虚拟仪器温度采集系统方案.doc

内蒙古科技大学虚拟仪器期末大作业题目：虚拟仪器温度采集系统姓名：王伍波专业：测控技术与仪器学 号：1067112240班级：测控10-2班教师：肖俊生时间：2013年6月18日一、 设计题目 :虚拟仪器温度采集系统二、 设计要求：1•连续采集温度信号，并存储2•温度上下限报警功能，上下限可调3•华氏、摄氏可转换显示三、 设计思路：该设计是以计算机和单片机数据采集系统为核心，单片机数据 采集系统主要完成对温度信号进行数据采集，计算机主要完成温度 信号的分析、显示和控制等功能设计中采用In tel公司的89C51 单片机完成数据采集，采用A D 5 7 4完成数据的A/D转换图2 为AD574与89C51单片机的接口电路1. 设计虚拟前面板温度监测软件设计本系统以Iabview8.5作为开发工具现 以仿真数据为例来讲述系统软件对温度的监测、报警及显示功能 利用labview8.5编程使温度可以在华氏和摄氏之间随时进行切换 ，同时对温度实时监测当温度超过上限要求时会及时点亮报警灯进 行报警并显示每次采集过程中累加的报警次数 ，报警的上限值可以通过前面板的输入控件改变其值采集进度定义为每次采集 100点。

为了防止程序陷入死循环每次采集之间的时间间隔为 1000ms开始采集后在整个采集过程中可以暂停采集以便随时对温度进行观察2、 编辑流程图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3、 运行检验检验是否能够完成系统的功能.改变相应参数进行进一步验 证.以方便根据实际情况修改设计.从而方便实际器件的设计、调 试4、 功能描述创建一个VI程序模拟温度测量：把创建的温度计程、序T（hermometerVI1作为一个子程序用在当前新建程序 里.先前的温度计子程序用于采集数据.而当前的程序用于显示温度曲线.并在 前面板上设定测量次数和每次测量间隔的延时 ；再创建一个新VI程序，进行温度测量，并把结果在波形图表上显示：利用新创建的VI 程序.再输入新的字符串；据采集过程中实时地显示数据；当采 集过程结束后，在图表上画出数据波形.并算出最大值、最小值和 平均值（此处只使用摄氏温度单位）：修改TemperatureAnalysis . VIDemoReadVohageVI程序以检测温度是否超出范围.当温度超出上 限(High Limit)时，前面板上的LED点亮，并且有一个蜂鸣器发 声。

5、设计过程创建一个VI程序模拟温度测量假设传感器输出电 压与温度成 正比例如.当温度为70时，传感器输出电压为0. 7V本程序也 可以用摄氏温度来代替华氏温度显示本程序用软件代替了 DAQ数 据采集卡使用Demo ReadVoltage子程序来仿真电压测量然后把 所测得的电压值转换成摄氏或华氏温度读数 1) 、用Fne菜单的New选项打开一个新的前面板窗口 把温度计指示部件放入前面板窗口 .在前面板窗口的空白处点击鼠标 键.然后从弹出的Numeric子模板中选择Thermometer :在文本框 中输入 温度计”.再点击鼠标 键按钮；重新设定温度计的标尺范 围为0. 0到100 . 0;使用标签工具A双击温度计标尺的10 . 0, 输入100 . 0再点击鼠标键或者工具栏中的 V按钮 在前面板窗口 中放人竖标.从弹出菜单中选择EditIcon功能双点选择工具，并 的Boolean子模板中选择 VerticalSwitch .在文本框中输入 温度值 单位”再点击鼠标键或者工具栏中的 V按钮；使用标签工具A在 开关的 条件真”(true)位置旁边输入自由标签 摄氏”再在 条件假” (false)位置旁边输入自由标签 华氏”创建的虚拟前面板如图1所示融计sajiple^ per -jiooophysi ssajiiple modeJ fim t■电 Sanpies温度下限 温度上限raterj 1M0. 00 7?53.7832温度过高温度过低滑动杆2）从Windows菜单下选择ShowDiagram功能打开框图程序窗 口点击框图程序窗口的空白处.弹出功能模板.从弹出的菜单中选 择所需的对象。

本程序用到下面的对象：（1）DemoReadVoltageVI 程序（Tutorial 子模板）该程序模拟从 DAQ 卡的0通道读取电压值：2）Muhiply（乘法）功能（Numeric子模板）该程序用于将读取电压 值乘以100 . 00.以获得华氏温度：⑶（3）Subtract（减法）功能（Numeric子模板）该程序用于从华氏温度 中减去32 . 0.以转换成摄氏温度；⑷（4）Divide（除法）功能（Numeric子模板）该程序用于把相减的结果 除以1. 8以转换成摄氏温度：（5） （5） Select（选择）功能（Comparison子模板）取决于温标选择开 关的值该功能输出华氏温度（当选择开关为false）或者摄氏温度（选 择开关为Ture）数值；(6) 数值常数用连线工具，点击希望连接一个数值 常数的对象.并选择CreateConstant功能若要修改常数值用标签工具双点数 值，再写入新的数值；(7) 字符串常量用连线工具.点击希望连接字符串常量韵对象.再 选择CreateConstant功能要输入字符 串.用标签工具双击字符 串，再输入新的字符串;使用移位工具(Positioningtool).把图标 移至图示的 位置.再用连线工具连接起来。

DemoReadVohageVI子程序模拟从数据采集卡的 0通道读取电压.程序再将读数乘以100. 0转换成华氏温度读数.或者再把华氏温度转换成摄氏温度图2框图程序如图3）创建图标和端 口把创建的温度计程序（Ther-rnometerVI1 作为一个子程序选择前面板窗口 .使之变成当前窗口，并运行VI程 序点击连续运行按钮使程序运行于连续运行模式；再点击连续 运行按钮关闭连续运行模式创建图标Tempf此图标可以将现程 序作为子程序在其他程序中调用）创建方法如下：在面板窗口的右 上角的图标框中点击鼠标.从弹出菜单中选择EditIcon功能双点 选择工具，并按下Delete键.消除缺省的图标图案用画图工具画 出温度计的图标使用文本工具写入文字双击文本工具把字体换 成SmallFo nt当图标创建完成后，点击0K以关闭图标编辑生成 的图标在面板窗口的右上角创建联接器端口 ：点击右上角的图标面板，从弹出菜单中选择ShOwConnectOr功能LabVIEW将会根据控制和显示的数量选择一 种联接器端口模式在系统中，只有两个端口 . 一个是竖直开 关.另一个是温度指示把联接器端口定义给开关和温度指示 。

使用连线工具.在左边的联接器端口框内按鼠标键，则端口将 会变黑再点击开关控制件.一个闪烁的虚线框 将包围住该开关 现在再点击右边的联接器端口框，使它变黑再点击温度指示部 件一个闪烁的虚线框将包围住温度指示部件.这即表示着右边的 联接器端口对应温度指示部件的数据输入如果再点击空白外则 虚线框将消该 失.而前面所选择的联接器端口将变暗，表示已经将 对象部件定义到各个联接器端口 注意：LabVIEW的惯例是前面板 上控制的联接器端 口放在图标的接线面板的左边，而显示的联接器 端口放在图标的接线面板的右边也就是说.图标的左边为输入端口而右边为输出端口确认当前文件的程序库路径为Seminar. LLB.用文件菜单的SAVE功能保存上述文件.并将文件 命名为 Ther- mometer . Vi现在.该程序已经编制完成它可以在其他程序中作 为子程 序来调用.在其他程序的框图窗口里，该温度计程序用前面创建的 图标来表示联接器端口的输入端用于选择温度单位.输出端用于 输出温度值关闭该程序4）创建一个新vl程序.进行温度测量.打开一个新的前面板窗 口 .在里面放一个竖直开关（在Boolean逻辑部件子模板）.给该开 关标注为 En. able ”你可以用该开关来开始/停止数据采集；在 前面板 内再放置一个趋势 图（Graph子模板 中的Waveform Chart）.标注为 温度历史趋势”。

该图表将实时地显示温度值；由 于趋势图将它的图标注解plot自动地标注为“plotO ”你可以用标注 工具将其重新标注为 T emp ”；因为趋势图用于显示室内温度.需 要对它的标尺进行重新 定标将丫轴的10”改为90”，而将0. 0”改为20”；此时 暂时不要创建模式转换开关.而是从框图 程序窗口创建前 面板的部件samples ptr channel? 1000physical channel\ Dtvl/aiOsample modeJ Finite Samples温度下限 温度上限ja it7°『血 数值q 1000. 00 275）、打开框图程序窗口，从结构（Structured工具模板选择条 件循环结构 Whilelx,op ”放人框图程序窗口 .调整该条件循环框的 大小.把先前从前面板创建的两个节点放人循环框内放人其它的 框图程序对象ThermometerVI .这个VI程序是前面创建的.从SemiBar. LLB中调出f从SelectaVI子模板）按照上图的框图程序连好线创建模式开关把连线工具放在TheriBometerVI的Mode输入端 口上.按鼠标右键并选择CreatCon~o1 .这样就可以自动创建模式转换开关.并将它与TherlnometerVI子程序相连线，再 转换到前面板窗口，将模式转换开关的位置重新 调整。

在前面板窗 口，使用标注工具.双击模式开关的 OFF”标签，并把它转换成 华氏”.再把ON ”标签转换为 摄 氏”要转换开关状态，使用操作工具（Operating T oo1）将模式开关设置为ON状态.运行该VI 程序要停 止数据采集，点击Enable开关.使其状态变为OFF.循 环结束修改Enable开关缺省设置.使运行vI程序时不必 每次打 开该开关运行该程序，把开关点击为Stop状态以停止数据采 集开关将变为OFF状态，但当条件循环结构再次读取其数值时 它又会变成ON状态图4温度测量框图程序若在运行程序时.希望它以一定的时间间隔.例如一秒钟一次或者一分钟一次来采集数据 就可以 WaitUntilNextms,Multiple 功能（在Time&Dialog子模板）来满足上述条件该功能模块可以保证循 环间隔时间不少于指定的毫秒数如图5所示.使vI程序采样间隔为500毫秒 则可使用Time&Dialog子模板中的 WaitUntilNextm,sMultiple 功能.再加上时间常数 NumericCon . stant.把它设置为500关闭并保存上述程序，文件名为TemperatureMon时冏 擡件引用原值图5温度测量框图程序暂停状态！利用前面创建的新vl程序，在数据采集过程中.实时地显示数据 当采集过程结束后.在图表上画出数据波形.并算出最大值、最 小值和平均值。

6) 、打开创建的TemperatureAnalysisV . I程序 按照下图所 示修改前面。