串口收发电路的温度测量单片机系统设计
设计目录
第一部分电路设计 (3)
1.1 温度采集电路 (3)
1.2 串口收发电路 (7)
1.3 温度显示电路 (9)
第二部分上位机软件 (10)
2.1 基于Labview的温度检测设计
第三部分程序代码…………………………………………..
电路设计
1.1温度采集电路
本设计采用热敏电阻，通过飞利浦公司生产的AD转换芯片PCF9591采集热敏电阻的温度信息，总体电路图如下
PCF8591简介
描述
PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。PCF8591具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行I2C总线接口。PCF8591的3个地址引脚A0, A1和A2可用于硬件地址编程，允许在同个I2C总线上接入8个PCF8591器件，而无需额外的硬件。在PCF8591器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向I2C总线以串行的方式进行传输。
特性
【1】单独供电
【2】PCF8591的操作电压范围2.5V-6V
【3】低待机电流
【4】通过I2C总线串行输入/输出
【5】PCF8591通过3个硬件地址引脚寻址
【6】PCF8591的采样率由I2C总线速率决定
【7】4个模拟输入可编程为单端型或差分输入
【8】自动增量频道选择
【9】PCF8591的模拟电压范围从VSS到VDD 【10】PCF8591内置跟踪保持电路
【11】8-bit逐次逼近A/D转换器
【12】通过1路模拟输出实现DAC增益
引脚信息
AIN0～AIN3：模拟信号输入端。
A0～A3：引脚地址端。
VDD、VSS：电源端。（2.5～6V）
SDA、SCL：I2C 总线的数据线、
时钟线。
OSC：外部时钟输入端，内部时钟
输出端。
EXT：内部、外部时钟选择线，使
用内部时钟时EXT 接地。
AGND：模拟信号地。
AOUT：D/A 转换输出端。
VREF：基准电源端。
PCF8591操作
内部地址寄存器
内部控制寄存器
AD转换总时序
先送入要读取的器件的地址，即所要读取的通道，然后等待应答信号，开始读取下位机芯片送来的AD数据。
底层驱动时序如下
单字读写
起始以及停止信号
准备完毕的应答信号，上位机接收
本电路通过PCF8591的AIN2通道采集热敏电阻的温度信息，通过I2C总线方式读取下位机提取的信息，实现温度采集。
温度传感器 PT100 简介
设计原理
pt100是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0℃时阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。
温度特性曲线
由上图，可以拟合其温度与电阻的关系为
R=77/200*Temperature+100;
串联的限流电阻的值为100欧姆，则AD输入电压的计算公式为
ADValue/255*5000=100/(R+100)*5000;
由以上两公式换算可以得到
Temperature=200/77*(100*255/ADValue-100)
1.2串口收发电路
通过串口收发电路，将采集到的温度信息提取后传送到电脑上，通过上位机显示所采集的温度信息，实现人机交互界面，更加人性化电路如下：
串口通信芯片采用美信公司的MAX232
引脚介绍
第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。
第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。
其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。
8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。
TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。
第三部分是供电。15脚GND、16脚VCC（+5v）。
主要特点
1、符合所有的RS-232C技术标准
2、只需要单一+5V电源供电
3、片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力，能够产生+10V和-10V电压V+、V-
4、功耗低，典型供电电流5mA
5、内部集成2个RS-232C驱动器
6、内部集成两个RS-232C接收器
7、高集成度，片外最低只需4个电容即可工作。
1.3 温度显示电路
温度显示电路采用1602液晶，与单片机的P0口相连，实现温度显示，其电路图如下
液晶电路的读写时序以及其内部寄存器的操作可以在网上查找，此处不作详述，用液晶屏幕实现静态显示温度的功能。
整体电路如下
上位机软件
2.1前面板设计
温度超过限定值或者低于限定值时，指示灯亮起，温度读取开关，用于串口的打开和关闭。
后面板程序框图设计
程序代码
温度采集部分
/********************此部分为I2C总线驱动程序*******************/ -------------------------I2C.c----------------------------
#include
#include
#define nop _nop_()
sbit SCL=P2^1;
sbit SDA=P2^0;
bit ack;
/*--------------------start I2c-------------*/
void Start_I2c(void)
{
SDA=1;
nop;
SCL=1;
nop;
nop
nop;
nop;
SDA=0; //SDA to low ,send start flag nop;
nop;
nop
nop;
nop;
SCL=0;
nop;
nop;
}
/*---------------stop I2c--------------*/ void Stop_I2c(void)
{
SDA=0;
nop;
SCL=1;
nop;
nop;
nop
nop;
nop;
SDA=1;//send stop flag
nop;
nop;
nop;
nop;
}
/*--------------send byte---------------*/ void Send_Byte(unsigned char c)
{
unsigned char BitCnt;
for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++)
{
if((c< else SDA=0; nop; SCL=1; nop; nop nop; nop; SCL=0; } nop; nop; SDA=1; nop; nop; SCL=1; nop; nop; nop; if(SDA==1) ack=0; else ack=1; SCL=0; nop; nop; } /*----------------rescive byte----------*/ unsigned char Receive_Byte(void) { unsigned char receive; unsigned char BitCnt; receive=0; SDA=1; for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++) { nop; SCL=0; nop; nop; nop nop; nop; SCL=1; nop; nop; receive<<=1; if(SDA==1) receive+=1; nop; nop; } SCL=0; nop; nop; return receive; } /*-------------Acknowledgement------------*/ void Ack_I2c(bit a) { if(a==0) SDA=0; else SDA=1; nop; nop; nop; SCL=1; nop; nop; nop; nop; nop; SCL=0; nop; nop; } /*********************************此部分为温度的读取部分******************/ ------------------------------AD.c---------------------------- #include #include unsigned char ADValue; unsigned int Temperature; #define PCF8591 0x90 //器件地址 bit ADC_Send_Byte(unsigned char sla,unsigned char c) { Start_I2c(); Send_Byte(sla); if(asc==0) return 0; Send_Byte(c); if(asc==0) return 0; Stop_I2c(); return 1; } //ADC Receive Byte unsigned char AD_Receive_Byte(unsigned char sla) { unsigned char c; Start_I2c(); Send_Byte(sla+1); if(ack==0) return 0; c=Receive_Byte; Ack_I2c(1); Stop_I2c(); return c; } Void Get_ADValue(void) { ADC_Send_Byte(PCF8591,0x43)； ADValue=AD_ Receive_Byte(PCF8591); } /////////////////////以下为温度换算部分////////////////////////// Void Get_TPValue() { Temperature=200/77*(100*255/ADValue-100); } /***********************此部分为LCD液晶显示模块**********************/ --------------------------------LCD.c--------------------------------- #include #include #include “AD.h” sbit rs = P2^6; // sbit rw = P2^5; sbit ep = P2^7; unsigned char code Tital[] = {"The temperature is"}; unsigned char Temperatureshow[3]; delay(unsigned char ms) { // unsigned char i; while(ms--) { for(i = 0; i< 250; i++) { _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); } } } bit Lcd_Busy() { // bit result; rs = 0; rw = 1; ep = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); result = (bit)(P0 & 0x80); ep = 0; return result; } Lcd_Write_CMD(unsigned char cmd) { // while(Lcd_Busy()); rs = 0; rw = 0; ep = 0; _nop_(); _nop_(); P0 = cmd; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); ep = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); ep = 0; } Lcd_Place (unsigned char pos) { Lcd_Write_CMD(pos | 0x80); } Lcd_Send_Byte(unsigned char dat) { while(Lcd_Busy()); rs = 1; rw = 0; ep = 0; P0 = dat; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); ep = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); ep = 0; } lcd_init() { Lcd_Write_CMD (0x38); delay(1); Lcd_Write_CMD (0x0c); delay(1); Lcd_Write_CMD (0x06); delay(1); Lcd_Write_CMD (0x01); delay(1); } Void Lcd_Show() { Unsigned char i; Lcd_Place(0); i = 0; while(Tital[i] != '\0') { Lcd_Send_Byte(Tital[i]); i++; } Temperatureshow[0]=Temperature/100+’0’; Temperatureshow[1]=Temperature%100/10+’0’; Temperatureshow[0]=Temperature%10+’0’; Lcd_Place[0x45]; i = 0; while(Temperature[i] != '\0') { Lcd_Send_Byte(Temperatureshow[i]); i++; } } /************************此处为串行口的通信部分***************************/ ----------------------------SCI.c-------------------------------- #include #include “AD.h” Void SCI_Init() { SCON = 0x50; TMOD|= 0x20; PCON|= 0x80; //波特率倍增 TH1 = 0xF3; //串口波特率9600 TL1 = 0xF3; TR1 = 1; ES = 0; //禁止串口中断 EA = 0; } Void Send_Temperature() { SBUF=Temperature; while(!TI); TI = 0; SBUF=Temperature>>8; while(!TI); TI = 0; } /************************以下为主函数******************************/ ---------------------------------main.c---------------------------- #include #include “AD.h” #include “LCD.h” #include “SCI.h” Void System_Start() { SCI_Init(); lcd_init(); } Void main() { While(1) { Get_ADValue(); Get_TPValue(); Lcd_Show(); 基于LabVIEW的虚拟仪器 模拟风力太阳能系统混合动力站（节选） 介绍 在最简单的层面上，数据采集可以手动完成如使用纸笔记录读数或任何其他工具。对于某些应用这种形式的数据采集是足够的。然而，数据记录中的应用这需要大量的数据读数，非常频繁的录音是有必要的，它包括了仪器或微控制器获取和记录数据准确（1995里格比和多尔比，）。急诊化验室虚拟仪器工程平台（LabVIEW）是一个功能强大的灵活的仪器仪表和分析应用软件工具，（美国国家仪器仪表，2002）在今天这新兴技术并被广泛采用的学术界，工业LabVIEW已成为一个重要的工具，已代替了政府实验室数据的标准采集，仪器控制和分析软件。 现有的1.5千瓦的额定风力太阳能混合动力站显示（图1）。设计与施工的可再生能源发电系统报告（磐诚，等铝，2000）。在大学校园的平台上，有良好的教育机会本科生和研究生以现有的风力太阳能知识，学生们在协同研究基于风力太阳能发电站的传统的电网火力发电厂。特别是在一些组件可再生能源如蓄电池和直流电源逆变器，可导致供电质量和电网出现一些问题，当太阳风稳定性出现问题时，根据汽轮机和发电机（帕特尔，1999）的电力系统与化石燃料这些相互作用都是由于大量的不同动力学参与的风力涡轮机和蒸汽涡轮机。图1显示了photovol TAIC（PV）与太阳能电池板120个W评级，mastmounted1千瓦的风力涡轮机，和风速计，包括风方向和速度传感器的风能太阳能发电站并行运作，并收取12 V电池组包括六个深循环铅酸电池。太阳面板安装在机架上的轨道，白天太阳光从320个0度的初始位置度。该系统还包括基于固态器件的一个1.5kVA额定直流到交流电源逆变器，保护设备如交流和直流电路断路器，熔断器，避雷器，一套线性和非线性负载，连接电缆，和接线盒。在国家的电压和电流系统学生们介绍了稳定的研究，说明了电能质量由于小的线性和非线性负荷的影响（磐诚和蒂默曼，1999）。太阳风混合发电 基于STC单片机的温度测量系统的研究 摘要：本文针对现有温度测量方法线性度、灵敏度、抗振动性能较差的不足，提出了一种基于STC单片机，采用Pt1000温度传感器，通过间接测量铂热电阻阻值来实现温度测量的方案。重点介绍了，铂热电阻测量温度的原理，基于STC实现铂热电阻阻值测量，牛顿迭代法计算温度，给出了部分硬件、软件的设计方法。实验验证，该系统测量精度高，线性好，具有较强的实时性和可靠性，具有一定的工程价值。 关键词：STC单片机、Pt1000温度传感器、温度测量、铂热电阻阻值、牛顿迭代法。 Study of Temperature Measurement System based on STC single chip computer Zhang Yapeng,Wang Xiangting,Xu Enchun,Wei Maolin Abstract:A method to achieve temperature Measurement by the Indirect Measurement the resistance of platinum thermistor is proposed. It is realized by the single chip computer STC with Pt1000temperature sensor.The shortcomings of available methods whose Linearity, Sensitivity, and vibration resistance are worse are overcame by the proposed method. This paper emphasizes on the following aspects:the principle of temperature measurement by using platinum thermistor , the measurement of platinum thermistor’s resistance based on STC single chip computer, the calculating temperature by Newton Iteration Method. Parts of hardware and software are given. The experimental results demonstrate that the precision and linearity of the method is superior. It is also superior in real-time character and reliability and has a certain value in engineering application. Keywords: STC single chip computer，Pt1000temperature sensor，platinum thermistor’s resistance，Newton Iteration Method 0 引言 精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高，而温度控制的核心正是温度测量。 目前在国内，应用最广泛的测温方法有热电偶测温、集成式温度传感器、热敏电阻测温、铂热电阻测温四种方法。 (1) 热电偶的温度测量范围较广，结构简单，但是它的电动势小，灵敏度较差，误差较大，实际使用时必须加冷端补偿，使用不方便。 (2) 集成式温度传感器是新一代的温度传感器，具有体积小、重量轻、线性度好、性能稳定等优点，适于远距离测量和传输。但由于价格相对较为昂贵，在国内测温领域的应用还不是很广泛。 (3) 热敏电阻具有灵敏度高、功耗低、价格低廉等优点，但其阻值与温度变化成非线性关系，在测量精度较高的场合必须进行非线性处理，给计算带来不便，此外元件的稳定性以及互换性较差，从而使它的应用范围较小。 （4）铂热电阻具有输出电势大、线性度好、灵敏度高、抗振性能好等优点。虽然它 的价格相对于热敏电阻要高一些，但它的综合性能指标确是最好的。而且它在0~200°C范 基于LabVIEW的单片机脉冲发生器 类别：单片机/DSP 阅读：1583 1 引言 由于各种人群的皮肤阻抗的动态范围不一样，甚至同个人在不同的时间、不同的环境下皮肤阻抗的动态范围也不一样。因此，在皮肤阻抗检测系统中，刺激器需要根据不同的人群以及不同的环境，产生不同频率、不同脉宽的刺激信号，才能保证检测系统可以测量到人体皮肤的真实阻抗。 MCS-51单片机系统有3个定时器可以产生方波，而且方波的脉冲频率及宽度可以由软件设定，这种产生脉冲的方式具有很大的灵活性。上位机软件LabVI EW同下位机通信时，将下位机所要产生的脉冲的参数通过串口传给下位机，以便实现利用LabVIEW控制单片机产生所需脉冲的目的。 2 下位机系统的设计 2.1 硬件部分 MCS-51单片机内部有一个功能很强的全双工串行口，该串行口有4种工作方式。片内的定时器／计数器可以产生波特率，大小可用软件设置。有2个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，接收、发送均可触发中断系统，使用十分方便。对外也有两条独立的收、发信号线RXD(P3.0)和TXD(P3.1)。 本文采用RS 232串行接口标准，在电气特性上，RS232采用负逻辑，要求高低两信号间有较大的幅度，标准为：逻辑“1”在-5～-15 V之间，逻辑“0”在+5～+15 V之间。 2.2 软件部分 MCS-51的定时器0进行两次计数。设P1.0为脉冲发生端，当定时器0的第一次计数结束后，将P1.0取反，赋新的初值，再进行第二次计数。当第二次计数结束后，再一次将P1.0取反，又赋原来的初值，进行新一轮的计数，如此反复即可产生方波。这样通过两次计数值的不同就可以实现产生不同脉宽及频率的方波了。 图1，图2和图3给出了单片机程序的详细流程图。其中定时器1工作在方式2，这是一种自动重装方式，禁止中断，用于产生波特率(该波特率设置为9 6 00)。串口工作在方式1，发送或接受一帧信息为10位，1位起始位(0)，8位数据位和1位停止位(1)，无奇偶校验位。程序还设定串口中断优先级高于定时器0的中断优先级。 在通信前，上下位机一般会约定一个协议，例如在发送的数据前加一个标识段，一般为一个字节。当该字节传输正确后，下位机才可以认为上位机准备发送数据段。这样可以避免串口偶尔产生的误发信号。 程序设定4个字节为一个数据段，是因为上位机一次性要发完包括高低电平在内的两次定时器的初始值，而每一个初始值都有两个字节。因此下位机判断一 基于51单片机的温度测量系统 来源：微计算机信息作者：赵娜赵刚于珍珠郭守清 摘要: 单片机在检测和控制系统中得到广泛的应用, 温度则是系统常需要测量、控制和保持的一个量。本文从硬件和软件两方面介绍了AT89C2051单片机温度控制系统的设计，对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。 关键词: 单片机AT89C2051;温度传感器DS18B20;温度;测量 引言 单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛,并且在很多电子产品中也将其用到温度检测和温度控制。为此在本文中作者设计了基于atmel公司的AT89C2051的温度测量系统。这是一种低成本的利用单片机多余I/O口实现的温度检测电路, 该电路非常简单, 易于实现, 并且适用于几乎所有类型的单片机。 一.系统硬件设计 系统的硬件结构如图1所示。 数据采集 数据采集电路如图2所示, 由温度传感器DS18B20采集被控对象的实时温度, 提供给AT89C2051的口作为数据输入。在本次设计中我们所控的对象为所处室温。当然作为改进我们可以把传感器与电路板分离，由数据线相连进行通讯，便于测量多种对象。 DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，支持3V～的电压范围，使系统设计更灵活、方便；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20使电压、特性有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。如图2所示DS18B20的2脚DQ为数字信号输入/输出端；1脚GND为电源地；3脚VDD为外接供电电源输入端。 AT89C2051（以下简称2051）是一枚8051兼容的单片机微控器，与Intel的MCS-51完全兼容，内藏2K的可程序化Flash存储体，内部有128B字节的数据存储器空间，可直接推动LED，与8051完全相同，有15个可程序化的I/O点，分别是P1端口与P3端口（少了）。 接口电路 图2 单片机2051与温度传感器DS18B20的连接图 接口电路由ATMEL公司的2051单片机、ULN2003达林顿芯片、4511BCD译码器、串行EEPROM24C16（保存系统参数）、MAX232、数码管及外围电路构成, 单片机以并行通信方式从～口输出控制信号,通过4511BCD译码器译码，用2个共阴极LED静态显示温度的十位、 LabVIEW单片机通讯 1.串口扩展的问题： 先说一下串口的扩展问题，一般的台式机或工控机上都至少有二个串口，一般都是够用的，但是现在市场上已经很难找到带串口的笔记本了，而有时候在外出调试时需要在笔记本中使用到串口的，这时一般是使用USB-RS232的转接线，价格从十几到一百多都有，很多朋友反应在使用价格低的转接线时会出现乱七八糟的问题，而贵一点的线就很少听说有其它问题的，所以大家在使用便宜的USB-RS232转接线时要特别注意线的质量，遇到一些奇怪的问题时先考虑换一根好一点的线。PCI-RS232扩展卡也同理，便宜的卡也容易出问题，尽量买好一点的，以免因小失大。PCI-RS232一般至少能扩展2个串口，有些BT一点的可以扩展到8-16个，一堆线和接头。转接线和扩展卡一般是要装驱动的。 2.串口功能的确认: 在使用串口之前，最好先确认一下串口是否正常，特别是使用转换接或扩展卡的。检查的方法很简单，就是将串口的2、3脚短接起来，3脚是发送数据，2脚接收数据，就是这个串口自发自收。电脑上的串口软件一般是用串口调试助手，很出名的，也好用。如下图所示：图1 串口调试助手 打开软件，选择已经短接好的串口号，点击“手动发送”，如果串口是好的，2、3脚又短接起来了，马上就可以在上面的接收框里看到接收的数据就是发送的数据。稍微要注意一下的是有些电脑的COM1和COM2的位置是反过来的，所以要确定好串口调试助手左上角的串口上择的是已经短接的那一个，如果COM1没接收到，可以再先COM2再发一次看一下。 3.串口线的检查: 检查好串口后，一般也要注意一下使用的串口线，标准的串口线是9根线都是用上的，但有一些是只使用了三根线的：2、3、5。第3个脚管是发送，第2个管脚接收，另一个5是地线，这里叫它简化的串口线，简化的串口线能用上的地方，标准的串口线也肯定能用上，因为标准线的9根线已经包括了简化串口线中的3根线，但标准串口线能用上的地方，简化串口线就不一定能用上，所以在使用串口线之间一定要确定好串口线的类型，一般买的串口线都是标准线，但自制的串口线因为应用场合不同就要先确定一下。 G串口线还有一个地方需要注意一下的，就是2、3脚的接法，标准接法中是2、3脚交叉的，即这边的2接另一边的3，这边的3接另一边的2，扭了一下，所以叫交叉线，因为正常使用时，这边第二脚是发送数据，另一边第三脚是接收数据，所以要将这二个管脚连接起来，这样才能正常使用。但是有些情况下，2、3是直连的，即这边的第2脚连接另一边的第2脚，第3脚连接第3脚，这种叫直连线，这种线一般是用于延长串口的，比如需要将工控机的串口接头引到机柜表面上时，就使用这种线，这样机柜表面的串口线的定义还是跟电脑接出来的一样，外面的那一根串口线再使用交叉线。从电脑主板上将串口引到主机后面板上的线就是这样的直连线。购买串口线的时候一般也会问你买直连的还是交叉的，要区别对待。 串口线还有一个要稍微注意一下的就是DB头，因为电脑上接出来的一般是公头（针），要跟电脑接的话要母头（孔），一般仪器的串口也是公头，所以二边都是母头的串口线比较常见。串口的接头一般是DB9的，也有DB25的，但比较少用，有些比较BT的仪器厂家居然用RJ11（水晶头那种）作为串口头，让人不爽！ 总之，使用串口前一定要先确定好硬件没问题，不然很浪费时间的。 4.串口参数设置: 在LabVIEW中使用串口时，有几个参数比较重要，需要先说明一下的。一个是串口初始化这个节点的“终止符”和“禁用终止符？”这二个输入端，这二个输入端是相互作用的，“终止符”默认值为10，它的十六进制是“0x0A”，这是一个ASCII码，是一个换行符，可以从LabVIEW中的字符串的不同显示形式看出来，如下图： 武汉大学珞珈学院本科生毕业论文（设计）开题报告 论文题目：基于单片机的红外测距系统设计 系：电子信息科学系学号： 20100802041 姓名：钱源 一、论文选题的目的和意义 红外线是不可见光，是电磁波的一种形式，可以用来进行距离的测量，其应用历史可以追溯到上世纪60年代。现代科学技术的发展进入了许多新领域，而在测距方面先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距。其中激光测距是靠激光束照射在物体上反射回来的激光束探测物体的距离。由于受恶劣的天气、污染等因素影响，使反射的激光束在一定功率上探测距离比可能探测的最大距离减少一半左右，损失很大，影响探测的精确度；微波雷达测距技术为军事和某些工业开发采用的装备和振荡器等电路部分价格昂贵，现在几乎还没有开拓民用市场；超声波测距在国内外已有人做过研究，由于采用特殊专用组件使其价格高，难以推广；红外线作为一种特殊的光波，具有光波的基本物理传输特性—反射、折射、散射等，且由于其技术难度相对不太大，构成的测距系统成本低廉，性能优良，便于民用推广。另外红外测距的应用越来越普遍。在很多领域都可以用到红外测距仪。红外测距一般具有精确度和分辨率高、抗干扰能力强、体积小、重量轻等优点，因而应用领域广、行业需求众多，市场需求空间大。 红外测距的研究就非常有意义了。红外线测距仪指的就是激光红外线测距仪,红外测距仪----用调制的红外光进行精密测距的仪器，测程一般为1-5公里。在100米以内则超声波测距更有优势,但是超声波测距的距离一般无法测量1米以内,而红外测距则可以这一段距离的不足,而且有着不错的精度,在本课题中研究的就是这一类情况的红外线测距。 二、国内外关于该论题的研究现状和发展趋势 （1）国内： 根据《国内近年来红外光电测距仪的发展情况》，随着国家对外开放政策的实施和测量工作的需要,近年来国内一些光学仪器厂和电子仪器厂分别从瑞典、瑞士和日本等国引进几种红外测距仪组装线,组装测距仪,我国有关工厂和院校近年来也研制出一些产品。由于微处理机在国产测距仪上的应用,大大缩小了仪器的体积,同时也减少了出故障的几率,使得国产测距仪的性能和质量都较过去有很大的提高。在国家“六·五”计划攻关中,常州第二电子仪器厂研制的DCHZ 型多功能红外测距仪就是一个很好的例证。该产品经国家测绘局测绘科学研究所光电测距仪检测巾心进行全面质量鉴定后认为:该仪器外型美观、体积小、重量 毕业设计(论文)开题报告 课题：基于Labview虚拟 示波器的设计 院系：电气信息学院 专业：测控技术与仪器 学生姓名：彭成和学号：200801200106指导教师：李亚 2012年1月16日 开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从电气系网页或各教研室FTB上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料。 4．统一用A4纸，并装订单独成册，随《毕业设计论文》等资料装入文件袋中。 毕业设计（论文）开题报告1．文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。 文献综述 一、引言 随着计算机技术、大规模集成电路技术和通讯技术的飞速发展，仪器技术领域发生了巨大的变化，美商国家仪器公司(National Instruments)于八十年代中期首先提出基于计算机技术的虚拟仪器的概念，把虚拟测试技术带入新的发展时期，随后研制和推出了基于多种总线系统的虚拟仪器。虚拟仪器就是在通用计算 机上加上软件和（或）硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就象是在操作一台他自己设计的专用的传统电子仪器。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个仪器系统的关键，任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模，所以有“软件就是仪器”之说。虚拟仪器技术的出现，彻底打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的模式，虚拟仪器技术给用户一个充分发挥自己的才能、想象力的空间。用户（而不是厂家）可以随心所欲地根据自己的需求，设计自己的仪器系统，满足多种多样的应用需求。虚拟仪器系统概念是对传统仪器概念的重大突破，是计算机系统与仪器系统技术相结合的产物。它利用计算机系统的强大功能，结合相应的硬件，大大突破传统仪器在数据处理、显示、传送、处理等方面的限制，使用户可以方便地对其进行维护、扩展、升级等。 虚拟仪器技术已成为测试、工业I/O和控制和产品设计的主流技术，随着虚拟仪器技术的功能和性能已被不断地提高，如今在许多应用中它已成为传统仪器的主要替代方式。随着PC、半导体和软件功能的进一步更新，未来虚拟仪器技术的发展将为测试系统的设计提供一个极佳的模式，并且使工程师们在测量和控制方面得到强大功能和灵活性。 基于此本次毕业设计就是通过虚拟仪器来完成的，以下是对该软件的一些介绍。 引言 本文主要介绍了一个基于AT89C51单片机的测温系统，详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，特别是数字温度传感器DS18B20的数据采集过程，并介绍了利用C语言编程对DS18B20的访问，该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点。DS18B20与AT89C51结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量。 数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便、测温范围广、测温精确、功能多样话等优点。其主要用于对测温要求准确度比较高的场所，或科研实验室使用，该设计使用STC89C52单片机作控制器，数字温度传感器DS18B20测量温度，单片机接受传感器输出，经处理用LED数码管实现温度值显示。 一、设计要求 通过基于MCS-51系列单片机AT89C51和DS18B20温度传感器检测温度，熟悉芯片的使用，温度传感器的功能，数码显示管的使用，C语言的设计；并且把我们这一年所学的数字和模拟电子技术、检测技术、单片机应用等知识，通过理论联系实际，从题目分析、电路设计调试、程序编制调试到传感器的选定等这一完整的实验过程，培养了学生正确的设计思想，使学生充分发挥主观能动性，去独立解决实际问题，以达到提升学生的综合能力、动手能力、文献资料查阅能力的作用，为毕业设计和以后工作打下一个良好的基础。 以MCS-51系列单片机为核心器件，组成一个数字温度计，采用数字温度传感器DS18B20为检测器件，进行单点温度检测，检测精度为?摄氏度。温度显示采用3位LED数码管显示，两位整数，一位小数。具有键盘输入上下限功能，超过上下限温度时，进行声音报警。 二、基本原理 原理简述：数字温度传感器DS1820把温度信息转换为数字格式；通过“1－线协议”，单片机获取指定传感器的数字温度信息，并显示到显示设备上。通过键盘，单片机可根据程序指令实现更灵活的功能，如单点检测、轮转检测、越限检测等。基于DS1820数字温度传感器的温度检测及显示的系统原理图如图 图基于DS1820的温度检测系统框图 三：主要器件介绍（时序图及各命令序列，温度如何计算等） 系统总体设计框图 由于DS18B20数字温度传感器具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠，所以在该设计中采用DS18B20数字温度传感器测量温度。 测温电路设计总体设计框图如图所示，控制器采用单片机AT89S52，温度 传感器采用DS18B20，显示采用4位LED数码管，报警采用蜂鸣器、LED灯实 现，键盘用来设定报警上下限温度。 总第206期2011年第8期 舰船电子工程 Ship Electr onic Engineering V o l.31No.8 187 基于LabVIEW和单片机的串行无线遥控系统设计* 高顺凯1)杨国志2) (海装武汉局1)武汉430064)(海军工程大学2)武汉430033) 摘要文章基于L abV IEW与单片机的串口通讯,进而通过单片机实时控制无线电发射系统,设计了无线遥控系统。介绍了虚拟仪器技术在串口通讯中的应用,提出了具体方案并给出了串口硬件连接图和发射系统原理图,最后使用G语言LabV IEW和C语言分别开发了相应的上位机和下位机程序进行实验。实验结果表明,该系统具有良好的人机界面,而且便于进行维护和功能扩充,具有很强的实用性。 关键词无线遥控;L abVI EW;单片机 中图分类号T P274 Wire less Rem o te Contr ol System Design B ase d on Lab VI E W an d SCM G a o Shunkai1)Y ang G uozhi2) (Wuhan M ilitary Representative Bur eau of Nav y Equipment Depar tment1),W uhan430064) (N aval U niversity o f Eng ineer ing2),W uhan430033) A bstract A wireless remo te contro l system w as desig ned based o n the ser ial communicat ion of L abV IEW and Supply Chain M anagement(SCM),then t hr ough SCM contro l radio tr ansmitt er sy st em rea-l time.V ir tual inst rument technolog y ap-plication in serial communication w as intro duced,the specific pro gr am w as put forw ard and the diag ram of ser ial hardw are co nnectio n and launch system schematics w as g iv en,and finally using the G language L abVI EW and C lang uage dev elo p the co rr esponding upper and lo wer machine to make ex periment.T he results show that the sy stem has a go od inter face,and ease of maintenance and function expansion,w ith stro ng practical. Key Words w ir eless r emote contr ol,L abV IEW,SCM Class Nu mber T P274 1引言 虚拟仪器软件LabVIEW是美国NI公司(N a-tional Instruments Co.Ld.)研制的一种叫G语言的图形化程序设计语言[1]。它基于高效率图形化应用开发环境,将简单易用的图形化开发方式和灵活强大的编程语言优势结合起来。LabVIEW的程序称为VI,它包括三个部分:程序前面板、框图程序和图标/连接器[2]。 程序前面板用于设置输入数值和观察输出量,用于模拟真实仪表的前面板。每一个程序前面板都对应着一段框图程序。框图程序用LabVIEW 图形编程语言编写,可以把它理解成传统程序的源代码。框图程序由端口、节点、图框和连线构成。其中端口被用来同程序前面板的控制和显示传递数据,节点被用来实现函数和功能调用,图框被用来实现结构化程序控制命令,而连线代表程序执行过程中的数据流,定义了框图内的数据流动方向。图标/连接器是子V I被其它VI调用的接口。图标是子VI在其他程序框图中被调用的节点表现形式;而连接器则表示节点数据的输入/输出口,就像函数的参数。用户必须指定连接器端口与前面板的控制和显示相互对应。LabVIEW的VI是层次化和模块化的,可以作为其他程序的子程序,被其 *收稿日期:2011年2月21日,修回日期:2011年3月23日作者简介:高顺凯,男,工程师,研究方向:舰船总体设计研究。 武汉大学珞珈学院毕业论文 基于单片机的红外测距系统设计 摘要 现代科学技术的发展，进入了很多新领域，而在测距方面先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外光测距。为了实现物体近距离、高精度的无线测量而采用了红外发射接收模块作为距离传感器，单片机作为处理器，编写A/D转换和显示程序，完成了一套便推式的红外距离测量系统，系统可以高精度的实时显示所测的距离，本系统结构简单可靠、体积小、测量精度高、方便使用。 红外测距的探测距离较短，一般在几十厘米之内，本文介绍的一种基于AT89C52单片机设计的红外测距仪，可以测量距离。 首先，在绪论中，介绍了红外线及红外传感器的分类和应用、AT89C52单片机的应用与说明以及MCP3001芯片的简介。其次，阐述了与红外测距的工作原理基本结构，对红外测距传感器也做了详细说明。再次，介绍了红外测距的硬件设计和软件设计。 在硬件设计中，介绍了红外测距实现的构想，给出红外测距硬件电路原理图，并说明了红外测距传感器、键盘、A/D转换电路、LCD显示电路工作原理及AT89C52单片机的管脚分配。在软件设计中，说明了整个程序流程及各程序设计的函数。最后，是对整个设计的结论，说明了红外测距实现的可行性。 关键词：红外测距 A/D转换实时显示红外线单片机 目录 第1章绪论 (1) 1.1 课题研究的背景和意义 (1) 1.2 本课题研究的热点及发展现状 (2) 1.3 本课题研究的目的 (2) 1.4 本课题研究的内容 (3) 第2章红外测距的工作原理与基本结构 (4) 2.1.方案及设计思想： (4) 2.2 红外测距系统的基本结构 (5) 第3章红外测距的硬件设计 (6) 3.1红外收发模块 (6) 3.2 A/D转换模块 (7) 3.3 LCD显示模块 (10) 3.4 AT89C52单片机概述 (11) 3.5整个红外测距系统显示 (13) 第4章红外测距的软件设计 (15) 4.1 程序流程图 (15) 第5章系统软硬件调试 (17) 5.1 硬件调试 (17) 5.2 软件调试 (17) 5.3测试结果绘图 (17) 5.4 调试中遇到的问题 (19) 结论 (20) 参考文献 (21) 附录 (1) 后记 (29) Labview考试报告 题目：基于Labview虚拟仪器平台的智能温度控制系统 班级：50910 学号：5091030 姓名：李玲娜 引言 虚拟仪器是计算机技术和仪器测量技术相结合的产物。虚拟仪器技术，就是用户在通用计算机平台上，根据测试任务的需要来定义和设计的测试功能，其实质是充分利用计算机来实现和扩展传统仪器功能。“软件就是仪器”反映了虚拟仪器技术的本质特征。美国国家仪器公司生产的NI-LabVIEW是目前最为成功，应用最广泛的虚拟仪器软件开发系统。它一种基于G语言的32位编译型图形化编程语言，其图形化界面可以方便的进行虚拟仪器的开发。它充分利用计算机强大的运算处理功能，突破了传统仪器在数据处理、显示、传输、存储等方面的限制。本文利用虚拟仪器平台，通过编写Labview 软件对温度进行智能测量，减少硬件的开发，有利于系统的维护，也便于系统软件升级。 一、虚拟仪器 1. 1虚拟仪器概述 虚拟仪器是在以计算机为核心的硬件平台上, 其功能由用户设计和定义, 具有虚拟面板, 其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板, 以多种形式表达输出检测结果; 利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理; 利用I /O 接口设备完成信号的采集与调理, 从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。 1. 2虚拟仪器的图形化开发平台 LabVIEW ( Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一种图形化的编程语言, 它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受, 视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS- 232和RS- 485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/ 摘要 目前，在自动控制领域用温度作为一种控制量对系统进行自动控制已经越来越普遍。针对这种实际情况本文设计了一种简单实用的温度报警系统。本设计采用了单片机AT89S52和温度传感器DS18B20组成了温度自动测控系统，可根据实际需要任意设定温度值，并进行自动控制。在此设计中利用了AT89S52单片机作为主控制器件，DS18B20作为测温传感器通过LCD数码管串口传送数据，实现温度显示。通过DS18B20直接读取被测温度值，进行数据转换，能够设置温度上下限来设置报警温度。并且在到达报警温度后，系统会自动报警。 关键词：自动控制温度单片机报警 Abstract Now it is very common to use temperature as a control volume to achieve automatic control. This paper designed a simple and practical auto temperature alarm system to meet the actual condition. This design uses a microcontroller AT89S52 and temperature sensor DS18B20 automatic temperature control system formed can be arbitrarily set the temperature according to the actual value and for automatic control. In this design using the AT89S52 microcontroller as the main control device, DS18B20 as an LCD digital temperature sensor tube through the serial transmission of data, to achieve temperature display. DS18B20 measured by direct reading temperature values, data conversion, to set the temperature to set the alarm on the lower temperature. And the temperature reaching the alarm, the system will automatically alarm. Keywords: achieve automatic control temperature AT89S52 alarm labview实现PC与单片机之间的串口通信 使用Proteus 进行单片机仿真，仿真硬件连接，串口通信部分使用keil 与labview 编写程序，实现：PC 通过串行口将数字（00，01，02，03...，FF，十 六进制）发送给单片机，单片机收到后回传这个数字，PC 接收到回传数据后 显示出来，若发送的数据和接收到的数据相等，则串行通信正确，否则有错误。 启始符是数字00，结束符是数字FF。 实验中注意PC 的串口名compim 与VISA 资源名称要相同，compim 中的参 数值要调对，最好不要用虚拟的串口。 keil 中的程序为： # pragma db code# include# define uchar unsigned charvoid rece(void);void init(void);uchar re[17];void main(void){uchar temp;init();do{while(RI==0);temp=SBUF;if(temp==0x00){rece();}else break;}while(1);}void init(void){TMOD=0x20;//定时器1--方式2PCON=0x80;//电 源控制SCON=0x50;//方式1TL1=0xF3;TH1=0xF3;//22.1184MHz 晶振，波特率 为4800 0xf396000xfa19200 0xfdTR1=1;}void rece(void){char i;i=0;do{while(RI==0);re[i]=SBUF;RI=0;SBUF=re[i];while(TI==0);TI=0;i++;}while (re[i-1]!=255);}labview 的前面板跟程序框图以及Proteus 图为 tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。仅供参阅！ 中北大学 毕业设计开题报告 学生姓名：学号： 学院、系：信息与通信工程学院 专业：通信工程 设计题目：基于单片机的超声测距仪设计 指导教师:丁永红 2012年 3 月10日 毕业设计开题报告 1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文献综述 1、课题研究目的意义 随着科学技术的快速发展，超声波将在传感器中的应用越来越广。在人类文明的历次产业革命中，传感技术一直扮演着先行官的重要角色，它是贯穿各个技术和应用领域的关键技术，在人们可以想象的所有领域中，它几乎无所不在。传感器是世界各国发展最快的产业之一，在各国有关研究、生产、应用部门的共同努力下，传感器技术得到了飞速的发展和进步。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的传感技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域[1]。 超声波测距与其它非接触式的检测方式方法相比，如电磁的或光学的方法它不受光线，被测对象颜色，电磁干扰等影响。超声波对于被测物体处于黑暗，有灰尘，烟雾，电磁干扰，有毒等恶劣的环境有一定的适应能力[2]。因此在液位测量，机械手控制，车辆自动导航，物体识别等方面有广泛应用。特别是应用于空气测距，由于空气中波速较慢，其回波信号中包含的沿传播方向上的结构信息很容易检测出来，具有很高的分辩力，因而其准确度也较其它方法高，而且超声波传感器具有结构简单，体积小，信号处理可靠等特点[3]。 超声波是一种指向性强，能量消耗慢的波。它在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，可解决超长度的测量[4]。 超声波作为一种特殊的声波，同样具有声波传输的基本物理特性、反射、折射、干涉、衍射、散射与物理紧密联系，应用灵活。并且更适合与高温、高粉尘、高湿度和高强电磁干扰等恶劣环境下工作。 研究生课程考核试卷 （适用于课程论文、提交报告） 科目：虚拟仪器教师： 姓名：学号： 专业：类别：学术型上课时间： 考生成绩： 阅卷评语： 阅卷教师(签名) 重庆大学研究生院制 通过对虚拟仪器课程的学习和撑握，本次实验设计了一个简易计算器，可以用来模拟真实计算器而进行一些简单的基本运算。利用Labview软件平台编写计算器程序，可以实现“+、-、×、÷、平方、开方、x^y”这七种基本运算，并且可以对上面的七种基本操作连续运算，另外实现了对输入的错误数据进行清除的功能。达到了本次实验的要求。 关键词：Labview，七种基本运算，清除 摘要 .................................................................................................................................................. I 1、引言 (1) 2、整体方案设计 (2) 2.1、簇和前面板控件的说明 (2) 2.2、程序流程图 (3) 3、具体实现过程 (4) 3.1、前面板设计 (4) 3.2、初始化和键的感应 (4) 3.2.1、数字0-9的输入 (6) 3.3、输入的第一个数 (6) 3.3.1、多零问题 (6) 3.3.2、小数点问题 (7) 3.4、四则运算和x^y (7) 3.5、开方计算 (8) 3.6、倒数计算 (9) 3.7、输入正负数 (9) 3.8、去掉小数点后面0的功能 (9) 3.9、清除功能（Clear） (10) 3.10、退格功能 (10) 4、总结 (12) 参考文献 (13) 附录A (14) 1、初始化程序 (14) 2、总程序 (14) 3、x^y的幂程序 (15) 本科生毕业设计基于单片机的激光测距 院系电气信息工程学院 专业电子信息工程 班级 学号 学生姓名 联系方式 指导教师职称： 2011年 5 月 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在指导老师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以注释和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。 签名： 年月日 授权声明 本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业论文（设计）的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。本人授权许昌学院可以将毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）。 本人论文（设计）中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无”）： 签名： 年月日 指导教师签名： 年月日 激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等优点，所以，利用激光传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中，激光测距是目前应用最普遍的一种，本课题介绍了激光传感器的原理和特性，以及Atmel公司的AT87C51单片机的性能和特点，并在分析了激光测距的原理基础上，指出了设计测距系统的思路和所需考虑的问题，给出了以AT87C51单片机为核心的低成本，高精度。微型化数字显示激光测距的硬件电路和软件设计方法，该系统设计合理，工作稳定，能量良好，检测速度快，计算简单。易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业应用的要求。 关键字：激光；测距；单片机 ABSTRACT Laser possesses high brightness, high directional, high monochromatic and high coherence wait for an advantage, therefore, by using laser sensor technology and automatic control technology in combination of measurement program, laser range is most broadly applied , the subject of laser sensors is introduced, and the principle and characteristics of single chip AT87C51 Atmel company performance and characteristics, and analyzes the principle of laser range finder, points out the basis of ideas and design ranging system needed consider the question, given a AT87C51 singlechip is low cost, high precision. Miniaturization digital display laser ranging hardware circuit and software design method, the system design is reasonable, stable work, energy, detection speed, good simple calculation. Easy to achieve real-time control, and the precision in measurement can reach the request of industrial applications. Key word: laser; ranging; microcontroller基于LabVIEW的虚拟仪器外文翻译
基于单片机的温度测量系统设计
基于LabVIEW的单片机脉冲发生器
基于单片机的温度测量系统
LabVIEW与单片机通讯
基于单片机的红外测距系统设计-开题报告
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