摘要:文中运用LabVIEW灵敏的图形化可视化编程技能,将单片机课程与虚拟仪器技能相结合,规划了根据LabVIEW的多点温度收集处理演示及实验体系。该体系以DS18B20为温度传感器,运用单片机为中心操控器规划了多点温度数据收集下位机体系;运用LabVIEW规划出具有杰出界面的多点温度数据收集上位机操控体系。该体系具有实时数据收集、数据显现、数据处理与剖析、超限报警以及数据回放等功用。该体系交互性较好,可激起学生的学习爱好和立异认识。
在对多类型、多通道信号一起进行检测和操控中,传统的测控体系才干有限。如何将计算机与各种设备、设备结合。简化人工操作并完成自动操控,满意社会的需求,成为一个很火急的问题。温度检测是现代检测技能的重要组成部分,在确保产品质量、节约能源和安全出产等方面起着要害的效果。
PC机具有强壮的监控和办理功用,而单片机则具有快速及灵敏的操控特色,经过PC机的RS-232串行接口与外部设备进行通讯,是许多测控体系中常用的一种通讯解决方案。LabVIEW是一个划时代的图形化编程体系,应用于数据收集与操控、信号剖析等方面,它为不熟悉文本言语编程的专业科技工作者在测控范畴树立计算机仪器体系一虚拟仪器,供给了一个快捷、轻松的图形化规划环境。文中首要是运用单片机、DS18B20以及LabVIEW软件规划完成了多通道温度收集实验开发操控体系;该体系具有很强的交互性、实时性和可视性,他能激起学生的学习爱好和立异认识,进步教学质量。
1 多点温度收集体系
本体系选用AT89S51单片机作为温度数据收集和传输的主控芯片,温度传感器用单总线的DS18B20收集现场各点温度数据,收集得到的数据运用单片机经串口传给计算机。上位机选用数据处理才干超强的LabVIEW软件编程,编程完成对读取到的串口数据进行处理、显现、存储、回放等功用。
多点温度数据收集体系由上位机部分和下位机两部分组成。下位机部分由AT89S51单片机、DS18B20温度传感器、电平转化芯片MAX232、电源电路、复位电路及晶振电路组成。当PC机宣布数据收集指令时,T89S51单片机发动DS18B20温度传感器对外界温度进行收集,将收集到的温度数据传给AT89S51单片机,单片机再将接纳到的温度数据经过串口传送给PC机。下位机选用LabVIEW软件对接纳到的串口数据进行处理、剖析、显现、保存、回放以及报警等相关操作。体系总体规划框如图1所示。
2 体系下位机规划
2.1 多点温度数据收集下位机规划
下位机由单片机体系、温度传感器、电平转化电路、电源电路、RS-232串口、时钟和复位电路组成。当单片机接纳到由PC发送来的发动收集指令后,单片机宣布操控信号,发动DS18B20温度传感器对外界拟定的通道温度进行收集并转化成数字信号,然后将收集到的温度数据传给单片机,单片机再将接纳到的温度数据经过串口传送给PC机。
2.2 温度收集体系电路规划
先规划出单片机最小体系;然后运用DS18B20数字温度传感器来规划温度收集体系。该传感器具有耐磨耐碰,体积小,运用方便的特色,适用于各种狭小空间数字测温文操控范畴。本体系是将8个传感器的DQ引脚别离经过一个上拉电阻接到了单片机的P2口上,VCC引脚与+5 V电源相衔接,GND引脚接地。衔接如图2所示。
2.3 电平转化电路规划
该体系用RS-232总线进行串行通讯,所以需电平转化电路。在发送端需要用驱动电路将TTL电平转化成RS-232电平,在接纳端需要用接纳电路将RS-232电平转化为TTL电平。本体系运用MAX232芯片,该芯片运用单一+5 V电源供电,完成电平转化。PC机与单片机之间衔接如图3所示。
3 体系上位机规划
在规划完温度收集硬件体系的基础上,再配上相应的软件,才干构成一个完好的多点温度数据收集实验体系。在本体系的规划进程中,总体规划选用自上至下的规划思维将主程序规划好,而在各个部分展开成隶属程序或子程序时,是将各个小模块别离进行规划和编程,一起在编程的进程中又用到了结构化程序规划的思维。体系程序包含上位机程序和下位机程序,下位机程序完成对温度数据的收集,上位机程序则对收集来的数据做后续的相关处理。
3.1 上位机程序规划
体系上位机选用Labview软件规划完成如图4所示:该上位机体系首要包含调用温度数据收集、读取数据、调用温度数据处理子程序、显现、保存、调用温度数据回放以及报警等功用。在上位机主程序开端运转之后,用户挑选数据收集、数据回放。若选取了数据回放,就履行回放历史数据指令;若选取了数据收集,就收集对应通道的数据、读取数据、对数据进行相应的处理、保存、显现温度而且判别是否超限等。上位机程序流程图如图5所示。
3.2 下位机程序规划
下位机主程序包含单片机体系初始化、等候收集指令、调用温度数据读取子程序、调用数据转化子程序、发送数据等程序。单片机上电后,体系开端初始化、等候收集指令;当接纳到收集某一通道指令后,就调用读取对应通道的DS18B20的子程序,再调用数据转化和处理子程序,把数据经过串口回传给PC机,然后等候下一收集指令。下位机程序流图如图6所示。
3.3 体系完成
该体系规划完成后,经过重复运转调试,排除了软件和硬件的规划毛病;体系收集榜首路温度信号,传给上位机显现如图5所示,该体系可以完成如下功用:挑选收集线路、实时显现收集线路的温度数值、经过图形化的窗口显现温度改变进程、显现收集时刻日期、报警限设置、超限报警以及收集方法挑选等功用,达到了预期规划意图。
4 结束语
该体系既充分运用了LabVIEW的强壮功用,又发挥了单片机快速及灵敏的特色,降低了体系的开发本钱、进步了开发功率。该体系经过长时刻的运转实验,验证了该体系的可靠性、稳定性以及必定的实用性。该体系界面友爱、操作简略、交互性好,便于学生把握单片机课程以及虚拟仪器课程规划完成进程,有利于进步学生的学习爱好及培育学生的立异才干。