基于LabVIEW及单片机的温度测控系统设计.pdf

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1、应用技术与研究学术探讨2014年第6期基于LabVIEW及单片机的温度测控系统设计李冬冬魏志钦黄凌森吴济敏黄吉彪罗扩龙（华南理工大学广州学院，广东广州510800）[摘要]温度测量控制系统正逐渐向虚拟仪器的方向发展,而LabVIEW是应用最广泛的虚拟仪器软件,但是与其配套的数据采集卡一般成本较高,为了降低其成本,设计了一个基于LabVIEW的温度控制系统，该系统通过DS18B20温度传感器采集温度，再通过单片机与电脑的通讯，将信息传送给LabVIEW来对温度进行测量、监控。[关键词]LabVIEW；单片机；温度监

2、控；DS18B20的方式，加速冷却，通过P1.1、P1.2输出高、低电平控制加热1．引言或停止，通过P1.3、P1.4输出高、低电平控制制冷或停止。美国国家仪器公司率先提出了虚拟仪器这个概念，彻底改变了传统仪器由厂家定义、用户无法随心改变的模式，使测控仪器发生了巨大变革。与传统仪器相比，虚拟仪器有很多的优点：对测试量的处理和计算可以更复杂且速度更快，测试结果的表达方式更加多种多样，可以方便地存储和传递测试数据，价格低且技术更新更快。目前的温度测量与控制系统大都还是使用传统温度测量仪器，其功能基本都是由硬件或固化的

3、软件来实现，而且它的功能只能通过厂家定义、设置，这显得非常的单一、固定，用户无法根据自己的意愿随图1系统结构框图意去改变其结构和功能，因此这样的温度控制系统已经不能适应现代化监测系统的要求。虚拟仪器技术在分布式测控3．下位机的设计系统、远程设备诊断以及网络虚拟实验室建设等领域都得到该虚拟温控系统采用单片机AT89S51作为下位机，控制了广泛的应用，但LabVIEW所支持的数据采集卡价格比较温度传感器DS18B20的操作，并将从DS18B20温度传感器昂贵，造成了温度测量与控制系统的成本比较高。为了解决读取的数据通

4、过电脑与单片机的串口通信发送给计算机的这一问题，本项目采用AT89S51单片机、温度传感器、温控部LabVIEW软件。数字式温度传感器DS18B20把当时的温度件等通过串口和上位机的通信组成了成本较低的温度测量转换为数字信号传输给单片机AT89C51，之后通过串口的控制系统。COM口发送给计算机，该串口具有TTL-RS232电平转换功2．系统方案设计能。下位机程序采用汇编语言编写，主要包括定时器初始该温度系统硬件由计算机、单片机、温度控制电路和温化、DS18B20的初始化、启动DS18B20温度转换、读取度传感器

5、组成，框图如图1所示。该系统集计算机、强大的图[2]DS18B20的数据、串口数据发送模块。形化编程软件LabVIEW和模块化硬件于一体，建立灵活，且4．上位机的设计以LabVIEW为基础的测量及控制模式，构建出满足随时可[1]上位机采用LabVIEW图形化编程软件来编写程序，无改变要求的系统。通过传感器获取温度信号，再由单片机组成的小系统对温度信号进行采集、整理和转换，然后通过需编写繁琐复杂的计算机程序代码，只需要写上相应的图形单片机将数据在LED显示屏中，同时也通过单片机与电脑的即可实现测控系统的构建，程序简

6、单明了并且界面美观。串口通信将数据传送给计算机，并通过计算机运行的Lab-本设计主要使用了LabVIEW的串行通信节点。在Lab-VIEW程序分析处理单片机输入的数据，最终在计算机显示VIEW中，串行通信节点位于函数选板共包括8个节点，分结果，同时将控制信息返回给单片机，通过单片机控制温度别实现初始化串口、串口写、串口读、检测串口缓存、中断以控制电路。另外采用电阻加热取代电机加热，冷却采用制冷及关闭串口等功能，VISA配置串口节点用于初始化串口。——————————————作者简介：李冬冬，男，广东揭西人，硕士，

7、讲师。研究方向：测试技术。-63-学术探讨应用技术与研究2014年第6期在利用计算机控制串口仪器设备时，先要配置好串口，即先初始化串口，使计算机串口的各种参数设置与仪器设备的串口保持一致，才能够正确地进行串行通信。并且在每次使用前都需要如此设置，达到成功进行通信的目的[3]。根据设计要求将串口初始化为波特率2400b/s，数据位8位，1位停止位，无奇偶校验位。从运行初始化后一直处于等待接收数据状态。数据采集终端每过一定时间上传一次图3报表部分的程序框图数据，这个数据是和时间一起上传的，是自动记录数据历史的部分，所

8、以要存储在一个特定的文件夹里，等待后续程序的处理。当需要上传某一特定时间段的数据时，需要上位机发送一个命令(即起始时刻和终止时刻的数值)给单片机，这时需退出记录数据状态，向串口发送一个命令串，需要注意的是发送命令的控制按钮要设计为一个脉冲的形式，否则程序会循环发送命令，不能返回等待定时上传状态[4]。图4温度数据处理部分的程序框图6．结论随着传感器技术的不断发展，传统的测