上升到 1500 K 時(shí) 總輻射能僅增加 215 倍 而波長(zhǎng)為 01660 LM 的紅光單色亮度可增加 10 倍以上 因此此方法是輻射測(cè)溫中最精確的一種 DS1922LT 溫度記錄 iButton 是堅(jiān)固耐用的自供電系統(tǒng)能夠測(cè)量溫度并將測(cè)量結(jié)果記錄在受保護(hù)的存儲(chǔ)器內(nèi)記錄溫度的頻率由用戶定義總共可以保存 8192個(gè) 8 位數(shù)據(jù)記錄或 4096 個(gè) 16 位數(shù)據(jù)記錄這些記錄以等間隔采集時(shí)間間隔從 1秒至 273 小時(shí)另外還有 512 字節(jié)的 SRAM 用于存儲(chǔ)一些特定的應(yīng)用信息以及 64字節(jié)用于存放校準(zhǔn)數(shù)據(jù)一 項(xiàng)數(shù)據(jù)采集任務(wù)可以被編程為立即開始或者在一個(gè)用戶定義的延遲之后或者在一次溫度告警之后開始對(duì)于存儲(chǔ)器和控制功能的訪問可加以口令保護(hù) DS1922LT通過串行 1Wire協(xié)議與主機(jī)通信僅需要單條數(shù)據(jù)引線和返回地每個(gè) DS1922LT都由工廠光刻了一個(gè)保證唯一 64位的注冊(cè)號(hào)保證每個(gè)器件絕對(duì)可溯堅(jiān)固的不銹鋼封裝對(duì)于各種惡劣環(huán)境具有很高的耐受力例如玷污潮濕和沖擊等配套的各種附件可以使 DS1922LT 安裝在幾乎任何物體上包括集裝箱貨架或袋子等采用單片溫度傳感器比如 AD590LM35 等但這些芯片輸出的必須經(jīng)過 AD 轉(zhuǎn)換后才能送 給計(jì)算機(jī)這樣就使得測(cè)溫裝置的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜另這種測(cè)溫裝置的一根線上只能掛一個(gè)傳感器不能進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器接線方便封裝成后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合如管道式螺紋式磁鐵吸附式不銹鋼封裝式型號(hào)多種多樣有 LTM8877LTM8874 等等主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀封裝后的 DS18B20 可用于電纜溝測(cè)溫高爐水循環(huán)測(cè)溫鍋爐測(cè)溫機(jī)房測(cè)溫農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫潔凈室測(cè)溫彈藥庫(kù)測(cè)溫等各種非極限溫度場(chǎng)合耐磨耐碰體積小使用方便封裝形式多樣適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域 串口通信的概念非常簡(jiǎn)單串口按位 bit 發(fā)送和接收 字節(jié)盡管比按字節(jié) byte 的并行通信慢但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)用另一根線接收數(shù)據(jù)它很簡(jiǎn)單并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離通信 13 研究?jī)?nèi)容 第 2 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本溫度檢測(cè)系統(tǒng)大體分為三個(gè)部分結(jié)構(gòu)如圖 21 圖 21 系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 下面分模塊闡述這幾部分的設(shè)計(jì) 21 下位機(jī)設(shè)計(jì) 溫度檢測(cè)模塊設(shè)計(jì) DS18B20 的最大特點(diǎn)之一采用了單總線的由數(shù) DS1820 和微控制器 AT89C51構(gòu)成的溫度測(cè)量裝置它直接輸出溫度的數(shù)字信號(hào)可直接與計(jì)算機(jī)連接這樣測(cè)溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡(jiǎn)單體積也不大且由于 AT89C51可 DSB1820因此可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)量輕松的組建傳感 上位機(jī)和下位機(jī)的通訊方式設(shè)計(jì) 考慮到這次為溫度檢測(cè)系統(tǒng)并且不完成復(fù)雜的功能串口完全可能勝任再者串口簡(jiǎn)單易操作非常適合本系統(tǒng) 下位機(jī)主控模塊設(shè)計(jì) 5V供電 8位單片機(jī)與 MCS51 兼容有四組 IO口 P3口可復(fù)用 5個(gè)中斷源有兩個(gè)外部中斷輸入端兩個(gè)內(nèi)部定時(shí)器中斷也可以擴(kuò)展做計(jì)數(shù)器支持半雙工串行通信內(nèi)部 RAM 為 128BROM 為 4K 也可以選擇其他型號(hào)獲得較大空間 22 上位機(jī)設(shè)計(jì) LabVIEW 是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境 Laboratory virtual Instrument Engineering workbench 的簡(jiǎn)稱是目前應(yīng)用最廣功能最強(qiáng)發(fā)展最快的圖形化軟件開發(fā)環(huán)境得到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的普遍認(rèn)可和好評(píng)它可以把復(fù)雜繁瑣費(fèi)時(shí)的文本語(yǔ)言編程簡(jiǎn)化成用菜單或圖標(biāo)提示的方法選擇功能圖形用線條將各種功能圖形連接起來(lái)的簡(jiǎn)單圖形編程方式為沒有編程經(jīng)驗(yàn)的用戶進(jìn)行編程調(diào)試提供了簡(jiǎn)單方便完整的環(huán)境和工具尤其適合于從事科研開發(fā)的科學(xué)家和工程技術(shù)人員使用 LabVIEW 是一種虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)軟件能夠以其直觀簡(jiǎn)便的編程方式眾多的源代碼級(jí)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序多種多樣的分析和表達(dá)功能支持為用戶快捷地 構(gòu)筑自己在實(shí)際工程中所需要的儀器系統(tǒng)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件 而且 LabVIEW 與其它計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相比有一個(gè)特別重要的不同點(diǎn)其它計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都是采用文本語(yǔ)一言產(chǎn)生代碼行而 LabVIEW采用圖形化編程語(yǔ)言 G語(yǔ)言產(chǎn)生的程序是框圖的形式易學(xué)易用特別適合硬件工程師工程技術(shù)人員生產(chǎn)線工藝技術(shù)人員的學(xué)習(xí)和使用可以在很短的時(shí)間內(nèi)掌握并應(yīng)用到實(shí)踐中去特別是對(duì)于熟悉儀器結(jié)構(gòu)和硬件電路的硬件工程師工程技術(shù)人員和測(cè)試技術(shù)人員來(lái)說編程就像設(shè)計(jì)電路圖一樣因此硬件工程師工程技術(shù)人員和測(cè)試技術(shù)人員們學(xué)習(xí)LabVIEW駕輕就熟在較短的時(shí)間內(nèi)就能夠?qū)W會(huì)并 應(yīng)用 LabVIEW也不必去記憶那眼花繚亂的文本式程序代碼 LabVIEW的功能十分強(qiáng)大像 C和 C等其它計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言一樣 LabVIEW 也是一種通用編程語(yǔ)言具有各種各樣功能強(qiáng)大的函數(shù)庫(kù)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(chǔ)甚至還有網(wǎng)絡(luò)功能LabVIEW也有完善的仿真調(diào)試工具如設(shè)置斷點(diǎn)單步執(zhí)行等 LabVIEW的動(dòng)態(tài)連續(xù)跟蹤方式可以連續(xù)動(dòng)態(tài)地觀察程序中的數(shù)據(jù)流向及其變化情況比其它語(yǔ)言的開發(fā)環(huán)境更方便更有效 G 語(yǔ)言編寫的程序稱為虛擬儀器 VI Virtual Instrument 因?yàn)樗慕缑婧凸δ芘c 真實(shí)儀器十分相像在 LabVIEW 環(huán)境下開發(fā)的應(yīng)用程序都以VI為后綴的以表示虛擬儀器的含義一個(gè) VI由交互式用戶接口數(shù)據(jù)流框圖和圖標(biāo)連接端口組成同時(shí) G 語(yǔ)言很好地實(shí)現(xiàn)了模塊化編程思想用戶可以將一個(gè)應(yīng)用分解為多個(gè)任務(wù)再將任務(wù)細(xì)分將一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用分解為多個(gè)簡(jiǎn)單的子任務(wù)為每個(gè)子任務(wù)建立一個(gè) VI 然后把這些 VI 組合在一起成為最終的應(yīng)用程序因?yàn)槊總€(gè)子VI可以單獨(dú)執(zhí)行所以很容易調(diào)試進(jìn)一步而一言許多低級(jí)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(kù)以適用一般的應(yīng)用程序 LabVIEW 的運(yùn)行機(jī)制從宏觀上講己經(jīng)不再是傳統(tǒng)上 的馮178。諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的執(zhí)行方式傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言中的順序執(zhí)行結(jié)構(gòu)在 LabVIEW 中被并行機(jī)制所代替從本質(zhì)上講它是一種圖形控制流結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流模式數(shù)據(jù)流程序設(shè)計(jì)規(guī)定一個(gè)函數(shù)只有當(dāng)它的所有輸入有效時(shí)才能執(zhí)行而目標(biāo)的輸出只有當(dāng)它的功能完成時(shí)才是有效的也就是說在這種數(shù)據(jù)流程序的概念中程序的執(zhí)行是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的它不受操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)等因素的影響這樣 LabVIEW 中被連接的功能節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流就能控制程序的執(zhí)行次序而不像文本程序受到行順序執(zhí)行的約束從而我們可以通過相互連接功能節(jié)點(diǎn)快速地開發(fā)應(yīng)用程序甚至還可以有多個(gè)數(shù)據(jù)通道同 步運(yùn)行 LabVIEW 的核心是 VIVI 有一個(gè)人機(jī)對(duì)話的用戶界面即前面板 Front Panel 和類似于源代碼功能的程序圖 Diagram 前面板接收來(lái)自程序圖的指令在 VI 的前面板中輸入控件 Controls 模擬了儀器的輸入裝置并把數(shù)據(jù)提供給 VI 的程序圖而顯示控件 Indicators 則模擬了儀器的輸出裝置并顯示由程序圖獲得或產(chǎn)生的數(shù)據(jù)當(dāng)把一個(gè)輸入控件或顯示放置到前面板上時(shí) LabVIEW 在程序圖中相應(yīng)地放置了一個(gè)端口 Terminals 這個(gè)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(duì)應(yīng)的輸 入控件或顯示控件時(shí)它才隨之一起被刪除 用 LabVIEW 編制框圖程序時(shí)不必受常規(guī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)法的限制首先從功能菜單中選擇需要的功能節(jié)點(diǎn)將之置于面板上合適的位置然后用線 Wires 連接各功能節(jié)點(diǎn)在程序圖中的端口用來(lái)在功能節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)這些節(jié)點(diǎn)包括了簡(jiǎn)單的算術(shù)功能高級(jí)數(shù)據(jù)采集和分析以及用來(lái)存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)的文件輸入輸出功能和網(wǎng)絡(luò)功能用 LabVIEW 編制出的圖形化 VI 是分層次和模塊化的我們可以將之用于頂層程序也可用作其它程序或子程序的子程序顯然 LabVIEW 依附并發(fā)展了模塊化程序設(shè)計(jì)的概念圖形化程序設(shè)計(jì)編程簡(jiǎn)單直觀 開發(fā)效率高 經(jīng)過各個(gè)部分的選擇最后確定基本的框架圖如下 圖 22 系統(tǒng)設(shè)計(jì)后圖 第 3 章 下位機(jī)的軟硬件實(shí)現(xiàn) 下位機(jī)包括硬件電路和單片機(jī)軟件編程 31 硬件實(shí)現(xiàn) DS18B20 溫度傳感器 DS18B20持一線總線接口測(cè)量溫度范圍為 55176。 C在 1085176。 051