基于LABVIEW的恒溫檢測系統(tǒng)畢業(yè)論文.doc

常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告系 別： 電子與電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 樓宇智能化專業(yè)技術(shù) 班 號： 樓智102 學(xué) 生 姓 名： 代 軍 學(xué) 生 學(xué) 號： 1006173225 設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于labview的恒溫檢測系統(tǒng) 指 導(dǎo) 教 師： 蘇 永 剛 設(shè) 計(jì) 地 點(diǎn)： 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 起 迄 日 期： 2012.10.222013.5.23 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 專業(yè) 樓宇智能化工程技術(shù) 班級 樓智102 姓名 代軍 一、課題名稱： 基于labview的恒溫檢測系統(tǒng) 二、主要技術(shù)指標(biāo)：溫度范圍55+125，在-10+85時(shí)精度為0.5。 可編程的分辨率為912位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5、0.25、0.125和0.0625，可實(shí)現(xiàn)高精度測溫。 三、工作內(nèi)容和要求： 1、利用傳感器采集溫濕度電壓，進(jìn)入計(jì)算機(jī)虛擬儀器程序，輸出到指定位置，實(shí)現(xiàn)溫濕度的實(shí)時(shí)測量； 2、對所測量到的溫度進(jìn)行判斷，當(dāng)環(huán)境中的溫度超出合理范圍則報(bào)警，并控制外部儀器如空調(diào)等對溫濕度進(jìn)行調(diào)整； 3、溫度是不斷變化的，為提高可靠性，應(yīng)采集多個(gè)數(shù)據(jù)取平均值來提高準(zhǔn)確度； 4、能否增加數(shù)據(jù)存儲功能，記錄溫濕度歷史和溫濕度報(bào)警歷史，方便后續(xù)工作的進(jìn)行。 四、主要參考文獻(xiàn)：_1、歐陽黎明.MATLAB控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)M北京：國防科技大學(xué)出版，2001 2、李瑩.基于LabVIEW的多路信號發(fā)生器軟件開發(fā)D北京:華北電力大學(xué)，2006 3、陳叔旺，張秀清.傳感器應(yīng)用及電路設(shè)計(jì)M北京：化工工業(yè)出版社，2008 4、李光軍實(shí)用接口技術(shù)M成都：電子科技大學(xué)出版，1997 學(xué) 生（簽名） 年 月 日 指 導(dǎo) 教師（簽名） 年 月 日 教研室主任（簽名） 年 月 日 系 主 任（簽名） 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告設(shè)計(jì)（論文）題目基于labview的恒溫檢測系統(tǒng)選題的背景和意義：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)都與溫度有關(guān)，許多生產(chǎn)過程都是在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的，需要測量溫度的場合極其廣泛。目前的溫度測量系統(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硬件或者固化的軟件來實(shí)現(xiàn)的。這種框架結(jié)構(gòu)決定了它只能由儀器廠家來定義、制造，而且功能和規(guī)格一般都是固定的，用戶無法隨意改變其結(jié)構(gòu)和功能。虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器比較，它具有所需的硬件較少、購置費(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、開發(fā)與維護(hù)費(fèi)用較低、系統(tǒng)開放、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)備受各國關(guān)注，目前正朝著總線與驅(qū)動程序標(biāo)準(zhǔn)化；硬、軟件模塊化，硬件模塊即插即用；軟件編程平臺圖形化、通用化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)，加上適當(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)用要求。虛擬儀器不但靈活可變、功能強(qiáng)大，而且使用簡單方便，便于技術(shù)升級更新，系統(tǒng)的使用和維護(hù)費(fèi)用極低，同時(shí)具有極高的可靠性。一、 課題研究的主要內(nèi)容：用NI公司USB數(shù)據(jù)采集卡及Labview應(yīng)用開發(fā)環(huán)境，開發(fā)通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對模擬溫度信號的采集、顯示、歷史數(shù)據(jù)存儲等功能。以USB通信與上位機(jī)及Labview軟件系統(tǒng)通信，軟件上包括USB數(shù)據(jù)采集卡配置和編程、Labview通信及人機(jī)界面開發(fā)、系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試和基本功能測試等。通過這些功能來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。二、 主要研究（設(shè)計(jì)）方法論述：1、研究內(nèi)容：用NI公司USB數(shù)據(jù)采集卡及LabVIEW應(yīng)用開發(fā)環(huán)境，開發(fā)通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對模擬溫度信號的采集、顯示、歷史數(shù)據(jù)存儲等功能。以USB通信與上位機(jī)及Labview軟件系統(tǒng)通信，軟件上包括USB數(shù)據(jù)采集卡配置和編程、Labview通信及人機(jī)界面開發(fā)、系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試和基本功能測試等。通過這些功能來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 2、研究思想： 用美國NI公司推出的PCI數(shù)據(jù)采集卡（DAQ）以及Labview8.5應(yīng)用開發(fā)環(huán)境開發(fā)基于Labview的溫度監(jiān)測儀系統(tǒng)。 3、 工作流程： 首先到圖書館借閱與Labview相關(guān)的書籍，接著通過老師的幫助從網(wǎng)站下載Labview8.5的軟件；然后通過書本與軟件的結(jié)合來學(xué)習(xí)Labview的基本操作，經(jīng)過幾周的學(xué)習(xí)已經(jīng)初步掌握了相關(guān)的內(nèi)容。不過也經(jīng)常遇到麻煩，通過手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)與老師交流，解決相關(guān)的難題。四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排：時(shí)間（迄止日期）工 作 內(nèi) 容201210-2012.11確定選題2012.11-2012.12搜集資料并且用軟件將Labview的恒溫檢測系統(tǒng)做好2013.1-2013.3Labview的恒溫檢測系統(tǒng)成功后用文字?jǐn)⑹?013.4-2013.5整理資料，溫習(xí)知識，確定所需要的軟件五、指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日六、系部意見： 系主任簽名： 年 月 日基于labview的恒溫檢測系統(tǒng)目錄摘要Abstract第1章 前言1第2章 虛擬儀器的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢32.1虛擬儀器的發(fā)展現(xiàn)狀32.2虛擬儀器的發(fā)展趨勢32.3虛擬儀器的概念42.4虛擬儀器的主要特點(diǎn)42.5 虛擬儀器的體系結(jié)構(gòu)5第3章 虛擬儀器LabVIEW及 DS18B20溫度傳感器的介紹63.1虛擬儀器LabVIEW的介紹63.1.1 LabVIEW的概述63.1.2 LabviEW的應(yīng)用現(xiàn)狀73.2 DS18B20溫度傳感器介紹83.2.1 DS18B20溫度傳感器應(yīng)用83.2.2 DS18B20溫度傳感器特點(diǎn)83.3溫度測控儀表的硬件組成9第4章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)規(guī)劃104.1系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能104.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案104.3 LabVIEW程序的前面板和程序框圖104.3.1 數(shù)據(jù)處理104.3.2 LabVIEW的前面板和各個(gè)部分的功能114.3.3 LabVIEW的程序框圖和各個(gè)部分的功能12第5章 系統(tǒng)整體調(diào)試145.1 LabVIEW程序調(diào)試145.1.1 找出語法錯(cuò)誤145.1.2 設(shè)置執(zhí)行程序高亮145.1.3 斷點(diǎn)與單步執(zhí)行145.1.4 探針15第6章 結(jié)束語16 參考文獻(xiàn)答謝辭摘 要溫度是個(gè)基本的物理量他是工業(yè)生產(chǎn)過程中最普遍最重要的工藝參數(shù)之一。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展對溫度測量的要求也越來越高而且測量范圍也越來越廣。合理的溫度范圍和精確地溫度的測量隊(duì)提高產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量降低消耗實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化均有積極作用因此溫度檢測技術(shù)的研究具有重大意義。 本系統(tǒng)是一個(gè)基于LabVIEW的溫度檢測系統(tǒng)采用多點(diǎn)溫度檢測能檢測較大區(qū)域內(nèi)的溫度變化主要包括上位機(jī)和下位機(jī)兩個(gè)部分。下位機(jī)使用的DS18B20傳感器和AT89C51單片機(jī)。上位機(jī)和下位機(jī)的通訊方式是串口通訊。上位機(jī)使用的是虛擬儀器LabVIEW主要功能是實(shí)時(shí)溫度的顯示溫度曲線時(shí)間軸的顯示歷史溫度曲線的顯示以及超限溫度報(bào)警。 關(guān) 鍵 字：Labview ，溫度測量 ，溫度傳感器AbstractThe temperature is a basic physical quantity, it is one of the most common industrial processes, the most important process parameters. With the continuous development of industry, the requirements for temperature measurement is also getting higher and higher, and the increasingly wide range of measurement. Reasonable temperature range and accurate temperature measurement team to improve product quality, production, reduce consumption, to achieve the automation of industrial production, had an active role in temperature sensing technology is of great significance. This system is a temperature sensing system based on LabVIEW, using multi-point temperature detection can detect temperature changes within the larger area, including two parts of the upper and lower machine. The next bit machine using the DS18B20 sensors and AT89C51 microcontroller. The upper and lower machine communication is serial communication. The host computer using a virtual instrument LabVIEW, the main function is to display real-time temperature, the temperature curve Timeline display, alarm display and gauge the temperature of the historical temperature curve.Keywords: LabVIEW , Temperature survey , temperature sensor第1章 前言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們在監(jiān)控與監(jiān)測生產(chǎn)過程、居住環(huán)境、生活質(zhì)量等過程中，制造了各種各樣科學(xué)儀器。而傳統(tǒng)儀器如模擬式儀器儀表、數(shù)字化儀表、內(nèi)部有微處理器的智能儀器等，其對于用戶來說是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，儀器的面板、旋鈕、開關(guān)和顯示方式，內(nèi)部電路及儀器所能提供的功能都是固定的，與其他設(shè)備的連接也受限制。隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、軟件技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，全新概念的第四代儀器虛擬儀器出現(xiàn)了。美國國家儀器公司（NI）已經(jīng)在Macintosh計(jì)算機(jī)上推出了LabVIEW2.0以前的版本。目前LabVIEW的最新版本為LabVIEW8.6，LabVIEW 8.6為多線程功能添加了更多特性。 虛擬儀器作為一種基于計(jì)算機(jī)的自動化檢測儀器系統(tǒng)，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和儀器技術(shù)完美結(jié)合的產(chǎn)物，也是當(dāng)今計(jì)算機(jī)輔助測試領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)。它利用加在計(jì)算機(jī)上的一組軟件與儀器模塊相連接，以計(jì)算機(jī)為核心、充分利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形界面和數(shù)據(jù)處理能力提供對測量數(shù)據(jù)的分析和顯示。虛擬儀器的構(gòu)成，如圖1所示圖1 虛擬儀器的構(gòu)成NI提出的“軟件即儀器”的口號，徹底打破了傳統(tǒng)儀器只能由生產(chǎn)廠家定義，用戶無法改變的模式，利用虛擬儀器，用戶可以很方便地組建自己的自動檢測系統(tǒng)。顯然，與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器具有以下特點(diǎn)：1.融合了計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的硬件資源，突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、存儲等方面的限制，大大增強(qiáng)了傳統(tǒng)儀器的功能。2. 利用計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源，實(shí)現(xiàn)了部分硬件的軟件化，增加了系統(tǒng)的靈活性。通過軟件技術(shù)和相應(yīng)數(shù)值算法，可以實(shí)時(shí)、有效地對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析與處理。同時(shí)，利用圖形用戶界面技術(shù)使得人機(jī)交互方便。3.基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和接口技術(shù)，具有方便、靈活的互聯(lián)能力，廣泛支持各種工業(yè)總線的標(biāo)準(zhǔn)。因此，利用VI技術(shù)可方便地構(gòu)建自動測試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)測量、控制過程的智能化、網(wǎng)絡(luò)化。第2章 虛擬儀器的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢2.1虛擬儀器的發(fā)展現(xiàn)狀虛擬儀器是計(jì)算機(jī)管理的數(shù)字化儀器系統(tǒng),因此,依據(jù)某種通用或?qū)Ｓ每偩€標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)約,或以某種接口形式,與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信和管理,并與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)共同工作運(yùn)行的儀器系統(tǒng),目前多數(shù)屬于虛擬儀器系統(tǒng),它的典型特征是不可脫離計(jì)算機(jī)而獨(dú)立工作。在信號源類虛擬儀器系統(tǒng)中,種類不是很多,主要有D/A卡系統(tǒng)和任意波發(fā)生器,另外還有函數(shù)發(fā)生器、合成信號源等。 在測量儀器類虛擬儀器系統(tǒng)中,則有許多種類,其中最主要的是A/D卡系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),另外還有數(shù)字存儲示波器、瞬態(tài)記錄儀、數(shù)字化儀、數(shù)字多用表、頻率計(jì)數(shù)器、信號分析儀、相位計(jì)、失真儀、噪聲分析儀、阻尼計(jì)等多種。原則上,非虛擬儀器里的儀器,都可以用虛擬儀器方式實(shí)現(xiàn),但在大功率領(lǐng)域以及射頻微波領(lǐng)域里的器設(shè)備,虛擬儀器實(shí)現(xiàn)比較困難,模塊也較少;低頻領(lǐng)域,以及小功率領(lǐng)域里,虛擬儀器已經(jīng)具有了良好的發(fā)展態(tài)勢。目前,主流的虛擬儀器主要是VXI、PXI、各種計(jì)算機(jī)總線(如PCI、ISA、RS232、USB)等總線標(biāo)準(zhǔn)的各種插卡和儀器模塊,間或有少數(shù)其他總線形式的儀器模塊,工作方式多是插入各種總線式儀器機(jī)箱內(nèi)或直接插入計(jì)算機(jī)主機(jī)箱內(nèi),少數(shù)情況下是獨(dú)立模塊以接口形式接入計(jì)算機(jī)。 它們多數(shù)屬于中低頻范圍,主要是工程應(yīng)用類儀器設(shè)備,射頻微波類以及高準(zhǔn)確度類儀器設(shè)備較少。由于一部分虛擬儀器模塊及系統(tǒng)(如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))早在虛擬儀器概念提出之前就已經(jīng)存在,所以,虛擬儀器概念的建立、提出和發(fā)展,一直是圍繞著現(xiàn)有儀器設(shè)備的功能和性能,逐步強(qiáng)調(diào)和加大軟件在儀器中的地位和作用,并以軟件技術(shù)代替硬件技術(shù)為核心進(jìn)行,逐漸將非虛擬儀器虛擬化。2.2虛擬儀器的發(fā)展趨勢自從National Instruments公司率先提出虛擬儀器概念至今已有15年. 在這15年里，NI逐步改革了全世界工程師和科學(xué)家們測量和自動化的方法. 今天，全世界的工程師和科學(xué)家們正在成千上萬個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中使用“虛擬儀器”，從而達(dá)到了縮短開發(fā)時(shí)間、提高產(chǎn)品品質(zhì)并降低生產(chǎn)成本的共同目的. 同時(shí)，虛擬儀器技術(shù)也正在趨于成熟和完善. 中國的VXI總線技術(shù)從一個(gè)方面反映出了中國目前虛擬儀器的水平. 此外，互聯(lián)網(wǎng)也已經(jīng)使數(shù)據(jù)共享進(jìn)入了新的階段，加速了虛擬儀器的新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及遠(yuǎn)程計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，而這些技術(shù)是傳統(tǒng)獨(dú)立儀器不可能實(shí)現(xiàn)的. 虛擬儀器技術(shù)很好地利用了互聯(lián)網(wǎng)的功能，因此，可以將來自測量或控制設(shè)備中的數(shù)據(jù)直接發(fā)布到Web網(wǎng)頁上，或是用手持式的數(shù)字助理工具讀取數(shù)據(jù)，甚至還可以將數(shù)據(jù)輸出到手機(jī)上. 使用虛擬儀器技術(shù)，可以使用互聯(lián)網(wǎng)的強(qiáng)大功能遠(yuǎn)距離控制的儀器設(shè)備，或是與遠(yuǎn)在其它辦公地點(diǎn)甚至其它國家的同事合作處理一個(gè)項(xiàng)目. 未來的這種連通水平將會更高，屆時(shí)將賦予模塊化新的定義. 隨著互聯(lián)網(wǎng)和無線技術(shù)的不斷發(fā)展，工程師們不僅能夠重新使用模塊化的組成部分，還可以更方便地在全球范圍內(nèi)共享知識和經(jīng)驗(yàn)鞏固開發(fā)過程每個(gè)階段工程師們的努力成果. 商業(yè)科技的發(fā)展浪潮將會繼續(xù)，同時(shí)也會將虛擬儀器技術(shù)推向新的水平. 因此，性能的提高將會更容易實(shí)現(xiàn)，從而節(jié)省寶貴的開發(fā)及系統(tǒng)集成時(shí)間，同時(shí)又比傳統(tǒng)儀器測量方案成倍降低成本. 沒有人能夠準(zhǔn)確地預(yù)測未來的虛擬儀器將會發(fā)展到怎樣的程度，但是有一點(diǎn)可以肯定PC機(jī)與其相關(guān)的科技將會是虛擬儀器技術(shù)的核心，而有了它的幫助將會更成功.2.3虛擬儀器的概念隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)儀器己經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代測控系統(tǒng)的要求，美國國家儀器公司率先提出虛擬儀器的概念，它徹底打破了傳統(tǒng)儀器由廠家定義、用戶無法改變的模式，使得用戶可以自己定義儀器，靈活地設(shè)計(jì)儀器系統(tǒng)，以滿足多樣化的需求。從而使電子測量儀器和自動控制領(lǐng)域發(fā)生了一場巨大的變革。虛擬儀器是指具有虛擬儀器面板的個(gè)人計(jì)算機(jī)儀器，即是在通用計(jì)算機(jī)上加上一組軟件或硬件，使得使用者在操作這臺計(jì)算機(jī)時(shí)，就像在操作一臺他自己設(shè)計(jì)的專用傳統(tǒng)電子儀器。其實(shí)質(zhì)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)和儀器技術(shù)相結(jié)合，把傳統(tǒng)儀器的三大功能，全部放在計(jì)算機(jī)上來完成。利用計(jì)算機(jī)屏幕形象、方便地模擬各種儀器控制面板，以各種形式表達(dá)輸出檢測結(jié)果;用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)各種各樣的信號分析、處理及存儲，完成多種多樣的測試功能;用鍵盤或鼠標(biāo)代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器的面板按鍵與旋鈕，人手不再觸及儀器本身，實(shí)現(xiàn)硬件軟件化的結(jié)果。虛擬儀器充分利用最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展儀器的功能，進(jìn)而逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器完成某些功能，如數(shù)據(jù)的采集、分析、顯示和存儲等，最終達(dá)到取代傳統(tǒng)電子儀器的目的。2.4虛擬儀器的主要特點(diǎn)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。與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器的主要特點(diǎn)可以概括為以下幾個(gè)方：1、強(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的輸入、輸出，這是虛擬儀器相對于傳統(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，用戶可根據(jù)需要，將先進(jìn)的處理算法、人工智能或者專家系統(tǒng)應(yīng)用于儀器的設(shè)計(jì)與集成，從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)豐富的圖形用戶界面資源，建立圖形化軟面板來代替常規(guī)的儀器控制面板，真正做到界面友好、人機(jī)交互。2、虛擬儀器的功能可由用戶定義，虛擬儀器的功能可在用戶機(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)，用戶可通過軟件編程添加新的功能，而不必購買新的儀器，使得一臺虛擬儀器可以實(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。3、易于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化的測量儀器，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)程自動測控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)測量、控制過程的網(wǎng)絡(luò)化。4、虛擬儀器硬件和軟件都制定了開放的工業(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、動態(tài)鏈接庫和類庫，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)帶有共性的基本儀器硬件來組成一個(gè)通用硬件平臺，通過調(diào)用不同的軟件來擴(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、開放性和模塊化結(jié)構(gòu)，用戶可以將儀器的設(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)和開發(fā)的費(fèi)用降低。2.5 虛擬儀器的體系結(jié)構(gòu)任何測量測試儀器的主要功能都是由三大部分組成：數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)測試和分析；結(jié)果輸出顯示。而虛擬儀器也是由這三大部分組成，不同的是虛擬儀器的數(shù)據(jù)分析和結(jié)果輸出完全山計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)來完成。只要提供一定的數(shù)據(jù)采集硬件，就構(gòu)成了基于計(jì)算機(jī)組成的虛擬測量測試儀器。虛擬儀器通常是有計(jì)算機(jī)、硬件接口電路和軟件這三部分構(gòu)成。第3章 虛擬儀器LabVIEW及 DS18B20溫度傳感器的介紹3.1虛擬儀器LabVIEW的介紹3.1.1 LabVIEW的概述LabVIEW是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境 (Laboratory virtual Instrument Engineering workbench)的簡稱，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。它可以把復(fù)雜、繁瑣、費(fèi)時(shí)的文本語言編程簡化成用菜單或圖標(biāo)提示的方法選擇功能（圖形），用線條將各種功能（圖形）連接起來的簡單圖形編程方式，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)平臺軟件，能夠以其直觀簡便的編程方式、眾多的源代碼級的設(shè)備驅(qū)動程序、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)語言相比，有一個(gè)特別重要的不同點(diǎn):其它計(jì)算機(jī)語言都是采用文本語一言產(chǎn)生代碼行，而LabVIEW采用圖形化編程語言G語言，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)人員和測試技術(shù)人員來說，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)高級語言一樣，LabVIEW也是一種通用編程語言，具有各種各樣、功能強(qiáng)大的函數(shù)庫，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，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的動態(tài)連續(xù)跟蹤方式，可以連續(xù)、動態(tài)地觀察程序中的數(shù)據(jù)流向及其變化情況，比其它語言的開發(fā)環(huán)境更方便、更有效。G語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，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VI。VI有一個(gè)人機(jī)對話的用戶界面，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)包括了簡單的算術(shù)功能，高級數(shù)據(jù)采集和分析以及用來存儲和檢索數(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)編程簡單、直觀、開發(fā)效率高。3.1.2 LabviEW的應(yīng)用現(xiàn)狀LabVIEW廣泛應(yīng)用于包括自動化、通信、半導(dǎo)體、電路設(shè)計(jì)、航空和生產(chǎn)、過程控制及生物醫(yī)學(xué)在內(nèi)的各種工業(yè)領(lǐng)域中，用來提高應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)效率。這些應(yīng)用涵蓋了產(chǎn)品的研發(fā)、測試、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)約大量的時(shí)間和金錢。LabVIEW的應(yīng)用大致可分為以下幾個(gè)主要方面：1、應(yīng)用于生產(chǎn)檢測: LabVIEW己經(jīng)成為用于測試測量領(lǐng)域的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)工具。LabVIEW結(jié)合NITestStand測試執(zhí)行環(huán)境和該領(lǐng)域中最大的儀器驅(qū)動程序庫，為整個(gè)系統(tǒng)建立穩(wěn)固完整的檢測管理平臺。 2、應(yīng)用于研究與分析:運(yùn)用LabVIEW，可在汽車、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)，LabVIEW特別提供各種附加工具包以加速系統(tǒng)的開發(fā)。3、應(yīng)用于過程控制和工廠自動化:可利用LabVIEW來建立過程控制和工業(yè)自動化應(yīng)用系統(tǒng)。在LabVIEW平臺下，可以實(shí)現(xiàn)多通道的高速測量和控制。對于大型復(fù)雜的工業(yè)自動化和控制系統(tǒng)，有專門的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PC機(jī)的控制。4、應(yīng)用于機(jī)器監(jiān)控:對于要求有實(shí)時(shí)控制、視覺和圖像分析或運(yùn)動控制的機(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、確定性控制的實(shí)時(shí) LabVIEW (LabVIEW RT)軟件，能夠快速、準(zhǔn)確的建立起功能強(qiáng)大的機(jī)器監(jiān)視和自動控制應(yīng)用程序。5、應(yīng)用于測控系統(tǒng):LabVIEW有著強(qiáng)大的功能和廣闊的應(yīng)用前景，但就目前國內(nèi)的現(xiàn)狀來看，大多數(shù)的用戶還是把LabVIEW作為虛擬儀器，僅僅利用它來進(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，特別是基于PC機(jī)的實(shí)時(shí)控制，在國內(nèi)應(yīng)用較少。3.2 DS18B20溫度傳感器介紹3.2.1 DS18B20溫度傳感器應(yīng)用DSl8B20數(shù)字溫度計(jì)提供9位(二進(jìn)制)溫度讀數(shù)，指示器件的溫度。信息經(jīng)過單線接口送入DSl8B20或從DSl8B20送出，因此從主機(jī)CPU到DSl8B20僅需一條線(和地線)。因?yàn)槊恳粋€(gè)DSl8B20在出廠時(shí)已經(jīng)給定了唯一的序號，因此任意多個(gè)DSl8B20可以存放在同一條單線總線上這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件。DSl8B20的測量范圍從-55到+125，增量值為0.5。可在l s(典型值)內(nèi)把溫度變換成數(shù)字。每一個(gè)DS18B20包括一個(gè)唯一的64位長的序號，該序號值存放在DS18B20內(nèi)部的ROM(只讀存貯器)中。開始8位是產(chǎn)品類型編碼(DS18B20編碼均為10H)，接著的48位是每個(gè)器件唯一的序號，最后8位是前面56位的CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn))碼。DS18B20中還有用于貯存測得的溫度值的兩個(gè)8位存貯器，RAM編號為0號和1號。1號存貯器存放溫度值的符號如果溫度為負(fù)（）。則1號存貯器8位全為1，否則全為0。0號存貯器用于存放溫度值的補(bǔ)碼，LSB（最低位）的“1”表示0.5。將存貯器中的二進(jìn)制數(shù)求補(bǔ)再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)并除以2就得到被測溫度值（-550-125）。DS18B20的引腳如圖5.4所示。每只DS18B20都可以設(shè)置成兩種供電方式，即數(shù)據(jù)總線供電方式和外部供電方式。采取數(shù)據(jù)總線供電方式可以節(jié)省一根導(dǎo)線，但完成溫度測量的時(shí)間較長；采取外部供電方式則多用一根導(dǎo)線，但測量速度較快。圖3.1 DS18B20引腳圖3.2.2 DS18B20溫度傳感器特點(diǎn)以下九點(diǎn)是DS18B20溫度傳感器的主要特性。 1、適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.05.5V，在寄生電源方式下可由數(shù) 據(jù)線供電。2、獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。3、DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫。4、DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部 傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。5、溫度范圍55+125，在-10+85時(shí)精度為0.5。6、可編程的分辨率為912位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5、0.25、0.125和0.0625，可實(shí)現(xiàn)高精度測溫。7、在9位分辨率時(shí)最多在 93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時(shí)最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。8、測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以一 線總線串行傳送給CPU，同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力。9、負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會因發(fā)熱而燒毀， 但不能正常工作。 3.3溫度測控儀表的硬件組成該系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)和強(qiáng)大的圖形化編程軟件LabVIEW結(jié)合在一起，建立起具有靈活性的基于計(jì)算機(jī)的測量與控制應(yīng)用方案，最終構(gòu)建起滿足自己需要的系統(tǒng)。該系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成：裝有LabVIEW軟件的計(jì)算機(jī)，MPC89E52單片機(jī)，電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232，溫度傳感器DS18B20。溫度信一號由 DS18B20數(shù)字溫度傳感器測得，由單片機(jī)組成的小系統(tǒng)對溫度信號進(jìn)行采集，然后通過PC機(jī)的RS-232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)斎氲臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，將結(jié)果由計(jì)算機(jī)顯示出來，同時(shí)計(jì)算機(jī)中LabVIEW 對設(shè)定溫度值進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。第4章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)規(guī)劃4.1系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能本論文針對傳統(tǒng)檢測儀表功能由儀器廠商定義，與其它儀器設(shè)備的連接十分有限，圖形界面小，人工讀取數(shù)據(jù)信息量小，數(shù)據(jù)無法編輯、存儲，系統(tǒng)封閉、功能固定、可擴(kuò)展性差，技術(shù)更新慢，開發(fā)和維護(hù)費(fèi)用較高的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于LabVIEW的溫度檢測系統(tǒng)。此溫度檢測系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：1、實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)的串口通信，能及時(shí)地將溫度數(shù)據(jù)傳給PC機(jī)，并將在上位機(jī)界面行程曲線，直觀的表現(xiàn)溫度變化。2、檢測參數(shù)的顯示:如測試時(shí)間、設(shè)定溫度、當(dāng)前溫度等，當(dāng)溫度超出某個(gè)范圍進(jìn)行報(bào)警等。3、溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測曲線顯示，而且具有數(shù)字顯示和波形圖顯示。4、測試結(jié)果的數(shù)據(jù)保存：用戶可以將采集到的數(shù)據(jù)的一部分或者全部保存在Excel表格中，方便查詢和打印。4.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案本論文設(shè)計(jì)開發(fā)的是基于LabVIEW2010的溫度檢測系統(tǒng)，根據(jù)從總體到局部的設(shè)計(jì)原則，通過對系統(tǒng)功能的分析，將整個(gè)系統(tǒng)分解為實(shí)現(xiàn)不同功能的幾個(gè)部分，然后分別對每個(gè)部分設(shè)計(jì)。為了能夠?qū)崿F(xiàn)溫度檢測系統(tǒng)所提出的各項(xiàng)具體功能，可以將整個(gè)系統(tǒng)分解為上位機(jī)和下位機(jī)兩個(gè)部分:上位機(jī)為裝有LabVIEW2010軟件的PC機(jī)，下位機(jī)為單片機(jī)及外圍電路組成的小系統(tǒng)。兩個(gè)部分是通過PC機(jī)中的USB串口進(jìn)行通信的。其中下位機(jī)部分主要完成溫度信號的采集以及溫度數(shù)據(jù)的輸出;上位機(jī)部分完成對硬件的驅(qū)動，數(shù)據(jù)顯示、處理與存儲，超溫報(bào)警及人機(jī)交互操作界面的生成。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖3.1所示。圖4.1 總體設(shè)計(jì)框圖4.3 LabVIEW程序的前面板和程序框圖4.3.1 數(shù)據(jù)處理VISA實(shí)質(zhì)上是一個(gè)I/O接口軟件庫及其規(guī)范的總稱。I/O接口軟件存在于儀器和儀器驅(qū)動程序之間，完成對儀器內(nèi)部寄存器進(jìn)行直接存儲數(shù)據(jù)操作，并且為儀器與儀器驅(qū)動程序提供信息傳遞的底層軟件。應(yīng)用labview的圖標(biāo)（即儀器驅(qū)動程序）設(shè)置串口，讀串口里的數(shù)據(jù)。由于全部默任串口的設(shè)置(9600bps 8 位數(shù)據(jù),1 位停止,1 位起始,無握手信號) ,下位機(jī)采集程序遵守上述協(xié)議,直接用讀圖標(biāo)讀串口的數(shù)據(jù)。上位機(jī)的流程圖如圖4.8所示。圖4.2 上位機(jī)的流程圖這是最基本的流程圖，也是最重要的一步。需要注意的是系統(tǒng)從串口讀來的數(shù)據(jù)被自動轉(zhuǎn)換為ASCII字符。4.3.2 LabVIEW的前面板和各個(gè)部分的功能前面板由輸入控件和顯示控件組成。這些控件是VI的輸入輸出端口。輸入控圖4.3 虛擬儀器界面件是指旋鈕、按鈕、轉(zhuǎn)盤等輸入裝置。顯示控件是指圖表、指示燈等顯示裝置。輸入控件模擬儀器的輸入裝置，為VI的程序框圖提供數(shù)據(jù)。顯示控件模擬儀器的輸出裝置，用以顯示程序框圖獲取或生成的數(shù)據(jù)。上位機(jī)采用的是LabVIEW2010進(jìn)行設(shè)計(jì)，圖4.10所示為溫度檢測界面，即上位機(jī)程序的前面板?？傮w功能是接收下位機(jī)采集得到的溫度數(shù)據(jù)，并且對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和記錄，通過前面板限定溫度值，當(dāng)溫度超出限定值時(shí)，系統(tǒng)會發(fā)出報(bào)警信號。圖4.4 溫度監(jiān)測系統(tǒng)前面板前面板各個(gè)部分的具體功能介紹如下：1、溫度記錄表和溫度實(shí)時(shí)顯示框，用于記錄溫度，必要時(shí)可以生成Excel表格永久保存。2、VSIA配置控件的前面板顯示部分和采集次數(shù)顯示控件，可以直觀的知道進(jìn)行溫度采集的次數(shù)。3、操作框，可以進(jìn)行端口選擇，設(shè)置報(bào)警溫度的上限和下限值，可以停止程序運(yùn)行。程序運(yùn)行前，首先要選擇下位機(jī)的連接端口，才可以從下位機(jī)讀取溫度檢測數(shù)據(jù)。4、時(shí)間顯示框，顯示當(dāng)前的實(shí)時(shí)時(shí)間。5、溫度波形圖表，直觀顯示溫度變化曲線。6、溫度報(bào)警指示燈，當(dāng)溫度大于上限設(shè)定值時(shí)，溫度過高燈變紅；當(dāng)溫度小于下限設(shè)定值時(shí)，溫度過低燈變紅；當(dāng)溫度處于上限制和下限值之間時(shí)，表明溫度正常，兩個(gè)指示燈均為綠色。7、實(shí)時(shí)溫度表，用于檢測溫度變化。4.3.3 LabVIEW的程序框圖和各個(gè)部分的功能前面板創(chuàng)建完畢后，便可使用圖形化的函數(shù)添加源代碼來控制前面板上的對象。程序框圖是圖形化源代碼的集合，圖形化源代碼又稱G代碼或程序框圖代碼。前面板上的對象在程序框圖中顯示為接線端。 本程序的程序框圖如圖4.11所示。圖4.5 溫度檢測系統(tǒng)程序框圖下面介紹一下程序框圖中各個(gè)重要位置的作用，VSIA控件部分在第三章第二節(jié)已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的敘述，此處不再累述。1、歡迎詞部分，出現(xiàn)歡迎對話框，表明VSIA部分的下位機(jī)初始化已經(jīng)完成，點(diǎn)擊確定即開始檢測溫度數(shù)據(jù)。2、時(shí)間顯示部分，用于在前面板顯示當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間。3、系統(tǒng)延時(shí)，減緩系統(tǒng)的運(yùn)行速度，減少上位機(jī)部分CPU和內(nèi)存的使用率。4、將VISA讀取的字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)字，從VISA緩沖區(qū)中讀取的是字符串，在這部分中分別從偏移量（第一個(gè)字節(jié)、第二個(gè)字節(jié)、第三個(gè)字節(jié)）位置截取三個(gè)子字符串（ASC碼），將子字符串送入轉(zhuǎn)換子VI中分別得到三個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字，再通過字符串整合控件，將三個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字整合成一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)值。5、攝氏溫度計(jì)算部分，將得到的十六進(jìn)制數(shù)送到數(shù)值轉(zhuǎn)換控件中，將其轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，得到的結(jié)果乘以DS18B20的精度0.0625，得到的數(shù)值即為當(dāng)前環(huán)境下的攝氏溫度。6、創(chuàng)建表格控件，將得到的溫度數(shù)值和系統(tǒng)時(shí)間在該控件內(nèi)進(jìn)行整合，然后按照指定格式顯示表格。7、溫度檢測報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)時(shí)溫度值與溫度設(shè)定值比較，當(dāng)布爾量為F時(shí)，綠燈亮，當(dāng)布爾量為T時(shí)紅燈亮，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警功能。第5章 系統(tǒng)整體調(diào)試5.1 LabVIEW程序調(diào)試5.1.1 找出語法錯(cuò)誤 LabVIEW程序的調(diào)試與其它計(jì)算機(jī)語言的編寫調(diào)試類似，都需要找出語法錯(cuò)誤，但LabVIEW的圖形化編程方式就相對簡單的多，大大提高了編程的效率。如果一個(gè)VI程序存在語法錯(cuò)誤，則在面板工具條上的運(yùn)行按鈕將會變成一個(gè)折斷的箭頭，表示程序不能被執(zhí)行.這時(shí)這個(gè)按鈕被稱作錯(cuò)誤列表。點(diǎn)擊它，則LabVIEW彈出錯(cuò)誤清單窗口，點(diǎn)擊其中任何一個(gè)所列出的錯(cuò)誤，選用FIND功能，則出錯(cuò)的對象或端口就會變成高亮。錯(cuò)誤的種類有多種類型，最常見的有： 1、節(jié)點(diǎn)之間未連線； 2、有一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)在程序中沒有發(fā)揮作用（既沒有輸入，也沒有輸出）； 3、程序中兩節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)類型不同，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能傳遞； 4、在程序中有一個(gè)或幾個(gè)節(jié)點(diǎn)在設(shè)計(jì)時(shí)，并不能按照其原有的功能運(yùn)行。 5.1.2 設(shè)置執(zhí)行程序高亮 在LabVIEW的工具條上有一個(gè)畫著燈泡的按鈕，這個(gè)按鈕叫做“高亮執(zhí)行”按鈕。點(diǎn)擊這個(gè)按鈕或使該按鈕圖標(biāo)變成高亮形式，再點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，VI程序就以較慢的速度運(yùn)行，沒有被執(zhí)行的部分以灰色顯示，執(zhí)行后的部分以高亮顯示，并顯示數(shù)據(jù)流線上的數(shù)據(jù)值如圖6.1所示。這樣，你就可以在根據(jù)數(shù)據(jù)的流動狀態(tài)跟蹤程序的執(zhí)行。圖5.1 程序高亮執(zhí)行5.1.3 斷點(diǎn)與單步執(zhí)行 為了查找程序中的邏輯錯(cuò)誤，你也許希望框圖程序一個(gè)節(jié)點(diǎn)、一個(gè)節(jié)點(diǎn)地執(zhí)行。使用斷點(diǎn)工具可以在程序的某一地點(diǎn)中止程序執(zhí)行，用探針或者單步方式查看數(shù)據(jù)。使用斷點(diǎn)工具時(shí)，點(diǎn)擊你希望設(shè)置或者清除斷點(diǎn)的地方。斷點(diǎn)的顯示對于節(jié)點(diǎn)或者圖框表示為經(jīng)框，對于連線表示為紅點(diǎn)。當(dāng)IV程序運(yùn)行到斷點(diǎn)處時(shí)，程序?qū)和Ｔ趯⒁獔?zhí)行的節(jié)點(diǎn)，以閃爍表示。按下單步招待按鈕，閃爍的節(jié)點(diǎn)被執(zhí)行，下一個(gè)將要執(zhí)行的節(jié)點(diǎn)變?yōu)殚W爍，批示它將被執(zhí)行。你也可以點(diǎn)擊暫停按鈕，這樣程序?qū)⑦B續(xù)執(zhí)行直到下一個(gè)斷點(diǎn)。下圖6.2為設(shè)置斷點(diǎn)后的程序框圖，圖中紅色框?yàn)樵O(shè)置的斷點(diǎn)。圖5.2 設(shè)置斷點(diǎn)5.1.4 探針 你可以用探針工具來查看當(dāng)框圖程序流經(jīng)某一根連接線時(shí)的數(shù)據(jù)值。在框圖程序中增加探針有兩種辦法。首先，從工具模板選擇探針工具，再用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊你希望放置探針的連接線。這時(shí)顯示器上會出現(xiàn)一個(gè)探針顯示窗口。該窗口總是被顯示在前面板窗口或框圖窗口的上面。也可以要框圖使用選擇工具或連線工具，在連線上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在連線的弱出式菜單中選擇“探針命令”，同樣可以為該連線加上一個(gè)探針。下圖為設(shè)置探針，帶框數(shù)字為探針的名稱，“探針監(jiān)視窗口”中可查看當(dāng)前“探針”位置的狀態(tài)。圖5.3 探針監(jiān)視窗口第6章 結(jié) 束 語針對現(xiàn)有的測控儀器產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度太快，彼此之間的兼容性差，難以滿足不同層次用戶和不斷變化的要求。本文利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)，加上適當(dāng)設(shè)計(jì)的儀器硬件和應(yīng)用軟件LabVIEW構(gòu)成了基于LabVIEW的智能溫度測控儀表，使其既具有傳統(tǒng)儀器的基本功能，又能讓用