Labview溫度采集系

1、湖 南 工 程 學(xué) 院課 程 設(shè) 計(jì)課程名稱 Labview虛擬儀器 課題名稱 溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 測(cè)控技術(shù)0901班 姓 名 吳志勇 學(xué) 號(hào) 200901200111 指導(dǎo)教師 黃峰 2013年1月4日湖 南 工 程 學(xué) 院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程名稱 Labview虛擬儀器 課題名稱 溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 測(cè)控技術(shù)0901班 姓 名 吳志勇 學(xué) 號(hào) 200901200111 指導(dǎo)教師 黃峰 任務(wù)書(shū)下達(dá)日期 2012年 12月 31日任務(wù)完成日期 2013年 1 月 4 日設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)內(nèi)容：本課題要求設(shè)計(jì)一個(gè)溫度采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以設(shè)置溫度采集數(shù)以及采集的速度。通過(guò)判斷溫度

2、是否在設(shè)置的范圍內(nèi)，進(jìn)行報(bào)警和不報(bào)警處理：如果超出溫度范圍，虛擬面板的LED燈亮，同時(shí)報(bào)警次數(shù)+1；反之則不亮，報(bào)警次數(shù)不變。采集的溫度數(shù)據(jù)需要同時(shí)通過(guò)兩種方式顯示：(1)可通過(guò)虛擬面板的波形圖顯示；(2)可通過(guò)表格顯示。其中表格中數(shù)據(jù)要求有采集時(shí)間。同時(shí)在虛擬面板上，需要有：(1)當(dāng)前時(shí)間顯示；(2)采集開(kāi)始按鍵、采集停止按鍵、暫停按鍵等操作按鍵；(3)攝氏度和華氏度兩種顯示。為了設(shè)計(jì)方便，本設(shè)計(jì)用一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)來(lái)代替溫度傳感器測(cè)試電路產(chǎn)生的電壓輸出。設(shè)計(jì)要求：1）確定并分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求；2）進(jìn)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)；3）系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)；4）系統(tǒng)的軟件調(diào)試；5）系統(tǒng)總調(diào)及操作說(shuō)明6）寫(xiě)說(shuō)明書(shū)7）答辯

3、 所設(shè)計(jì)的方案能滿足題目要求并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，所編寫(xiě)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)語(yǔ)句通順，用詞準(zhǔn)確，層次清楚，條理分明，重點(diǎn)突出。主 要 設(shè) 計(jì) 條 件1、 LabVIEW 軟件。2、 參考文獻(xiàn)若干。說(shuō) 明 書(shū) 格 式1.課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)封面。2.課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。3.說(shuō)明書(shū)目錄。4.正文5.總結(jié)。6.參考文獻(xiàn)。7.附錄。8.課程設(shè)計(jì)評(píng)分表。正文部分包括（概述、總體設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試等）進(jìn) 度 安 排星期一上午：布置課題任務(wù)，課題內(nèi)容介紹。星期一下午：仔細(xì)閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，明確設(shè)計(jì)任務(wù)與要求，收集設(shè)計(jì)資料。星期二：閱讀相關(guān)資料，學(xué)習(xí)應(yīng)用相關(guān)軟件，設(shè)計(jì)方案確定。星期三星期四：上機(jī)調(diào)試程序。星期五上午：編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明

4、書(shū),準(zhǔn)備答辯。星期五下午：答辯。參 考 文 獻(xiàn)1張健,韓薪莘.LABVIEW圖形化編程與實(shí)例應(yīng)用.北京:中國(guó)鐵道社 2戴鵬飛.測(cè)試工程與LABVEIW應(yīng)用.北京:電子工業(yè)出版社 3路林吉.虛擬儀器的應(yīng)用.電子技術(shù) 4侯國(guó)屏.LabVIEW7.1編程與虛擬儀器設(shè)計(jì).清華大學(xué)出版社5楊樂(lè)平.李海濤,宵相生,等.LABVIEW 程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用.北京:電子工社目 錄第1章 確定并分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求1第2章 系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)22.1 前面板控件組成22.2 程序框圖2第3章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)43.1 第一步程序43.2 第二步程序53.2.1 溫度計(jì)、溫度值、Express表格和波形圖表53.2.2 日期時(shí)間

5、和采集間隔73.2.3 報(bào)警燈與報(bào)警次數(shù)73.2.4 暫停操作83.2.5 程序結(jié)束10心得體會(huì)11參考文獻(xiàn)12第1章 確定并分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求溫度采集系統(tǒng)概要如下：A) 設(shè)置溫度采集數(shù)以及采集的速度。B) 通過(guò)判斷溫度是否在設(shè)置的范圍內(nèi)，進(jìn)行報(bào)警和不報(bào)警處理：如果超出溫度范圍，虛擬面板的LED燈亮，同時(shí)報(bào)警次數(shù)+1；反之則不亮，報(bào)警次數(shù)不變。C) 采集的溫度數(shù)據(jù)需要同時(shí)通過(guò)兩種方式顯示：(1) 可通過(guò)虛擬面板的波形圖顯示；(2) 可通過(guò)表格顯示。其中表格中數(shù)據(jù)要求有采集時(shí)間。D) 同時(shí)在虛擬面板上，需要有：(1) 當(dāng)前時(shí)間顯示；(2)采集開(kāi)始按鍵、采集停止按鍵、暫停按鍵等操作按鍵；(3)攝氏度

6、和華氏度兩種顯示。為了設(shè)計(jì)方便，本設(shè)計(jì)用一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)來(lái)代替溫度傳感器測(cè)試電路產(chǎn)生的電壓輸出。第2章 系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)2.1 前面板控件組成此溫度采集系統(tǒng)包含：4個(gè)按鈕：開(kāi)始采集、暫停、清除警報(bào)和停止采集。4個(gè)數(shù)值輸入控件：上限溫度、下限溫度、采集點(diǎn)數(shù)和采集間隔。4個(gè)顯示控件：溫度計(jì)、LED報(bào)警燈、顯示溫度數(shù)值的顯示控件和顯示報(bào)警次數(shù)的顯示控件。1個(gè)波形圖表(實(shí)時(shí)顯示溫度波形)。1個(gè)Express表格(每當(dāng)采集一個(gè)溫度就會(huì)顯示出時(shí)間和溫度數(shù)值)。前面板如下圖所示：2.2 程序框圖程序運(yùn)行后執(zhí)行2個(gè)步驟即程序結(jié)束：第一步，必須保證溫度采集系統(tǒng)并未開(kāi)始執(zhí)行，必須由按鈕“開(kāi)始采集”觸發(fā)后執(zhí)行采集數(shù)據(jù)。第

7、二步，在這一步中，包含2個(gè)同步事件，分別有暫停事件、停止采集事件。1）停止采集事件：當(dāng)按下“停止采集”按鈕，無(wú)論其它情況，必須程序第二步結(jié)束。2）暫停事件：當(dāng)按下“暫停”按鈕，采集卡必須停止收集數(shù)據(jù)，同時(shí)波形圖表和Express表格也不再動(dòng)態(tài)顯示，各顯示控件也將保持暫停前狀態(tài)直至釋放“暫?！卑粹o恢復(fù)原態(tài)。第二步中還包含有當(dāng)采集數(shù)據(jù)數(shù)達(dá)到預(yù)給的采集點(diǎn)數(shù)時(shí)，程序自主停止結(jié)束。綜上，得出如下主流程框圖：第3章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)序言整個(gè)溫度采集系統(tǒng)主體由兩個(gè)大步組成，執(zhí)行完第一步后執(zhí)行第二步。因而整個(gè)主程序通過(guò)層疊式順序結(jié)構(gòu)或平鋪式順序結(jié)構(gòu)構(gòu)成。3.1 第一步程序這個(gè)步驟主要服務(wù)按鈕“開(kāi)始采集”，所以當(dāng)

8、按鈕未觸發(fā)的條件下，應(yīng)使主程序始終停留在主程序順序結(jié)構(gòu)中的第一幀，所以這里采用一個(gè)while循環(huán)，循環(huán)體便是按鈕“開(kāi)始采集”接在此while循環(huán)的條件接線端上。當(dāng)按鈕未觸發(fā)，則主程序始終停留在這一幀。當(dāng)按鈕觸發(fā)，while循環(huán)結(jié)束，這一幀執(zhí)行結(jié)束，進(jìn)入下一幀，即第二步。程序框圖如下圖所示：3.2 第二步程序此步包含2個(gè)大體事件：停止采集和暫停。2個(gè)事件是同步的，即各自獨(dú)立運(yùn)行，互不干擾，但卻對(duì)第二步程序運(yùn)行的結(jié)果有著意義。同第一步，要保持順序結(jié)構(gòu)的第二幀不在條件不滿足的條件下執(zhí)行結(jié)束，也要在第二幀執(zhí)行后進(jìn)入一個(gè)while循環(huán)，在這個(gè)while循環(huán)中執(zhí)行第二步的程序，直到滿足程序結(jié)束條件時(shí)退出w

9、hile循環(huán)結(jié)束第二幀，并退出主程序。3.2.1 溫度計(jì)、溫度值、Express表格和波形圖表溫度為了設(shè)計(jì)方便，本設(shè)計(jì)用一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)來(lái)代替溫度傳感器測(cè)試電路產(chǎn)生的電壓輸出。這里生成一個(gè)-50250的隨機(jī)數(shù)來(lái)表示溫度。同時(shí)還有扭轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)去表示是攝氏度還是華氏度。攝氏與華氏的轉(zhuǎn)換公式如下：華氏 = 攝氏*9/5 + 32；隨機(jī)溫度值設(shè)計(jì)如下：Express表格將每次產(chǎn)生的溫度值送入表格顯示，在前面板創(chuàng)建一個(gè)Express表格，然后再程序框圖中將溫度送出的值送到表格的信號(hào)接點(diǎn)即可，如下圖所示：為了能顯示溫度值收集到時(shí)的時(shí)間值，可選擇表格屬性，勾選包含時(shí)間數(shù)據(jù)項(xiàng)，如下圖：波形圖表將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示到波形圖中

10、，這里采用的方法如下所述：由于執(zhí)行第二幀即進(jìn)入了一個(gè)大while循環(huán)結(jié)構(gòu)，在這個(gè)循環(huán)體中再放一個(gè)for循環(huán)，由于溫度值是單個(gè)數(shù)據(jù)，進(jìn)入波形圖必須是數(shù)組格式數(shù)據(jù)信號(hào)，則將采集溫度放置到這個(gè)for循環(huán)中，溫度值輸出到for循環(huán)外的波形圖中，如此便構(gòu)成了數(shù)組格式數(shù)據(jù)到波形圖。再者，要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示，必須滿足采集數(shù)據(jù)越少越好，才能更快的顯示到波形圖中，如果數(shù)據(jù)過(guò)多，則只能等到這一組數(shù)據(jù)采集完了才能顯示，如此便有失實(shí)時(shí)一意，如此，此for循環(huán)僅執(zhí)行一次，也就是每采集一個(gè)數(shù)據(jù)便顯示到波形圖中。程序如下：3.2.2 日期時(shí)間和采集間隔顯示時(shí)間即在程序中獲取當(dāng)前時(shí)間字符串，輸出到一個(gè)字符串顯示控件即可，如下圖：

11、采集間隔由用戶自定義，即給溫度采集設(shè)定一個(gè)采集間隔時(shí)間，在循環(huán)中加入一個(gè)定時(shí)即可，定時(shí)時(shí)間由采集間隔輸入控件給出，如下圖：3.2.3 報(bào)警燈與報(bào)警次數(shù)當(dāng)采集到的溫度值大于上限溫度值或小于下限溫度值時(shí)，報(bào)警燈要亮燈示警，同時(shí)報(bào)警次數(shù)自動(dòng)加1；否則滅燈，報(bào)警次數(shù)不變。這里采用一個(gè)條件結(jié)構(gòu)，當(dāng)滿足報(bào)警條件則執(zhí)行條件為真的程序即自動(dòng)加1，不滿足則執(zhí)行條件為假程序。并且報(bào)警次數(shù)通過(guò)主while循環(huán)的移位寄存器來(lái)記錄，并傳給for循環(huán)。在for循環(huán)中，報(bào)警次數(shù)傳給自動(dòng)加1或不變的條件結(jié)構(gòu)前有一個(gè)“清除警報(bào)”的條件結(jié)構(gòu)，當(dāng)按鈕“清除警報(bào)”未觸發(fā)時(shí)，即條件為假程序中將while循環(huán)移位寄存器的值不做任何改變傳

12、遞給自動(dòng)加1程序結(jié)構(gòu)，而當(dāng)按鈕“清除警報(bào)”觸發(fā)時(shí)，即條件為真程序中將while循環(huán)移位寄存器的值清零處理后傳給自動(dòng)加1程序結(jié)構(gòu)。程序如下：3.2.4 暫停操作當(dāng)“暫?！卑粹o觸發(fā)時(shí)，主while循環(huán)不執(zhí)行任何程序即空程序，而未觸發(fā)時(shí)，則執(zhí)行溫度采集程序等其他操作，因此，按鈕“暫停”指向一個(gè)條件結(jié)構(gòu)，條件真時(shí)為空程序，條件假時(shí)包含上一小節(jié)的for程序。同時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)也交給這個(gè)“暫停”操作和主while循環(huán)完成計(jì)數(shù)。即主while循環(huán)添加一個(gè)移位寄存器，在沒(méi)有暫停時(shí)，對(duì)于寄存器中的值沒(méi)執(zhí)行一次while循環(huán)就自動(dòng)加1，而在暫停時(shí)，對(duì)寄存器中的值不做任何修改，如此便可得到真正采集到的數(shù)據(jù)

13、個(gè)數(shù)。程序如下圖：3.2.5 程序結(jié)束1） 當(dāng)采集個(gè)數(shù)與用戶自定義的采集點(diǎn)數(shù)相等時(shí)，程序要結(jié)束。2） 當(dāng)按鈕“停止采集”觸發(fā)時(shí)，程序要結(jié)束。綜上，兩個(gè)條件為任一滿足時(shí)都要結(jié)束程序，所以兩個(gè)信號(hào)相或，或后的信號(hào)輸出到主while循環(huán)的條件接線端即可。程序如下圖：心得體會(huì)LabVIEW是美國(guó)NI 公司基于圖形化編程語(yǔ)言的虛擬儀器開(kāi)發(fā)環(huán)境,內(nèi)置信號(hào)采集、測(cè)量分析與數(shù)據(jù)顯示功能,集開(kāi)發(fā)、調(diào)試、運(yùn)行于一體,是業(yè)界領(lǐng)先的測(cè)試測(cè)量和控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具。它可以非常容易地與各種數(shù)據(jù)采集硬件無(wú)縫地集成,與各種主流的現(xiàn)場(chǎng)總線通信以及與大多數(shù)通用數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接,大大簡(jiǎn)化了應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)進(jìn)程。LabVIEW 應(yīng)用程序稱為虛

14、擬儀器(Virtual Inst rument ,簡(jiǎn)稱VI) , 其交互式的Express VI 易與各種范圍的I/ O信號(hào)連接,用戶甚至只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)配置應(yīng)用系統(tǒng),即可完成搭建工作并開(kāi)始運(yùn)行?！坝脩糇远x儀器的功能”反映了VI 的本質(zhì)特征。以前一直都接觸的是C語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言，VHDL語(yǔ)言，等等這些文字語(yǔ)言，說(shuō)實(shí)話，第一次接觸LabVIEW 語(yǔ)言，看到它的圖形化的語(yǔ)言確實(shí)有一些驚奇，想不到編程語(yǔ)言如此復(fù)雜，竟然還有這么一種全部是圖形編輯的程序編輯軟件，真是對(duì)編程人員來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一大福音??！于是，哥兒幾個(gè)就下定決心學(xué)好它，因?yàn)樗泻脦c(diǎn)我們從來(lái)沒(méi)有體會(huì)過(guò)的好處：第一，圖形化的語(yǔ)言，只要你知道它的每一

15、個(gè)圖標(biāo)和各種內(nèi)置的函數(shù)是表達(dá)怎么樣一個(gè)意思，你就會(huì)用它簡(jiǎn)單快捷的實(shí)現(xiàn)你所要實(shí)現(xiàn)的功能；第二，很多硬件的東西可以用LabVIEW的內(nèi)置各種函數(shù)來(lái)代替，不僅大大節(jié)省了很多外部的各種電路元件，而且利用電腦的CPU高速處理系統(tǒng)，讓我們面對(duì)更加復(fù)雜的控制任務(wù)時(shí)更加從容，而不是局限于單片機(jī)系統(tǒng)有限的處理速度和片內(nèi)資源；第三，用戶可以根據(jù)自己的需要定義和制造各種儀器，LabVIEW的強(qiáng)大之處正在于此，把各種的儀器都在電腦上虛擬化了，讓我們的工作更加方便。在制作課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，感覺(jué)自己的知識(shí)還是太有限了，還要繼續(xù)學(xué)習(xí)，因?yàn)樗鼘?duì)我們以后的學(xué)習(xí)和工作太有幫助了，因?yàn)樗o人一種“電腦在手，使用不愁”的感覺(jué)。課程雖然學(xué)完了，但我們對(duì)于這門課的學(xué)習(xí)才剛剛起步，真心希望我們能夠在這方面能有更深的造詣！參考文獻(xiàn)1張健,韓薪莘.LABVIEW圖形化編程與實(shí)例應(yīng)用.北京:中國(guó)鐵道出社 2戴鵬飛.測(cè)試工程與LABVEIW應(yīng)用.北京:電子工業(yè)出版社 3路林吉.虛擬儀器的應(yīng)用.電子技術(shù) 4侯國(guó)屏.LabVIEW7.1編程與虛擬儀器設(shè)計(jì).清華大學(xué)出版社5楊樂(lè)平.李海濤,宵相生,等.LABVIEW 程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用.北京:電