溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)虛擬儀表畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　目前的溫度測(cè)量控制系統(tǒng)一般使用的都是傳統(tǒng)儀器，傳統(tǒng)儀器的功能都是通過(guò)硬件或者固化的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，且每臺(tái)儀器的功能及使用范圍都是不可改變的，測(cè)試信息都是彼此孤立不開(kāi)放的，不適合實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)使用。而虛擬儀器是通過(guò)一定的應(yīng)用程序?qū)⒂?jì)算機(jī)與硬件模塊結(jié)合在一起的一種全新的測(cè)控儀器系統(tǒng)，既具備傳統(tǒng)儀器的基本功能，又能讓用戶(hù)根據(jù)自己的需求變

2、化隨時(shí)定義，實(shí)現(xiàn)多種多樣的應(yīng)用需求。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要利用LabVIEW軟件，設(shè)計(jì)了溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)虛擬儀表。下位機(jī)信號(hào)采集部分利用熱電偶來(lái)測(cè)量溫度，經(jīng)三運(yùn)放差動(dòng)放大器放大成為標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)，送AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，單片機(jī)將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)讀取串口數(shù)據(jù)，完成字符串到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換并顯示。同時(shí)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了報(bào)警，數(shù)據(jù)保存等功能。</p><p>　　論文主要介紹了該系統(tǒng)

3、的總體設(shè)計(jì)方案及軟件、硬件設(shè)計(jì)方案，其中包括串行通訊、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)保存、溫度的越限報(bào)警等功能，并且介紹了各部分的具體實(shí)現(xiàn)方法。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 虛擬儀器；LabVIEW；串口通信 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The current control system of tempera

4、ture measurement are generally used in traditional instruments, traditional instruments of the functions are to achieve by hardware or cured software, and function and use of each instrument is not unmodifiable. Their me

5、asured information is isolated and not opened, which isn't suitable for use of laboratory construction.The virtual instrument is a completely new measurement and controled instrumentation system which can contact com

6、puter and hardware modules </p><p>　　In the paper, I design a temperature control virtual instruments with LabVIEW software. The paper mainly introduces the overall design of the system and software and hard

7、ware design scheme. It includes serial communications, data processing, data saving, the more limited temperature alarm and other functions. And it introduces the various parts of the concrete implementation.</p>

8、<p>　　Keywords: Virtual instrument; LabVIEW;Serial Communication</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　1.1課題的研究目的及意義1</p><p&g

9、t;　　1.2課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3課題研究的主要內(nèi)容3</p><p>　　2LabVIEW與虛擬儀器簡(jiǎn)介5</p><p>　　2.1LabVIEW的簡(jiǎn)介5</p><p>　　2.1.1LabVIEW的概念5</p><p>　　2.1.2LabVIEW的組成及功

10、能7</p><p>　　2.1.3LabVIEW的應(yīng)用現(xiàn)狀10</p><p>　　2.2虛擬儀器系統(tǒng)概述11</p><p>　　2.2.1虛擬儀器的概念11</p><p>　　2.2.2虛擬儀器的主要特點(diǎn)12</p><p>　　2.3本章小結(jié)14</p><p>

11、　　3溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)虛擬儀表的總體設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.1虛擬儀表實(shí)現(xiàn)的功能15</p><p>　　3.2虛擬儀表設(shè)計(jì)的原則15</p><p>　　3.3虛擬儀表的總體設(shè)計(jì)方案16</p><p>　　3.4本章小結(jié)17</p><p>　　4下位機(jī)信號(hào)采集的硬件設(shè)計(jì)18</

12、p><p>　　4.1下位機(jī)的硬件組成18</p><p>　　4.2單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)19</p><p>　　4.2.1單片機(jī)能夠運(yùn)行起來(lái)的最小系統(tǒng)20</p><p>　　4.2.2定時(shí)器20</p><p>　　4.2.3串口讀寫(xiě)22</p><p>　　4.2.4IE中

13、斷允許控制寄存器24</p><p>　　4.3A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路24</p><p>　　4.3.18位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC080424</p><p>　　4.3.28位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC083225</p><p>　　4.4電平轉(zhuǎn)換電路26</p><p>　　4.5溫度傳感器26<

14、;/p><p>　　4.6本章小結(jié)27</p><p>　　5溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)虛擬儀表的軟件設(shè)計(jì)28</p><p>　　5.1溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)尋儀表軟件總體設(shè)計(jì)28</p><p>　　5.2LabVIEW串口通信模塊的設(shè)計(jì)29</p><p>　　5.2.1VISA簡(jiǎn)介29</p><p

15、>　　5.2.2LabVIEW平臺(tái)上VISA常用模塊簡(jiǎn)介30</p><p>　　5.2.3LabVIEW中的VISA節(jié)點(diǎn)函數(shù)31</p><p>　　5.2.4用VISA模塊設(shè)計(jì)串口通訊33</p><p>　　5.2.5設(shè)計(jì)的基本步驟35</p><p>　　5.3越限報(bào)警模塊設(shè)計(jì)35</p>&l

16、t;p>　　5.4顯示模塊的設(shè)計(jì)37</p><p>　　5.5數(shù)據(jù)保存模塊38</p><p>　　5.5.1LabVIEW里的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件形式38</p><p>　　5.5.2基本文件I/O功能函數(shù)39</p><p>　　5.5.3數(shù)據(jù)保存模塊的設(shè)計(jì)42</p><p>　　5.6系

17、統(tǒng)調(diào)試結(jié)果43</p><p>　　5.7本章小結(jié)44</p><p>　　6總結(jié)和展望45</p><p><b>　　6.1總結(jié)45</b></p><p><b>　　6.2展望45</b></p><p><b>　　致 謝47</

18、b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)48</b></p><p>　　附錄A：程序代碼49</p><p>　　附錄B：硬件電路圖52</p><p>　　附錄C：程序框圖53</p><p>　　附錄D：硬件實(shí)物圖54</p><p><b&g

19、t;　　緒論</b></p><p>　　課題的研究目的及意義</p><p>　　溫度是工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)非常重要的參數(shù)，物體的許多物理現(xiàn)象和化學(xué)性質(zhì)都是和溫度相關(guān)的，許多生產(chǎn)過(guò)程都是在一定的溫度范圍才能進(jìn)行，需要測(cè)量溫度和控制溫度的場(chǎng)合極其的廣泛。目前的溫度測(cè)量控制系統(tǒng)中一般使用的都是傳統(tǒng)儀器，傳統(tǒng)儀器的功能都是通過(guò)硬件或者固化的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種框架結(jié)構(gòu)決定了

20、它只能由儀器生產(chǎn)廠家來(lái)定義、制造，而且功能和規(guī)格一般都是固定的，用戶(hù)無(wú)法隨意改變其性能和結(jié)構(gòu)，不適合在實(shí)驗(yàn)室中使用。</p><p>　　虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器比較，它具有所需的硬件較少、購(gòu)置費(fèi)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)更新非常快、開(kāi)發(fā)與維護(hù)費(fèi)用較低、系統(tǒng)開(kāi)放、方便與外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)連接等一系列的優(yōu)點(diǎn)。因此虛擬儀器技術(shù)在國(guó)內(nèi)外備受關(guān)注，近十年來(lái)，虛擬儀器在國(guó)際上的發(fā)展是非常迅速的，在發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用已

21、經(jīng)十分普及。目前正朝著總線(xiàn)與驅(qū)動(dòng)程序標(biāo)準(zhǔn)化；硬件、軟件模塊化，硬件模塊即插即用；軟件編程平臺(tái)圖形化、通用化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的測(cè)控儀器是以手工操作、單臺(tái)儀器獨(dú)立工作、人工判斷和記錄分析信息為基本的設(shè)計(jì)思想，因此每臺(tái)儀器的功能及使用范圍是不可改變的，每臺(tái)儀器的測(cè)試信息是彼此孤立不開(kāi)放的。當(dāng)前工業(yè)的發(fā)展對(duì)測(cè)控儀器的要求越來(lái)越高，不但要求儀器能夠完成實(shí)時(shí)在線(xiàn)測(cè)試，而且還希望其能夠適應(yīng)多種多樣的使用要求，例如隨時(shí)可以改變檢測(cè)對(duì)象、

22、完成不同測(cè)試任務(wù)和升級(jí)換代，建立起一個(gè)可掌握生產(chǎn)過(guò)程信息資料，并能以監(jiān)測(cè)、分析、優(yōu)化和控制作為手段，及時(shí)的人工決策和控制為測(cè)控系統(tǒng)提供依據(jù)。系統(tǒng)費(fèi)用需求應(yīng)滿(mǎn)足用戶(hù)的實(shí)際情況，并且系統(tǒng)功能能隨未來(lái)企業(yè)發(fā)展的需要方便地提升和擴(kuò)充。由此可以看出，測(cè)控領(lǐng)域主要面臨的幾大問(wèn)題：</p><p>　　（１）產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度太快，彼此之間的兼容性較差；</p><p>　?。ǎ玻?duì)測(cè)控系統(tǒng)集成入網(wǎng)、并

23、能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)和交互的需求日益迫切；</p><p>　?。ǎ常╇y以滿(mǎn)足用戶(hù)不同層次和不斷變化的要求。</p><p>　　目前，電子測(cè)量?jī)x器發(fā)展中出現(xiàn)的虛擬儀器概念己經(jīng)逐步被眾多領(lǐng)域所接受，對(duì)實(shí)現(xiàn)柔性的測(cè)控系統(tǒng)具有明顯的推動(dòng)作用。利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)和適當(dāng)?shù)膬x器硬件和應(yīng)用軟件(如LabVIEW)構(gòu)成虛擬儀器，使其既具有傳統(tǒng)儀器的基本功能，又能讓用戶(hù)根據(jù)自己的需求變化隨時(shí)定義，實(shí)現(xiàn)多種多樣的應(yīng)

24、用要求。虛擬儀器不但靈活可變、功能強(qiáng)大，而且使用簡(jiǎn)單方便，便于技術(shù)升級(jí)更新，系統(tǒng)的使用和維護(hù)費(fèi)用極低，同時(shí)具有很高的可靠性。</p><p>　　課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　虛擬儀器目前在國(guó)外發(fā)展的速度非常快，以美國(guó)國(guó)家儀器公司(NI公司)為代表的一些廠商己經(jīng)在市場(chǎng)上推出了基于虛擬儀器技術(shù)而設(shè)計(jì)的商品化儀器產(chǎn)品。近年來(lái)，世界各國(guó)的虛擬儀器公司也都開(kāi)發(fā)了許多虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)軟件

25、，以便使用者利用這些公司提供的開(kāi)發(fā)平臺(tái)軟件組建適合自己的虛擬儀器或測(cè)試系統(tǒng)，并編制測(cè)試軟件。最早和最具影響力的開(kāi)發(fā)軟件，是Nl公司的LabVIEW和Labwindows/CVI。LabVIEW采用的是圖形化編程方案，是非常實(shí)用的開(kāi)發(fā)軟件；Labwindows/CVl是為熟悉C語(yǔ)言的丌發(fā)人員設(shè)計(jì)的、在Windows環(huán)境下的標(biāo)準(zhǔn)ANSIC開(kāi)發(fā)軟件。除了上述的幾種開(kāi)發(fā)軟件之外，美國(guó)HP公司的HP—VEE和HPTIG軟件，美國(guó)Tektronix

26、公司的Ez.Test和Tek.TNS軟件，以及美國(guó)HEM Data公司的Snap.Master軟件，也是國(guó)際上公認(rèn)的優(yōu)秀虛擬儀器開(kāi)發(fā)軟件。當(dāng)今虛擬儀器的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用的總線(xiàn)包括GPIB通用接口總線(xiàn)、傳統(tǒng)的RS.232串行總線(xiàn)、PXI總線(xiàn)、VXI總線(xiàn)，以及己經(jīng)被PC機(jī)廣泛采用的USB總線(xiàn)和IEEEl394總線(xiàn)。世界各國(guó)的公司，特別是美國(guó)的NI公司，為使虛擬儀</p><p>　　在國(guó)內(nèi)已有部分院校的實(shí)驗(yàn)室引入了虛擬儀

27、器，包括復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)、東南大學(xué)、華中科技大學(xué)、四川大學(xué)等。近幾年來(lái)這些學(xué)校在原有的基礎(chǔ)上，又開(kāi)發(fā)了一批新的虛擬儀器系統(tǒng)用于科研和教學(xué)。其中，四川大學(xué)的教師基于虛擬儀器的設(shè)計(jì)思想，研制了“航空電臺(tái)二線(xiàn)綜合測(cè)試儀”將8臺(tái)儀器集于一體，組成虛擬儀器系統(tǒng)，使用靈活方便。清華大學(xué)汽車(chē)系利用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的出廠檢驗(yàn)，主要用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率特性、負(fù)荷特性等。</p><p>　

28、　此外，國(guó)內(nèi)己有幾家企業(yè)在研制PC虛擬儀器，哈工大儀器電子有限責(zé)任公司就是其中之一，其主要產(chǎn)品有任意波形發(fā)生器及頻率計(jì)系列、數(shù)字存儲(chǔ)示波器系列、多通道大容量波形記錄儀系列等。國(guó)內(nèi)專(zhuān)家預(yù)測(cè)：未來(lái)幾年內(nèi)，我國(guó)將有50%的儀器為虛擬儀器。國(guó)內(nèi)將有大批企業(yè)使用虛擬儀器系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬儀器將會(huì)逐步取代傳統(tǒng)儀器而成為測(cè)試儀器的主流。虛擬儀器技術(shù)的提出與發(fā)展，標(biāo)志著二十一世紀(jì)自動(dòng)控制與電子測(cè)量?jī)x器領(lǐng)

29、域技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。</p><p><b>　　課題研究的主要內(nèi)容</b></p><p>　　本文以溫度為研究對(duì)象，對(duì)溫度的變化進(jìn)行了詳細(xì)的研究，為實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)提供了很好的平臺(tái)。本文主要進(jìn)行了一下幾個(gè)方面的工作：</p><p>　?。ǎ保┱撌隽藴囟缺O(jiān)測(cè)虛擬儀表的研究目的及意義，溫度監(jiān)測(cè)虛擬儀表的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及本課題研究的主要內(nèi)容。

30、</p><p>　?。ǎ玻┖?jiǎn)要介紹了LabVIEW的概念、組成和功能以及應(yīng)用現(xiàn)狀，又虛擬儀器的概念、主要特點(diǎn)等。</p><p>　?。ǎ常囟缺O(jiān)測(cè)虛擬儀表的設(shè)計(jì)思路及方案，對(duì)系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行了選擇。</p><p>　?。ǎ矗┙榻B了溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)虛擬儀表的硬件組成及個(gè)硬件的電路設(shè)計(jì)。</p><p>　?。ǎ担┙榻B了溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)虛擬儀表

31、的軟件設(shè)計(jì)及各個(gè)子模塊的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　（６）對(duì)所做的工作進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)未來(lái)的研究工作做出了展望。</p><p>　　LabVIEW與虛擬儀器簡(jiǎn)介</p><p>　　LabVIEW的簡(jiǎn)介</p><p>　　LabVIEW的概念</p><p>　　LabVIEW是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境(Labor

32、atory Virtual Instrument Engineering Workbench)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是目前功能最強(qiáng)、應(yīng)用最廣、發(fā)展最快的圖形化軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，得到了工業(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(xiàn)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(méi)有編程經(jīng)驗(yàn)的用戶(hù)進(jìn)行編程、調(diào)試提供了簡(jiǎn)單方便、完整的壞境和工具，尤其適合于從事科研、開(kāi)發(fā)的科學(xué)家和工程技

33、術(shù)人員使用。LabVIEW是一種虛擬儀器開(kāi)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(hù)能夠快捷地構(gòu)筑自己在實(shí)際應(yīng)用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)特別重要的特點(diǎn)：其它計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都是采用文本語(yǔ)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(xiàn)工藝技

34、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</p><p>　　LabVIEW是一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖形化開(kāi)發(fā)環(huán)境，它結(jié)合了圖形化編程方式的高性能與靈活性，以及專(zhuān)為測(cè)試、測(cè)量與自動(dòng)化控制應(yīng)用設(shè)計(jì)的高端性能與配置功能，能為數(shù)據(jù)采集、儀器控制、測(cè)量分析和數(shù)據(jù)顯示等各種應(yīng)用提供必要的開(kāi)發(fā)工具[1]。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

35、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)等，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具有動(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(kāi)發(fā)環(huán)境更方便、更有效。</p><p>　　LabVIEW的運(yùn)行機(jī)制從宏觀上講已經(jīng)不再是傳統(tǒng)上的馮·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

36、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(shuō)，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(guò)相互連接

37、功能節(jié)點(diǎn)快速地開(kāi)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。</p><p>　　LabVIEW的核心是VI。VI有一個(gè)人機(jī)對(duì)話(huà)的用戶(hù)界面，即前面板(FromPanel)和類(lèi)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)模擬了儀器的輸出裝置并顯示由程序圖獲得或產(chǎn)

38、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El(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(xiàn)(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)

39、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</p><p>　　LabVIEW的組成及功能</p><p>　　G語(yǔ)言編寫(xiě)的程序稱(chēng)為虛擬儀器VI（Virtual Instrumention），因?yàn)樗慕缑婧?/p>

40、功能與真實(shí)的儀器十分相像，在LabVIEW環(huán)境下開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序都被冠以.VI后綴，以表示虛擬儀器的含義。一個(gè)VI由交互式用戶(hù)接口、數(shù)據(jù)流程和圖標(biāo)連接端口組成。各部分的功能如下：</p><p>　?。ǎ保￢I的交互式用戶(hù)接口</p><p>　　因?yàn)榕c真實(shí)物理儀器面板相似，又稱(chēng)作前面板。當(dāng)在啟動(dòng)屏幕上選擇NEW NI時(shí)，屏幕上出現(xiàn)一個(gè)無(wú)標(biāo)題的面板窗口，面板窗口顯示VI的前面板，框圖程序窗口

41、用來(lái)創(chuàng)建VI的框圖程序。前面板是用戶(hù)接口，用于像程序中輸入各種控制參數(shù)，并以數(shù)字或圖形等各種形式輸出測(cè)試結(jié)果，我們可以把它想象為傳統(tǒng)儀器的面板，面板上自然會(huì)有表頭、按鈕、撥盤(pán)等各種元件。</p><p>　?。ǎ玻￢I從數(shù)據(jù)框圖接受指令</p><p>　　框圖是一種解決編程問(wèn)題的圖形化方法，實(shí)際上是VI程序代碼，前面板和框圖程序由一些圖形化對(duì)象集組成，這些對(duì)象是LabVIEW編程元素?？?/p>

42、圖程序含有與前面板控件和指示器對(duì)應(yīng)的連線(xiàn)端子、常數(shù)、函數(shù)、子VI、結(jié)構(gòu)和把數(shù)據(jù)從一個(gè)對(duì)象傳送到另一個(gè)對(duì)象的線(xiàn)，程序框圖程序的源代碼，我們可以把它想象為傳統(tǒng)儀器機(jī)箱里用來(lái)實(shí)現(xiàn)儀器功能的零部件。</p><p>　?。ǎ常￢I模塊化特性</p><p>　　一個(gè)VI既可以作為上層獨(dú)立程序，也可以作為其他程序（或子程序）的子程序。當(dāng)一個(gè)VI作為子程序時(shí)，稱(chēng)作SubVI，VI圖標(biāo)和連接端口的功能就

43、像一個(gè)圖形化參數(shù)列表，可在VI與SubVI之間傳遞數(shù)據(jù)。正是基于VI的上述特性，G語(yǔ)言最佳的實(shí)現(xiàn)了模塊化編程思想。用戶(hù)可以將一個(gè)應(yīng)用分解為一系列任務(wù)，再將每個(gè)任務(wù)細(xì)分，將一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用分解為一系列簡(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組合在一起完成最終的應(yīng)用程序。因?yàn)槊總€(gè)SubVI可以單獨(dú)執(zhí)行，所以很容易調(diào)試。</p><p>　　G語(yǔ)言是LabVIEW的核心，熟練掌握G語(yǔ)言的編程要素和語(yǔ)法規(guī)則，

44、是開(kāi)發(fā)高水平LabVIEW應(yīng)用程序最重要的基礎(chǔ)。換句話(huà)說(shuō)，要真正掌握LabVIEW開(kāi)發(fā)工具，必須把它作為編程語(yǔ)言而不僅僅是編程環(huán)境。</p><p>　　LabVIEW盡可能的利用工程技術(shù)人員所熟悉的術(shù)語(yǔ)，圖表和概念，是一種面向最終用戶(hù)的開(kāi)發(fā)工具；它可以增強(qiáng)工程人員建立自己的科學(xué)和工程系統(tǒng)的能力，可為實(shí)現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供便捷途徑。作為一個(gè)完整的圖形化開(kāi)發(fā)平臺(tái)，LabVIEW具備了一下的幾個(gè)特性。<

45、/p><p>　?。ǎ保┛勺x性。LabVIEW是分層結(jié)構(gòu)，因此只要在一個(gè)屏幕顯示其完整的頂層虛擬儀器即可，其基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（序列、條件、While和For循環(huán)）讓代碼的結(jié)構(gòu)清晰，基于原語(yǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)量較少使得用戶(hù)可以自定義代碼結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)流程圖的表現(xiàn)方式只有常識(shí)經(jīng)驗(yàn)的人就能讀懂即使最難理解的程序。</p><p>　?。ǎ玻┛蓪?xiě)性。LabVIEW可以將用戶(hù)界面的源代碼分開(kāi)設(shè)計(jì)，即可以先創(chuàng)建令人

46、滿(mǎn)意的用戶(hù)界面，然后開(kāi)始創(chuàng)建操作用戶(hù)界面的源代碼，在創(chuàng)建界面和功能的時(shí)候可以讓用戶(hù)參與進(jìn)來(lái)，降低了收集用戶(hù)需求的成本。LabVIEW是一種分層結(jié)構(gòu)語(yǔ)言，可以通過(guò)將程序分成許多程序塊來(lái)控制復(fù)雜度，這些程序塊或子VI的接口或結(jié)構(gòu)都可以在分成顯示中清晰的看到。</p><p>　?。ǎ常┛删庉嬓?。面向?qū)ο缶幊炭稍诓挥绊懍F(xiàn)有功能的情況下添加功能（通過(guò)繼承來(lái)實(shí)現(xiàn)），但代價(jià)是可讀性降低。而在LabVIEW中，控件與模板和VI

47、模板可以結(jié)合使用，利用Merge VI可以重復(fù)使用代碼段，還可以使用許多標(biāo)準(zhǔn)軟件包的示例軟件。</p><p>　?。ǎ矗┛芍赜眯?。LabVIEW提供了大量的可重用代碼，所有VI都可以通過(guò)設(shè)置輸入和輸出端口進(jìn)行定義。在LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境中可以調(diào)用自己和其他人的VI程序，并像LabVIEW的內(nèi)嵌功能一樣方便使用，自定義的數(shù)據(jù)類(lèi)型也可以進(jìn)一步提高可重用性。</p><p>　?。ǎ担┛衫斫?/p>

48、性。編程的過(guò)程就是解決問(wèn)題的過(guò)程。在LabVIEW中，利用圖形來(lái)思考可以提高頭腦的抽象水平，將編程工作變得簡(jiǎn)單。</p><p>　　正是由于LabVIEW具有以上特性，和其他文本編程語(yǔ)言相比，他有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。具體如下：</p><p><b>　　①簡(jiǎn)單的方案</b></p><p>　　LabVIEW使用“所見(jiàn)即所得”的可視化技術(shù)建立人機(jī)

49、界面，提供大量?jī)x器面板中的控制對(duì)象。并按其易用的方式將復(fù)雜的任務(wù)包裝起來(lái)，是復(fù)雜任務(wù)得到簡(jiǎn)化，使用戶(hù)非常容易的開(kāi)發(fā)出自己的系統(tǒng)，并將其立即投入使用。</p><p><b>　?、陟`活的儀器</b></p><p>　　LabVIEW可以與一般的數(shù)據(jù)采集卡及儀器設(shè)備加以組合，設(shè)計(jì)出靈活的虛擬儀器，并可以隨時(shí)將儀器系統(tǒng)移植到最適合用戶(hù)的平臺(tái)上使用。</p>

50、<p><b>　　③方便的程序調(diào)試</b></p><p>　　LabVIEW具有一些專(zhuān)用程序開(kāi)發(fā)工具箱，可以在源代碼中設(shè)置斷點(diǎn)單步執(zhí)行源代碼，同時(shí)在連線(xiàn)上還設(shè)置探針，動(dòng)態(tài)執(zhí)行程序運(yùn)行過(guò)程中數(shù)據(jù)流的變化。</p><p><b>　?、芡暾拈_(kāi)發(fā)環(huán)境</b></p><p>　　LabVIEW軟件包中包含了功

51、能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集、分析和表達(dá)的控件，還提供了具備多線(xiàn)程和用于最大限度提高系統(tǒng)性能的優(yōu)化型編譯器，不僅簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)過(guò)程，還可以生成按編譯速度執(zhí)行的可復(fù)用代碼。此外，LabVIEW還可以生產(chǎn)在沒(méi)有LabVIEW環(huán)境的目標(biāo)機(jī)器上單獨(dú)運(yùn)行的可執(zhí)行文件。</p><p><b>　?、菘焖俚拈_(kāi)發(fā)</b></p><p>　　LabVIEW為用戶(hù)提供了實(shí)現(xiàn)儀器編程與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便

52、捷途徑。通過(guò)儀器驅(qū)動(dòng)程序可以與大多數(shù)儀器進(jìn)行通訊，簡(jiǎn)化了儀器的控制，縮短了測(cè)試開(kāi)發(fā)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。</p><p><b>　?、揲_(kāi)放的平臺(tái)</b></p><p>　　LabVIEW提供了很多接口和節(jié)點(diǎn)，使用戶(hù)能在它的平臺(tái)上使用其他軟件編譯的模塊。LabVIEW具備與多種文本類(lèi)語(yǔ)言集成的功能，它可以和常見(jiàn)的C語(yǔ)言，MATLAB語(yǔ)言混編，可以讓熟悉文本語(yǔ)言的編程

53、人員方便地把過(guò)去的編程經(jīng)驗(yàn)和方法集成到LabVIEW的開(kāi)發(fā)中。</p><p>　　LabVIEW的應(yīng)用現(xiàn)狀</p><p>　　LabVIEW廣泛應(yīng)用于包括自動(dòng)化、通信、半導(dǎo)體、電路設(shè)計(jì)、航空和生產(chǎn)、過(guò)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(lái)提高應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率，這些應(yīng)用涵蓋了產(chǎn)品的研發(fā)、測(cè)試、生產(chǎn)到后期服務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中協(xié)調(diào)使用LabVIEW，共享軟件及信息資源，可以節(jié)約

54、大量的時(shí)間和金錢(qián)。LabVIEW的應(yīng)用大致可分為以下幾個(gè)主要方面：</p><p>　?。ǎ保?yīng)用于生產(chǎn)檢測(cè)</p><p>　　LabVIEW已經(jīng)成為用于測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化開(kāi)發(fā)工具。LabVIEW結(jié)合NITestStand測(cè)試執(zhí)行環(huán)境和該領(lǐng)域中最大的儀器驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)，為整個(gè)系統(tǒng)建立穩(wěn)固完整的檢測(cè)管理平臺(tái)。</p><p>　?。ǎ玻?yīng)用于研究與分析</p

55、><p>　　在汽車(chē)、能源研究和其它眾多工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析和處理、對(duì)于圖像處理、時(shí)頻分析、小波和數(shù)字濾波的應(yīng)用系統(tǒng)中均可用到LabVIEW，LabVIEW特別提供各種附加工具包以加速系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。</p><p>　　（３）應(yīng)用于過(guò)程控制和工廠自動(dòng)化</p><p>　　可用LabVIEW來(lái)建立過(guò)程控制和工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用系統(tǒng)。在LabVIEW平臺(tái)下，可以

56、實(shí)現(xiàn)多通道的高速測(cè)量和控制，對(duì)于大型復(fù)雜的工業(yè)自動(dòng)化和控制系統(tǒng)，有專(zhuān)門(mén)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(jìn)行通信，以及提供基于計(jì)算機(jī)的控制。</p><p>　?。ǎ矗?yīng)用于機(jī)器監(jiān)控</p><p>　　對(duì)于要求有實(shí)時(shí)控制、視覺(jué)和圖像分析或運(yùn)動(dòng)控制的機(jī)器監(jiān)視和預(yù)先維護(hù)的應(yīng)用系統(tǒng)，LabVIEW是理想的選擇。LabVIEW系列產(chǎn)品，包括用于可靠性、確

57、定性控制的實(shí)時(shí)LabVIEW軟件(LabVIEW RT)，能夠快速、準(zhǔn)確的建立起功能強(qiáng)大的機(jī)器監(jiān)視和自動(dòng)控制應(yīng)用程序。</p><p>　　（５）應(yīng)用于測(cè)控系統(tǒng)</p><p>　　LabVIEW有著強(qiáng)大的功能和廣闊的應(yīng)用前景，但就目前國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀來(lái)看，大多數(shù)的用戶(hù)還是把LabVIEW作為虛擬儀器，僅僅利用它來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、分析和顯示，忽略了LabVIEW強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集和控制功能，特別是基

58、于PC機(jī)的實(shí)時(shí)控制，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少。</p><p><b>　　虛擬儀器系統(tǒng)概述</b></p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，儀器技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生了巨大的變化。從最初的模擬儀器到現(xiàn)在的數(shù)字化儀器、嵌入式系統(tǒng)儀器和智能儀器；新的測(cè)試?yán)碚摗y(cè)試方法不斷應(yīng)用于實(shí)踐；新的測(cè)試領(lǐng)域隨著學(xué)科門(mén)類(lèi)的交叉發(fā)展而不斷涌現(xiàn)；儀器結(jié)構(gòu)也隨著設(shè)計(jì)思想的更

59、新而不斷發(fā)展。儀器技術(shù)領(lǐng)域的各種創(chuàng)新積累使現(xiàn)代測(cè)量?jī)x器的性能發(fā)生了質(zhì)的飛躍，導(dǎo)致了儀器的概念和形式發(fā)生了突破性的變化，出現(xiàn)了一種全新的儀器概念——虛擬儀器。</p><p>　　虛擬儀器把計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、軟件技術(shù)結(jié)合起來(lái)，除繼承傳統(tǒng)儀器的已有功能外，還增加了許多傳統(tǒng)儀器所不能及的先進(jìn)功能。虛擬儀器的最大特點(diǎn)是其靈活性，用戶(hù)在使用過(guò)程中可以根據(jù)需要添加或刪除儀器功能，以滿(mǎn)足各種需求和

60、各種環(huán)境，并且能充分利用計(jì)算機(jī)豐富的軟硬件資源，突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、表達(dá)、傳送以及存儲(chǔ)方面的限制。</p><p><b>　　虛擬儀器的概念</b></p><p>　　國(guó)外專(zhuān)家從不同角度描述了虛擬儀器?？偟膩?lái)說(shuō)，虛擬儀器（Virtual Instrument）是指通過(guò)應(yīng)用程序?qū)⒂?jì)算機(jī)與功能化模塊結(jié)合起來(lái)，用戶(hù)可以通過(guò)友好的圖形界面來(lái)操作這臺(tái)計(jì)算機(jī)，就像在操作

61、自己定義、自己設(shè)計(jì)的儀器一樣，從而完成對(duì)被測(cè)量數(shù)據(jù)的采集、分析、處理、顯示、存儲(chǔ)和打印。</p><p>　　虛擬儀器的實(shí)質(zhì)是利用計(jì)算機(jī)顯示器的顯示功能來(lái)模擬傳統(tǒng)儀器的控制面板，以多種形式表達(dá)輸出監(jiān)測(cè)結(jié)果：利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的軟件功能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的運(yùn)算、分析和處理；利用I/O接口設(shè)備完成信號(hào)的采集與調(diào)理，從而完成各種測(cè)試功能的計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，使用者用鼠標(biāo)或鍵盤(pán)操作虛擬界面，就如同使用一臺(tái)專(zhuān)用測(cè)量?jī)x器一樣。因此，虛擬儀器的

62、出現(xiàn)使測(cè)量?jī)x器與計(jì)算機(jī)的界限模糊了。</p><p>　　虛擬儀器的“虛擬”兩字主要包含以下兩方面的含義：</p><p>　?。ǎ保┨摂M儀器面板上的各種“圖標(biāo)”與傳統(tǒng)儀器面板上的各種“器件”所完成的功能是相同的：由各種開(kāi)關(guān)、按鈕、顯示器等圖標(biāo)實(shí)現(xiàn)儀器電源的“通”、“斷”，實(shí)現(xiàn)被測(cè)信號(hào)的“輸入通道”、“放大倍數(shù)”等參數(shù)的設(shè)置，以及實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果的“數(shù)值顯示”、“波形顯示”等。</p&g

63、t;<p>　　傳統(tǒng)儀器面板上的器件都是實(shí)物，而且是由手動(dòng)和觸摸進(jìn)行操作的；虛擬儀器前面板是外形與實(shí)物相像的“圖標(biāo)”，每個(gè)圖標(biāo)的“通”、“斷”、“放大”等動(dòng)作通過(guò)用戶(hù)操作計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)或鍵盤(pán)來(lái)完成。因此，設(shè)計(jì)虛擬儀器前面板就是在前面板設(shè)計(jì)窗口中擺放所需的圖標(biāo)，然后對(duì)圖標(biāo)的屬性進(jìn)行設(shè)置。</p><p>　?。ǎ玻┨摂M儀器測(cè)量功能是通過(guò)對(duì)圖形化軟件流程圖的變成來(lái)實(shí)現(xiàn)的，虛擬儀器是在以PC機(jī)為核心組成的硬件

64、平臺(tái)支持下，通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)儀器功能的。因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)不同測(cè)試功能軟件模塊的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)多種測(cè)試功能，所以在硬件平臺(tái)確定后，就有“軟件就是儀器”的說(shuō)法。這也體現(xiàn)了測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)深層次的結(jié)合。</p><p><b>　　虛擬儀器的主要特點(diǎn)</b></p><p>　　虛擬儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)介入儀器領(lǐng)域所形成的一種新型的富有生命力的儀器種類(lèi)。與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器的主要

65、特點(diǎn)可以概括為以下幾個(gè)方面：</p><p>　?。ǎ保?qiáng)調(diào)“軟件就是儀器”的新概念，取代傳統(tǒng)儀器“硬件為主體”的概念。軟件在儀器中充當(dāng)了以往由硬件甚至整機(jī)來(lái)實(shí)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(hào)的輸入、輸出，這是虛擬儀器相對(duì)于傳統(tǒng)儀器，在概念上的重大突破。虛擬儀器的處理能力和智能化程度主要取決于軟件，用戶(hù)可根據(jù)需要，將先進(jìn)的處理算法、人工智能或者專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)用于儀器的設(shè)計(jì)與集成，從

66、而將儀器的水平提高到一個(gè)新的層次，而且，虛擬儀器充分利用了計(jì)算機(jī)豐富的圖形用戶(hù)界面資源，建立圖形化軟面板來(lái)代替常規(guī)的儀器控制面板，真正做到界面友好、人機(jī)交互。</p><p>　?。ǎ玻┨摂M儀器的功能可由用戶(hù)定義，虛擬儀器的功能可在用戶(hù)機(jī)上產(chǎn)生，從而使得儀器不再完全由硬件決定，徹底打破了傳統(tǒng)儀器一經(jīng)設(shè)計(jì)、制造完成后，其功能不可改變的單一性、封閉性。當(dāng)需要時(shí)，用戶(hù)可通過(guò)軟件編程添加新的功能，而不必購(gòu)買(mǎi)新的儀器，使得

67、一臺(tái)虛擬儀器可以實(shí)現(xiàn)各種儀器的不同功能，大大提高了儀器功能的靈活性。</p><p>　?。ǎ常┮子跇?gòu)建網(wǎng)絡(luò)化的測(cè)量?jī)x器，虛擬儀器基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和接口技術(shù)，具有靈活、方便的互聯(lián)性，能與網(wǎng)絡(luò)及其他周邊設(shè)備互聯(lián)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)形成網(wǎng)絡(luò)虛擬儀器，它是一種基于Web技術(shù)的新型虛擬儀器，使得虛擬儀器成為Internet的一部分，可方便地構(gòu)建遠(yuǎn)程自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量、控制過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)化。</p>

68、<p>　?。ǎ矗┨摂M儀器硬件和軟件都制定了開(kāi)放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而且采用了模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)具有良好的開(kāi)放性和擴(kuò)展性。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(shí)現(xiàn)硬件模塊的即插即用。系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)是基于模塊化的設(shè)計(jì)思想，并大量運(yùn)用函數(shù)庫(kù)、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)和類(lèi)庫(kù)，代碼具有良好的可重復(fù)性。虛擬儀器利用軟件，選配一個(gè)或幾個(gè)帶有共性的基碼具有良好的可重復(fù)性。虛擬儀器利用軟件，選配一個(gè)或幾個(gè)帶有共性的基本儀器硬件來(lái)組成一個(gè)通

69、用硬件平臺(tái)，通過(guò)調(diào)用不同的軟件來(lái)擴(kuò)展或組成各種功能的儀器或系統(tǒng)，由于虛擬儀器具有標(biāo)準(zhǔn)性、開(kāi)放性和模塊化結(jié)構(gòu)，用戶(hù)可以將儀器的設(shè)計(jì)、使用和管理統(tǒng)一到虛擬儀器標(biāo)準(zhǔn)，提高可重復(fù)利用率。系統(tǒng)組建時(shí)間縮短，功能易于擴(kuò)展，軟硬件生產(chǎn)、維護(hù)和開(kāi)發(fā)的費(fèi)用降低。</p><p><b>　　本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要介紹了LabVIEW及虛擬儀器的相關(guān)知識(shí)。LabV

70、IEW是虛擬儀器的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，是NI公司提供的圖形化編程語(yǔ)言，介紹了它的特點(diǎn)及應(yīng)用，有介紹了虛擬儀器的概念、特點(diǎn)、組成等內(nèi)容。</p><p>　　溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)虛擬儀表的總體設(shè)計(jì)</p><p><b>　　虛擬儀表實(shí)現(xiàn)的功能</b></p><p>　　本文主要是介紹基于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)虛擬儀表，給實(shí)驗(yàn)室提供了很好的發(fā)展平臺(tái)，節(jié)省了

71、很多資金?；贚abVIEW的虛擬儀表有很好的兼容性，模塊化的設(shè)計(jì)有很容易讀懂，并且可擴(kuò)展性能較好，易于開(kāi)發(fā)和維護(hù)。此爐溫控虛擬儀表統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)下面的幾種功能：</p><p>　?。ǎ保?shí)現(xiàn)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的串口通信，可以及時(shí)的將溫度數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)。</p><p>　?。ǎ玻┛梢燥@示測(cè)試和控制的參數(shù)，例如測(cè)試的時(shí)間、設(shè)定的溫度、當(dāng)前的溫度等，當(dāng)溫度超出某個(gè)范圍時(shí)進(jìn)行報(bào)警等。</p&

72、gt;<p>　　（３）測(cè)試的結(jié)果通過(guò)計(jì)算機(jī)反送給單片機(jī)，給單片機(jī)相應(yīng)的電信號(hào)，以便更好的利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果。</p><p>　?。ǎ矗┠軌?qū)崿F(xiàn)測(cè)試結(jié)果的數(shù)據(jù)保存，將采集到的數(shù)據(jù)以.TXT的形式保存起來(lái)，以便于以后的應(yīng)用。</p><p><b>　　虛擬儀表設(shè)計(jì)的原則</b></p><p>　　本文研究的基于LabVIEW的溫度測(cè)

73、控系統(tǒng)虛擬儀表，要想得到比較好的實(shí)驗(yàn)效果，首先要對(duì)虛擬儀表進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中主要考慮一下幾個(gè)原則：</p><p>　?。ǎ保恼w到部分的設(shè)計(jì)原則</p><p>　　首先把一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)分解為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立、簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)部分，再把這幾個(gè)部分分解為實(shí)現(xiàn)不同具體功能的模塊，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，分別對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后再進(jìn)行綜合進(jìn)而完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文所設(shè)計(jì)的基于

74、LabVIEW的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)虛擬儀表分成多個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，正是考慮了從整體到部分的設(shè)計(jì)原則。</p><p><b>　?。ǎ玻┛蓴U(kuò)展性原則</b></p><p>　　一個(gè)較好的系統(tǒng)應(yīng)該有很好的擴(kuò)展性，當(dāng)使用者需要增加系統(tǒng)的功能或者需要改善系統(tǒng)的功能時(shí)，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性就顯得很重要了。如果只需要對(duì)系統(tǒng)中的軟件部分作一定的修改，系統(tǒng)的功能就會(huì)加強(qiáng)或者會(huì)增加一些新的功能，

75、那么該系統(tǒng)就有較好的可擴(kuò)展性。本文所討論的基于LabVIEW的溫度監(jiān)測(cè)虛擬儀表就具有很好的可擴(kuò)展性。</p><p><b>　?。ǎ常┙?jīng)濟(jì)性原則</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，較高的性?xún)r(jià)比是系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)需要重視的。在滿(mǎn)足性能指標(biāo)的前提下，應(yīng)盡可能的采用易實(shí)現(xiàn)并且簡(jiǎn)潔、實(shí)用的方案，因?yàn)榉桨负?jiǎn)潔意味著所用環(huán)節(jié)較少，可靠性較高，而且比較經(jīng)濟(jì)。此外，在考慮

76、經(jīng)濟(jì)性原則時(shí)，除造價(jià)外還應(yīng)考慮使用期間的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、維護(hù)費(fèi)等，還要綜合考慮后才能評(píng)估出真正的經(jīng)濟(jì)效果，從而選出最佳的設(shè)計(jì)方案。本論文所開(kāi)發(fā)的基于LabVIEW的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)虛擬儀表，采用計(jì)算機(jī)機(jī)與單片機(jī)所構(gòu)成的虛擬儀器系統(tǒng)，正是由于此系統(tǒng)成本低。</p><p><b>　?。ǎ矗┮撞僮餍栽瓌t</b></p><p>　　在溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)虛擬儀表的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)，應(yīng)考慮系統(tǒng)操作

77、的難易程度，盡量使系統(tǒng)的操作簡(jiǎn)單，人機(jī)界面友好，以降低對(duì)操作人員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的要求。</p><p>　　虛擬儀表的總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)從總體到局部的設(shè)計(jì)原則以及對(duì)系統(tǒng)的功能分析，將整個(gè)系統(tǒng)分解為實(shí)現(xiàn)不同功能的幾個(gè)部分，然后分別對(duì)每個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)虛擬儀表的各項(xiàng)具體功能，可以將系統(tǒng)分解為上位機(jī)和下位機(jī)兩個(gè)部分。其中上位機(jī)是裝有Lab

78、VIEW軟件的計(jì)算機(jī)，而下位機(jī)是單片機(jī)及外圍電路組成的小系統(tǒng)。這兩部分是通過(guò)計(jì)算機(jī)的串口進(jìn)行通信的。其中上位機(jī)部分主要完成數(shù)據(jù)顯示及存儲(chǔ)，越限報(bào)警及人及交互操作界面的生成，下位機(jī)部分主要完成溫度信號(hào)的采集及輸出。</p><p><b>　　本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要討論了溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)虛擬儀表的總體設(shè)計(jì)方案，首先闡述了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)原則，也就是從整

79、體到部分的設(shè)計(jì)思想，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要綜合考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、可擴(kuò)展性及易操作性等性能指標(biāo)，再根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況提出本系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。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(jī)部分和下位機(jī)部分，又對(duì)這兩部分分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，這兩部分是通過(guò)計(jì)算機(jī)的串口進(jìn)行通信的。</p><p>　　下位機(jī)信號(hào)采集的硬件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　下位機(jī)的硬件組成</b><

80、/p><p>　　一般溫度的測(cè)量都是由熱電偶或熱電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)的，再動(dòng)過(guò)電橋轉(zhuǎn)換電路、差動(dòng)運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的輸入量，本設(shè)計(jì)直接給上位機(jī)傳送0V-5V的電壓，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，傳送給上位機(jī)。系統(tǒng)的硬件組成框圖，如圖4-1所示由以下幾個(gè)部分組成：裝有LabVIEW軟件的計(jì)算機(jī)，AT98S52單片機(jī)，電平轉(zhuǎn)換電路MAX232，ADC0804，DAC0832。系統(tǒng)硬件組成框圖4-2所示。</p><p>

81、;　　由硬件電路產(chǎn)生一個(gè)電壓信號(hào)，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)的串口將數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的LabVIEW程序?qū)斎氲男盘?hào)進(jìn)行分析、處理，并將數(shù)據(jù)顯示在計(jì)算機(jī)上，同時(shí)LabVIEW是否傳送給一個(gè)數(shù)字信號(hào)給單片機(jī)，根據(jù)硬件電路板上二極管的明、亮來(lái)判斷收到的信號(hào)。</p><p>　　圖4-1系統(tǒng)硬件組成圖</p><p><b>　　單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)</b></p&

82、gt;<p>　　圖4-2 單片機(jī)管腳分布圖</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)中涉及單片機(jī)控制A/D、D/A轉(zhuǎn)換器，串口的讀取和發(fā)送，定時(shí)器的使用，因此我們首先簡(jiǎn)單介紹一下與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的單片機(jī)的引腳功能，以最常見(jiàn)的STC89C51為例，其采用40引腳雙列直插DIP封裝形式，如圖4-2所示。其中與本設(shè)計(jì)相關(guān)的管腳：</p><p>　　I/O口：四個(gè)8位并行I/O口P0-P4，既可用

83、作輸入，也可用作輸出。</p><p>　　注意P0口為8位三態(tài)、雙向的，無(wú)上拉電阻，必須加10k的上拉電阻，P1-P3為準(zhǔn)雙向，內(nèi)有上拉電阻，單片機(jī)讀入數(shù)據(jù)時(shí)，先寫(xiě)高電平“1”，CPU才能讀取該口的狀態(tài)；</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中我們使用P1口作為AD轉(zhuǎn)換器的數(shù)字量輸出端，P0口作為DA換器的數(shù)字量輸入復(fù)用端。P3.3、P3.4、P3.5、P3.6、P3.7分別作為DA信號(hào)端、AD

84、寫(xiě)信號(hào)端、AD讀信號(hào)端使用。P3口中兩引腳第二功能：P3.0：RXD串行口輸入；P3.1：TXD串行口輸出。</p><p>　　管腳9（RST/VPD）：復(fù)位管腳，2個(gè)機(jī)器周期高電平有效，即24個(gè)振蕩時(shí)鐘周期即可，工作時(shí)0.5V。</p><p>　　管腳18和管腳19（XTAL1，XTAL2）：外部晶振的輸入端；</p><p>　　管腳20（VSS）：接地端&

85、lt;/p><p>　　管腳40（電源）：+5V</p><p>　　單片機(jī)能夠運(yùn)行起來(lái)的最小系統(tǒng)</p><p>　　所謂單片機(jī)最小系統(tǒng)，就是讓單片機(jī)里面的程序運(yùn)可以運(yùn)行的最簡(jiǎn)單系統(tǒng)，一般只包括單片機(jī)芯片、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源電路。</p><p>　　單片機(jī)工作過(guò)程中，各指令的操作在時(shí)間上有嚴(yán)格的次序，單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)為芯片內(nèi)部各種微

86、操作提供時(shí)間基準(zhǔn)；而復(fù)位是使中央處理器以及其他功能部件恢復(fù)到一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作，另外單片機(jī)在開(kāi)機(jī)時(shí)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循環(huán)狀態(tài)等情況下都需要復(fù)位。單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 單片機(jī)的最小系統(tǒng)</p><p><b>　　定時(shí)器</b></p><p>　　單

87、片機(jī)定時(shí)采樣溫度數(shù)據(jù)并發(fā)送，與定時(shí)器有關(guān)的寄存器是8位TCON寄存器，地址是0x88（注：地址可以被8整除，可以進(jìn)行位操作），其各位的功能如下：</p><p>　　sfr TCON= 0x88；</p><p>　　sbit TF1= TCON^7；//定時(shí)器1溢出位，當(dāng)定時(shí)器1定時(shí)時(shí)間到，并置TF1為1產(chǎn)生中斷，CPU會(huì)自動(dòng)處理（跳轉(zhuǎn)到中斷處理程序）并自動(dòng)TF1清零；</p>

88、;<p>　　sbit TR1=TCON^6；// 啟動(dòng)定時(shí)器1；</p><p>　　sbit TF0=TCON^5；//定時(shí)器0溢出位，同TF1；</p><p>　　sbit TR0=TCON^4； //啟動(dòng)定時(shí)器0；</p><p>　　sbit IE1=TCON^3；//外部中斷1標(biāo)志位，同TF1和TF0的用法； </p>&l

89、t;p>　　sbit IT1=TCON^2；//設(shè)置外部中斷1觸發(fā)方式</p><p>　　sbit IE0=TCON^1； //外部中斷0標(biāo)志位，同IE1； </p><p>　　sbit IT0=TCON^0；//外部中斷0觸發(fā)方式</p><p>　　定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式寄存器TMOD，地址為0x89（注：不能被8整除，不能進(jìn)行位操作，只能對(duì)TMOD進(jìn)

90、行賦值設(shè)置相關(guān)位）。低四位用于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0，高四位用于T1。其格式如表4-1所示。分別為：門(mén)控位GATE；C/T= 0/1：定時(shí)/計(jì)數(shù)模式選擇位；M1M0：工作方式設(shè)置位，其工作方式如表4-2所示。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，我們使用定時(shí)器0定時(shí)完成AD的轉(zhuǎn)換并串口傳送數(shù)據(jù)；使用定時(shí)器1的自動(dòng)重裝模式設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸波特率。</p><p>　　其中，T0/T1計(jì)數(shù)器寄存器為：&l

91、t;/p><p>　　sfr TL0 = 0x8A；//計(jì)數(shù)器0低8位。</p><p>　　sfr TL1= 0x8B；//計(jì)數(shù)器1低8位。</p><p>　　sfr TH0= 0x8C；//計(jì)數(shù)器0高8位。</p><p>　　sfr TH1= 0x8D；//計(jì)數(shù)器1高8位。</p><p>　　表4-1 定時(shí)器的格

92、式</p><p>　　表4-2 M1M0的工作方式</p><p>　　表4-3 SCON各位的功能</p><p>　　表4-4 串口的工作方式</p><p><b>　　串口讀寫(xiě)</b></p><p>　　80C51單片機(jī)是全雙工的串行異步傳輸，80C51串行口有兩個(gè)物理上獨(dú)立的接收、發(fā)

93、送緩沖器SBUF，它們占用同一地址99H；接收器是雙緩沖結(jié)構(gòu)，只需讀寫(xiě)緩沖器SBUF便可完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，由于發(fā)送時(shí)CPU是主動(dòng)的，因此不會(huì)產(chǎn)生重疊錯(cuò)誤。與串口相關(guān)的控制寄存器是SCON，地址為98H，其各位的功能、串口的工作方式如表4-3、4-4。</p><p>　　其中，SM0和SM1為工作方式選擇位，可選擇四種工作方式；</p><p>　　SM2：多機(jī)通信控制位，方式1（10

94、位）置0；</p><p>　　REN：允許串行接收位。由軟件置REN=1，則啟動(dòng)串行口接收數(shù)據(jù)；若軟件置REN=0，則禁止接收；</p><p>　　TB8：在方式2或方式3中，是發(fā)送數(shù)據(jù)的第九位，可以用軟件規(guī)定其作用；</p><p>　　RB8：在方式1時(shí)，若SM2=0，則RB8是接收到的停止位；</p><p>　　TI：發(fā)送中斷標(biāo)志

95、位。在方式0時(shí)，當(dāng)串行發(fā)送第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時(shí)，串行發(fā)送停止位的開(kāi)始時(shí)，由內(nèi)部硬件使TI置1，向CPU發(fā)中斷申請(qǐng)（中斷號(hào)4，要開(kāi)相應(yīng)的中斷即ES=1）。在中斷服務(wù)程序中，必須用軟件將其</p><p>　　清0，取消此中斷申請(qǐng)；</p><p>　　RI：接收中斷標(biāo)志位。在方式0時(shí)，當(dāng)串行接收第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時(shí)，串行接收停止位的中間時(shí)，由內(nèi)部硬件使RI置1，向CPU發(fā)中斷申請(qǐng)（中斷號(hào)4）。也必須

96、在中斷服務(wù)程序中，用軟件將其清0，取消此中斷申請(qǐng)。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中我們使用方式1，10位異步收發(fā)器（8位數(shù)據(jù)，1位起始位，1位停止位），發(fā)送中斷標(biāo)志位TI用以檢測(cè)數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢，接收中斷標(biāo)志位RI用以檢測(cè)數(shù)據(jù)是否接收完畢。</p><p>　　在串行通信中，收發(fā)雙方對(duì)發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的速率要有約定（一般設(shè)置收發(fā)的波特率相同）。通過(guò)軟件可對(duì)單片機(jī)串行口編程為四種工作方式，其中

97、方式0和方式2的波特率是固定的，而方式1和方式3的波特率是可變的，由定時(shí)器T1的溢出（頻）率來(lái)決定。</p><p>　　方式1的波特率 =（2SMOD/32）?（T1溢出率）；//SMOD電源寄存器PCON的第7位；當(dāng)T1作為波特率發(fā)生器時(shí)，其工作在自動(dòng)重裝8位定時(shí)器方式（即方式2），溢出率取決于TH1中的計(jì)數(shù)值。</p><p>　　T1 溢出率 = fosc /{12×[2

98、56 －（TH1）]}</p><p>　　fosc為單片機(jī)的時(shí)鐘頻率。計(jì)數(shù)器1的低8位TL1計(jì)數(shù)滿(mǎn)時(shí)，發(fā)送中斷TR1后，將自動(dòng)將TH1的數(shù)據(jù)裝入到TL0中，重新進(jìn)行計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度定時(shí)。單片機(jī)可以通過(guò)T1的軟件編程來(lái)適應(yīng)發(fā)送數(shù)據(jù)的波特率的要求，在本設(shè)計(jì)中設(shè)置波特率為9600，SMOD=1，時(shí)鐘頻率fosc = 11.0592MHZ，則TH1=0xfd。</p><p>　　IE中斷允許控

99、制寄存器</p><p>　　本設(shè)計(jì)中，需要處理數(shù)據(jù)串行通訊中斷信息，因此要了解中斷允許控制寄存器的設(shè)置，中斷允許控制寄存器IE的各位的作用如下：</p><p>　　sfr IE=0xA8；//可以被8整除，可以進(jìn)行位操作</p><p>　　sbit EA=IE^7；//中斷允許總控制器 = 1（最高級(jí)權(quán)限允許）</p><p>　　sb

100、it ET2=IE^5；</p><p>　　sbit ES=IE^4；//串行口中斷允許位（本級(jí)權(quán)限允許）</p><p>　　sbit ET1=IE^3；//開(kāi)放定時(shí)器1中斷（本級(jí)權(quán)限允許）</p><p>　　sbit EX1=IE^2；//開(kāi)外部中斷1（本級(jí)權(quán)限允許）</p><p>　　sbit ET0=IE^1；//開(kāi)放定時(shí)器0中

101、斷（本級(jí)權(quán)限允許） </p><p>　　sbit EX0=IE^0；//開(kāi)外部中斷0（本級(jí)權(quán)限允許）</p><p>　　中斷允許設(shè)置，如同一個(gè)人（中斷信號(hào)）需要從屋內(nèi)走到院外去，首先要院門(mén)是打開(kāi)的（總中斷允許），然后如果房門(mén)是打開(kāi)的（即本級(jí)中斷允許），才能成行。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，設(shè)置EA=1；ES=1；（開(kāi)串口中斷允許，允許接收串口數(shù)據(jù)接收/發(fā)送

102、完畢產(chǎn)生的中斷RI或TI）；ET0=1；定時(shí)器0中斷，定時(shí)采樣AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。</p><p>　　A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　8位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0804</p><p>　　ADC0804連接電路如圖4-4所示。為片選信號(hào)，低電平有效，實(shí)驗(yàn)中接地處理；為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成標(biāo)志位（懸空不用）；讀數(shù)字輸出控制，低電平有效（本設(shè)計(jì)中AD讀控制接單片機(jī)

103、P3^4）；寫(xiě)模擬量輸入控制，上升沿有效(本設(shè)計(jì)中AD寫(xiě)控制接單片機(jī)P3^5)。輸入模擬電壓有VIN(+)和VIN(-)輸入。</p><p>　　圖4-4 ADC0804連接電路</p><p>　　圖4-5 DAC0832連接電路圖</p><p>　　8位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC0832</p><p>　　DAC0832連接電路如圖4-5所

104、示。其中，為片選信號(hào)，低電平有效，在本設(shè)計(jì)中接地處理；寫(xiě)信號(hào)1，低電平有效；ILE是允許鎖存信號(hào)，高電平有效，接VCC；、、ILE三者邏輯與后的負(fù)跳邊沿，將數(shù)據(jù)線(xiàn)上的信息鎖入輸入鎖存器；即利用的高低點(diǎn)平的轉(zhuǎn)換完成數(shù)據(jù)寫(xiě)入和鎖存。傳送控制信號(hào)，低電平有效，接地；寫(xiě)信號(hào)2，輸入低電平有效，其有效時(shí)，傳送控制信號(hào)將鎖存在輸入鎖存器的8位數(shù)據(jù)送DAC寄存器，接地處理。</p><p>　　VREF：基準(zhǔn)電壓輸入端，可在-

105、10V~10V范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，在本設(shè)計(jì)中只需要單極性電壓輸出，故此腳接地；</p><p>　　DI0~DI7：數(shù)字量輸入端，在本設(shè)計(jì)中DA數(shù)字量輸入端復(fù)用P0口；</p><p>　　IOUT1、IOUT2：電流輸出引腳。電流IOUT1、IOUT2的和為常數(shù)，IOUT1、IOUT2隨寄存器的內(nèi)容線(xiàn)性變化，在本設(shè)計(jì)中IOUT2接地，IOUT1接放大器反相端；</p><p&

106、gt;　　Rfb：DAC0832芯片內(nèi)部反饋電阻引腳，在本設(shè)計(jì)中接放大器反饋回路。</p><p><b>　　電平轉(zhuǎn)換電路</b></p><p>　　單片機(jī)為T(mén)TL電平，高 +5V，低 0V；而計(jì)算機(jī)的串口為RS232電平，高 -12V，低+12V。因此，計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間通訊時(shí)需要加電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232，連接圖如圖4-6所示。</p><

107、p>　　圖4-6 MAX232串口連接圖</p><p><b>　　溫度傳感器</b></p><p>　　溫度傳感器的種類(lèi)眾多，在應(yīng)用與高精度、高可靠性的場(chǎng)合時(shí) DALLAS（達(dá)拉斯）公司生產(chǎn)的 DS18B20 溫度傳感器當(dāng)仁不讓。它具有線(xiàn)路簡(jiǎn)單，超小的體積，超低的硬件開(kāi)銷(xiāo)，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，附加功能強(qiáng)，使得 DS18B20 更受歡迎。DS18B20 的

108、優(yōu)勢(shì)更是學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)和開(kāi)發(fā)溫度相關(guān)的小產(chǎn)品的不二選擇。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，十分方便。近年來(lái)，越來(lái)越多的溫控產(chǎn)品都用使用18b20傳感器作為測(cè)溫裝置。它是單線(xiàn)式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO-92小體積封裝形式；溫度測(cè)量范圍為-55℃-125℃，可編程為9位-12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá)0.0625℃；每個(gè)DS18B20均有單一獨(dú)立的序列號(hào)，CPU只需要一根端口線(xiàn)就能與諸多DSl8B20通信。以上的特點(diǎn)使DS18B20非

109、常適用于分布式多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)，為增強(qiáng)抗干擾能力，保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，DSl8B20采用外接電源供電方式。</p><p><b>　　本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要討論了溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)虛擬儀表的硬件設(shè)計(jì)，在本設(shè)計(jì)中，硬件設(shè)備主要由AT89S52單片機(jī)、A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路，電平轉(zhuǎn)換電路組成，A/D轉(zhuǎn)換電路主要是對(duì)采集到的溫度信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，上位機(jī)將控