基于labview的串口温度采集系统设计

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1、基于labview的串口温度采集系统设计基于labview的串口温度采集系统设计邹海军07082232(指导教师：徐静云)摘要：系统利用DS18B2O字温度传感器和ST四司的STC89C52片机设计成 智能温度采集模块，采集环境温度，将测得数据经申口传送给计算机。创新之处 是采用虚拟仪器技术，利用LabVlEVa件编写相应上位机软件，控制采集模块进 行温度采集，申口的数据传输，然后对数据处理和显示。关键词：DSI8B20;温度传感器；STC89C52单片机；Labview;申口通信Design of serial temperature acquisition systembased on l

2、abviewZou Haijun 07082232 (Teacher: Xu Jingyun )Abstract : This system uses DSl8B20 digital temperature sensor and STCs microcontroller STC89C52 to design a smart temperature acquisition module, collecting surroundings temperature, measured data will be transmitted to the computer through the serial

3、 port. Innovations is the use of virtual instrument technology, software development using LabVlEW corresponding PC software to control the temperature acquisition module collecting, serial data transfer, then data processing and display.Keywords : DS18B20;temperature sensor;STC89C52;MCU;Labview; Se

4、rial Communication0引言在生产生活中温度测量有着及其重要的意义。本文使用STC89C52片机作为 温度测量和传输的主控芯片，温度传感器采用单总线方式的集成数字温度传感器 DSl8B20。由STC89C52DSl8B2(ffl成温度测量单元。采集得到的数据利用单片机 经申口通讯的方式传输至计算机的申口。 计算机上位机软件采用基于图形化编辑 语言的LabVIEW件编写，利用其所带的申口操作模块进行数据采集、处理和显 示，实现了基于Labview的申口温度测量。1硬件设计该温度测量系统是由上位机和温度测量单元组成。上位机即计算机，实现对 温度测量单元控制，通过申口程序发送命令、接收

5、测量数据，对测量数据处理显 示。温度测量单元，接收上位机命令，按照命令进行温度测量和数据传输等操作。1. 1系统组成实现单点温度测量，采用如图1所示结构。上位机和温度测量单元采用 RS232 申行通信标准。图中上位机发送的信息可以被温度测量单元所接收，温度测量单元发送的信息也可以被上位机接收。温度测量单元中主控单片机申行口采用方式 1。1RXDTXD上位机RXDTXD温度测量图1单点测温系统结构框图1. 2温度测量单元硬件温度测量单元硬件设计主要分为三个部分；单片机控制单元、温度测量单元 和申口通讯。STC89C52一种低功耗，高性能CMOS8微控制器。具有以下标准功能：8k 字节Flash

6、, 256字节RAM 32位I /0口线，2个16位定时器/计数器，5个中断源2 级中断优先权,1个全双工申行口。目前支持5l单片机编译器的语言主要有汇编 语言、c语言等。单片机部分的电路设计如图2所示，主要包括复位电路、晶振电路。3 0pP112P123P134P145P156P16781 51 43 1X11 9X21 8RST9P10.P10P00,P11P01.P12P02.P13P03 P14P04P15P05 P16P06.P17P07INT1P20INT0P21P22.T1P23.T0P24P25 EA/VPP26P27.X1X2RESETRXDTXDRDALE/PWRPSENU

7、18 05 13 93 83 73 63 53 43 33 2P00P01P02P03P04P05P06P0722232425262/2810P3011P3130J92 1图2单片机部分电路温度测量部分，温度传感器采用单总线方式的集成数宁温度传感器 DSl8B20。 DSl8B2微字温度计提供9位（二进制）温度读数，指示器件的温度。信息经过单线 接口送入DSl8B2或从DSl8B2应出，因此从主机CP侄UDSl8B2敞需一条线（和地 线），DSl8B20勺电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源。 DSl8B20勺测量 范围从一 55摄氏度到+125氏度，增量值为0. 5摄氏度。可在1 s（典

8、型值）内把温 度变换成数字。电路原理图如图3所示。9图3温度测量电路申口理仲采用Max23以行转换，电路原理图如图5所示。1ufC51uf,C1 +,C1-VDD.C2+VCC.C2-,T1INT1OUTT2INT2OUTR1OUTR1INR2OUTR2IN.GNDVEEM15MAX2 32131 4 01 38C86P3111101 QP301215C6VCC2 ld(T6C7+1uf1uf图4串口电路I11159淞液挤J4DB92软件设计2. 1下位机软件下位机软件由 浙言编写，主要包括DSl8B20勺读写和申口通信两个部分。申 行通信采用中断方式，波特率为9600,测温单元主控单片机申行

9、口工作在方式1 完整程序见附录。程序流程图如下：初始化DS1SE20串行口初始化书时学初始化1速温度+%庚数据处理瓶法正至延回图5程序流程图2. 2上位机软件上位机软件采用 LabVIEV 写。LabVIEW(Laboratory Virtual instrumentEngineering)是一种图形化的编程语言，它广泛应用丁工业界、学术界和研究实 验室，被视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。 LabVIEWT一个完成任何编 程任务的庞大函数库。LabVIEW勺函数库包括数据采集、GPIB申口控制、数据 分析、数据显示及数据存储等等，是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方 便地建立自己的虚

10、拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。VISA rexouret nvnt zlit.da.lL bi IsparityHonestop bitsbind -j 9600温度计90 t60 t图6上位机界面图形化的程序语言，乂称为“ G语言。使用这种语言编程时，基本上不写 程序代码，取而代之的是流程图。提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途 径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效 率。利用LabVIEVV可产生独立运行的可执行文件，它是一个真正的32位编译器。flow cofiitrol旷 I Upmdelay before read GneJM

11、9003结束语本系统利用数字化的温度传感器和单片机组成测温单元，实时、方便、可靠 的实现对单点温度测量，通过RS23邳口将数据传送给计算机。在虚拟仪器开发 平台下编写了控制软件，计算机实现控制测温单元，与测温单元通信，计算机将 接收到的数据进行处理、显示。该系统具有模块化、体积小、可靠性高、可扩展 功能强等优点.参考文献：1 张毅刚等.单片机原理与应用设计.北京：电子工业出版社，2008.42 求是科技.8051系列单片机C程序设计完全手册.北京：人民邮电出版社,2006.43 张桐等.精通LabVIEW序设计.北京：电子工业出版社，2008.12附录:#include #include #d

12、efine uchar unsigned char#define uint unsigned int sbitDQ=P2A7;uint h,temp;bit flag;uchar code dian_table16=0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09; /温度小数部分用查表法uchar data temp_data2=0x00,0x00;/ 读出温度暂放uchar data display5=0x00,0x00,0x00,0x00,0x00;/显示单元数据，共4个数据和一

13、个运算暂用uchar idata temp_display=0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39;void delay(uint t)/11us 延时函数for (;t0;t-);void ow_reset(void) /DS18B20 复位函数 char presence=1;while(presence) while(presence)DQ=1;_nop_();_nop_();/从高拉倒低DQ=0;delay(50); /550 usDQ=1;delay (6);/66 uspresence=DQ; delay(45);/pre

14、sence=DQ;DQ=1;/void write_byte(uchar val) uchar i;for(i=8;i0;i-)DQ=1;_nop_();_nop_();DQ=0;_nop_();_nop_();DQ=val&0x01;delay(6);val=val/2;DQ=1;delay(1);/presence=0复位成功，继续下一步延时500 us拉高电平/DS18B20写命令函数/从高拉倒低_nop_();_nop_(); /5 us/最低位移出/66 us/右移1位uchar read_byte(void) /DS18B20 读 1 字节函数 ( uchar i;uchar va

15、lue=0;for(i=8;i0;i-)(DQ=1;_nop_();_nop_();value=1;DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();/4 usDQ=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();/4 us if(DQ)value|=0x80;delay(6);DQ=1;return(value); read_temp() / 读出温度函数 ( ow_reset();/delay(200); write_byte(0xcc);/write_byte(0x44);/ow_reset(); delay(1); write_byte(0x

16、cc); / write_byte(0xbe); temp_data0=read_byte(); / temp_data1=read_byte(); / temp=temp_data1; temp6348)/tem=65536-tem;n=1;/display4=tem&0x0f;/display0=dian_tabledisplay4; / temp_display0=display0+0x30;display4=tem4; / display3=display4/100; / temp_display4=display3+0x30;display1=display4%100; / disp

17、lay2=display1/10; / temp_display3=display2+0x30;display1=display1%10;温度值正负判断负温度求补码，标志位置1 取小数部分的值存入小数部分显示值取中问八位，即整数部分的值 取白位数据暂存取后两位数据暂存取十位数据暂存temp_display2=display1+0x30;temp_display1=.;if(!display3)( temp_display4= ;/if(!display2) (temp_display3= ;/if(n)temp_display4=-; /最高位为0时不显示次高位为0时不显示负温度时最高位显示-

18、void init() SCON= 0x50;PCON=0;TMOD= 0x20;/ 申口初始化/申口方式1允许接收/SMOD=0/定时器1定时方式2TH1= 0xfd;/11.0592MHz 9600波特率TL1= 0xfd;TR1= 1;EA = 1;ES = 1;void main() uint i;init();ow_reset();write_byte(0xcc);write_byte(0x44);while(1)/ 主函数/开机先转换一次/Skip ROM/发转换命令 work_temp(read_temp(); /处理温度数据if(flag=1)for(i=0;i5;i+) SBUF=temp_display4-i; while(!TI);TI=0;flag=0;void serial() interrupt 4申 口中断 if(RI) RI = 0;flag=1;