基于虚拟仪器的温度测量系统学士学位论文Word文件下载.docx

基于虚拟仪器的温度测量系统学士学位论文Word文件下载.docx

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赵娜

评阅教师：

完成日期：

2015年4月

辽东学院

EasternLiaoningUniversity

摘要

测控技术跟随时代的发展，正在变得更加数字化，自动化，智能化和网络化。

随着“软件就是仪器”这个概念被美国NI公司率先提出，LabVIEW也随之产生。

如今社会的工业中不能缺少检测，尤其是在恶劣环境下更加需要远程检测系统。

本设计分为两部分，上位机部分由PC机的LabVIEW软件对检测界面进行开发，可以对温度变化曲线进行直观的观察，还可以在需要的情况下把检测数据保存在Excel中，利用记录的温度数据对比设定值来提示温度报警；

下位机部分由89E52单片机读取温度数据，利用RS-232转到USB接口，由上位机分析处理。

本设计对不适于人进入的场所的测量工作问题进行了有效的解决。

在V3.0版本之后LabVIEW通信模块（NI-VISA）开始支持USB串口，这使下位机可以不用接收数据采集卡的数据就可以和LabVIEW进行通信，不仅减低了硬件的成本，也使LabVIEW在实用性和灵活性上得到加强。

关键词：

LabVIEW；

温度；

接口技术

TheDesignofTemperatureMeasurementSystemBasedonVirtualInstrumentTechnology

Abstract

Withthecontinuousdevelopmentofmeasurementandcontroltechnology,anditstechnologyistowardautomation,intelligent,digitalandnetworkdevelopment.ThecompanyputforwardtheNI"

softwareisinstrument"

concept,soLabVIEWarisesatthehistoricmoment.

Detectionintoday'

ssocietyinmanyoftheindustrywithorlackof,someenvironmentalbadplaceisalsocannotgetawayfromremotedetectionsystem.

Thisdesignissolvedsomeheavyindustry,pharmaceuticalindustry,etcinbetweensomeofplaceisnotfitforhumanin,stillneedtotemperaturedetectionproblem.Thisdesignhastwosides,thePCisinthePCplatformusingtheLabVIEWsoftwaredevelopmenttestinginterface,andintuitiveobservetemperaturecurve,accordingtoneedtoalsocanbeintheformofformtoExcel,savedetectionofhistoricaldata,accordingtothereal-timedataacquisitiondataandthetemperatureofthesetvaluecomparison,tiptemperaturealarm;

Themachineisthroughasinglechipcomputer89E52readtemperaturedata,throughtheRS-232turnUSBinterface,moveasamachineforanalysis.

ThisdesignisusedtoRS232seriallineUSBforPCandamachineunderthecommunication.ThecommunicationmoduleLabVIEWNI-VISAinV3.0versionbeganaftersupportUSBserialports,makethenextplacemachineandcannotthroughLabVIEWcommunicationdataacquisitioncardtakesamachineunderthemonitoringdata,maketheflexibilityandpracticalbetterLabVIEW,savethehardwarepartofthecost.

Keywords:

LabVIEW;

temperature;

Interfacetechnology

目录

摘要I

AbstractII

引言1

1绪论1

1.1课题的研究目的及意义2

1.2课题的国内外研究现状2

1.3课题研究的主要内容3

2虚拟仪器概述4

2.1虚拟仪器的概念4

2.2虚拟仪器的主要特点4

2.3虚拟仪器的体系结构5

2.3.1虚拟仪器的硬件构成5

2.3.2虚拟仪器的软件构成6

2.4LabVIEW的概述6

2.5LabVIEW的应用现状7

3总体设计9

3.1系统实现的功能9

3.2总体设计方案9

4上位机LabVIEW的程序设计10

4.1USB接口设计10

4.2USB系统的结构10

4.2.1USB系统概述10

4.2.2USB主机11

4.3NI-VISA概述12

4.3.1N1-VISA简介12

4.3.2配置NI-VISA的过程12

4.3.3与Nl-VISA相配合的LabVIEW模板中VI子节点12

4.3.4USB设备读写的操作次序12

4.4LabVIEW2010中串口的配置13

4.5上位机LabVIEW程序的前面板和程序框图15

4.5.1数据处理15

4.5.2LabVIEW的前面板和各个部分的功能16

4.5.3LabVIEW的程序框图和各个部分的功能17

5下位机硬件和程序设计19

5.1温度测控仪表的硬件组成19

5.2单片机的使用19

5.2.1MPC89E52AE单片机应用19

5.2.2MPC89E52AE单片机的主要特点20

5.3MAX232电平转换芯片21

5.3.1MAX232电平转换芯片应用21

5.3.2MAX232电平转换芯片的引脚介绍21

5.3.3MAX232电平转换芯片的主要特点22

5.4DS18B20温度传感器22

5.4.1DS18B20温度传感器应用22

5.4.2DS18B20的主要特性23

5.5单片机程序的编写23

5.5.1Keil编译器软件应用23

5.5.2下位机程序设计24

6整体调试26

6.1LabVIEW上位机程序调试26

6.1.1找出语法错误26

6.1.2设置执行程序高亮26

6.1.3断点与单步执行26

6.1.4探针27

6.2下位机调试28

结论29

参考文献30

附录A电路图31

附录B下位机C语言程序31

致谢37

引言

理工文科所有专业本科生的毕业论文（设计）都应有“引言”的内容。

如果引言部分省略，该部分内容在正文中单独成章，标题改为文献综述，用足够的文字叙述。

从引言开始，是正文的起始页，页码从1开始顺序编排。

针对做毕业设计：

说明毕业设计的方案理解，阐述设计方法和设计依据，讨论对设计重点的理解和解决思路。

针对做毕业论文：

说明论文的主题和选题的范围；

对本论文研究主要范围内已有文献的评述；

说明本论文所要解决的问题。

建议与相关历史回顾、前人工作的文献评论、理论分析等相结合。

注意：

是否如实引用前人结果反映的是学术道德问题，应明确写出同行相近的和已取得的成果，避免抄袭之嫌。

注意不要与摘要内容雷同。

书写格式说明：

标题“引言”选用模板中的样式所定义的“引言”；

或者手动设置成字体：

黑体，居中，字号：

小三，1.5倍行距，段后1行，段前为0行。

引言正文选用模板中的样式所定义的“正文”，每段落首行缩进2字；

或者手动设置成每段落首行缩进2字，宋体，小四，多倍行距1.25，段前、段后均为0行，取消网格对齐选项。

1绪论

1.1课题的研究目的及意义

大多化学性质和物理现象都与温度密切相关，温度更是科学研究和工业生产中重要的参数之一，需要对温度进行测量的工作和场合很多，大多生产的过程都需要对温度进行控制。

温度测量系统目前一般都采用通过固化软件或硬件来测量的传统仪器，这样的框架结构使得用户无法改变它已经固定的功能和结构。

随着科学技术和计算机技术的快速发展，传统仪器已不能满足现代测控系统的需要。

虚拟仪器（VirtualInstrumentation）由美国国家仪器公司（NI）率先提出，这打破了传统仪器固定以及用户无法更改的模式，引发了测控仪器的一场重大变革。

上世纪末我国开始开发和应用虚拟仪器，现在已经渗透到很多行业中，如：

航空航天、医疗、铁路等行业，被广泛应用，拥有着巨大的市场潜力。

虚拟仪器不仅是现在测控技术的热点，也是未来仪器技术的发展方向。

虚拟仪器是一种全新的测控仪器系统，它可以使计算机通过应用程序与功能模块硬件结合。

用户就像操作一台自定义的专用传统仪器一样，通过拥有友好图形界面的显示器操作计算机，进行对被测数据的采集、分析、处理等测试工作。

与传统仪器比较，虚拟仪器所需的硬件更少、价格低而且可以重复利用；

虚拟仪器的优点是其软件可以自定义、开发与维护费用低、技术更新快、方便与外设或网络连接、系统开放。

这些优点使各国越来越重视虚拟仪器技术，近年来，虚拟仪器的发展迅速，在一些发达国家被普遍应用于测量、电信、监控及教育等领域，现在正向着标准化、模块化、网络化和智能化的方向发展。

如今，虚拟仪器的概念已经在电子测量仪器的发展中被很多领域所接受，推动了柔性测控系统的发展。

1.2课题的国内外研究现状

虚拟仪器在国内外的发展飞快，，以NI公司为代表的厂商已经推出了基于虚拟仪器的商品化仪器产品。

在美国，虚拟仪器和它的图形编程语言已经成为理工科学生的必修课程。

近些年，各国虚拟仪器公司开发出了很多虚拟仪器开发软件，以便使用者可以设计适合于自己的测量系统。

NI公司的Labwindows/CVI和LabVIEW是最有影响力和最早的开发软件。

LabVIEW非常实用，它采用的是图形化编程方案；

Labwindows/CVI是在Windows环境下的标准ANSIC开发软件，它专为熟悉C语言的开发人员设计。

处了以上几种开发软件，美国HP公司的HPTIG和H-VEE软件，美国Tektronix公司的Tek