基于單片機(jī)labview的溫度測量系統(tǒng)設(shè)計

1、串口收發(fā)電路的溫度測量單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計編輯版 word設(shè)計目錄第一部分電路設(shè)計31.1 溫度采集電路.31.2 串口收發(fā)電路.71.3 溫度顯示電路.9第二部分上位機(jī)軟件.102.1基于Labview的溫度檢測設(shè)計第三部分程序代碼編輯版word電路設(shè)計1.1溫度采集電路本設(shè)計采用熱敏電阻，通過飛利浦公司生產(chǎn)的AD轉(zhuǎn)換芯片PCF9591采集熱敏電阻的溫度信息，總體電路圖如下PCF8591簡介描述PCF8591是一個單片集成、單獨(dú)供電、低功耗、8-bitCMOS數(shù)據(jù)獲取器件。PCF8591具有4個模擬輸入、1個模擬輸出和1個串行I2C總線接口。PCF8591的3個地址引腳A0,A1和A2可用于硬件地

2、址編程，允許在同個I2C總線上接入8個PCF8591器件，而無需額外的硬件。在PCF8591器件上輸入輸出的地址、控制和數(shù)據(jù)信號都是通過雙線雙向I2C總線以串行的方式進(jìn)行傳輸。特性【1】單獨(dú)供電【2】PCF8591的操作電壓范圍2.5V-6V1 低待機(jī)電流2 通過I2C總線串行輸入/輸出5 PCF8591通過3個硬件地址引腳尋址6 PCF8591的采樣率由I2C總線速率決定1714個模擬輸入可編程為單端型或差分輸入7 自動增量頻道選擇9 PCF8591的模擬電壓范圍從VSS至ijVDD【10】PCF8591內(nèi)置跟蹤保持電路【11】8-bit逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器【12】通過1路模擬輸出實現(xiàn)DAC

3、增益引腳信息AIN0AIN3:模擬信號輸入端。A0A3:引腳地址端。VDD、VSS:電源端。（2.56V）SDA、SCL:I2C總線的數(shù)據(jù)線、時鐘線。OSC:外部時鐘輸入端，內(nèi)部時鐘輸出端。EXT:內(nèi)部、外部時鐘選擇線，使用內(nèi)部時鐘時EXT接地。AGND:模擬信號地。AOUT:D/A轉(zhuǎn)換輸出端。VREF:基準(zhǔn)電源端。AIOAIN1AJN3AL陋%叵ff叵區(qū)巴叵叵百PCRBfiO!vl»JU3UTVrefACNDFXTCSCgL3DA圖1PCFH591引訓(xùn)PCF8591操作內(nèi)部地址寄存器TTISb001A2AlAt）麗fi>edpartprogrammabkpartbn=，F(xiàn)ig

4、.4Addressbyte.內(nèi)部控制寄存器=；-：二-二二二：r.-iZPmsi12f.249EOF211上&<J=，_F_1?iA=.=w*二一二jg二="；Kd-fliIf1|AD轉(zhuǎn)換總時序PROTOCOL8ADQAE861*mADATABVW1*DATABYTEJAJWLJWLJWLJULfnrmnnnnnnlEaiHclbyu1&airnnqMB?samargo/te3qon#3Kidbftt1eocwt#vbytefowa,s*0r*byte3I1I1tianianiBEiDniTansiTiifinEint"a-nsirrssidh第即bM

5、IS<1M-1口WW*fr3：CVCQ先送入要讀取的器件的地址，即所要讀取的通道，然后等待應(yīng)答信號，開始讀取下位機(jī)芯片送來的AD數(shù)據(jù)底層驅(qū)動時序如下Fig.123ittransfer.單字讀寫Fig.13 Definition of START 自nd STOP condition.起始以及停止信號DAfA CUTPJ1 BY TRANSMITTERDAA OUTPUTBY RECEIVERSCL FROM MASTERSTARTonditiDndock, pu 值白 fa r a*know lodgeniGn tFig.15 Acknowledgement on the PC-bus盤

6、上心HE準(zhǔn)備完畢的應(yīng)答信號，上位機(jī)接收通過I2C總線方式本電路通過PCF8591的AIN2通道采集熱敏電阻的溫度信息,讀取下位機(jī)提取的信息，實現(xiàn)溫度采集溫度傳感器PT100簡介設(shè)計原理pt100是鉗熱電阻，它的阻值會隨著溫度的變化而改變。PT后的100即表示它在0c時阻值為100歐姆，在100c時它的阻值約為138.5歐姆。它的工業(yè)原理：當(dāng)PT100在0攝氏度的時候他的阻值為100歐姆，它的阻值會隨著溫度上升而成勻速增長的。溫度特性曲線IOC20t>T由上圖，可以擬合其溫度與電阻的關(guān)系為R=77/200*Temperature+100;串聯(lián)的限流電阻的值為100歐姆，則AD輸入電壓的計算

7、公式為ADValue/255*5000=100/(R+100)*5000;由以上兩公式換算可以得到Temperature=200/77*(100*255/ADValue-100)1.2串口收發(fā)電路通過串口收發(fā)電路，將采集到的溫度信息提取后傳送到電腦上,所采集的溫度信息，實現(xiàn)人機(jī)交互界面，更加人性化電路如下：通過上位機(jī)顯示3M1AX232 .TEXT+S5CS 1T 口 LXMLL + LOirjEU3串口通信芯片采用 美信公司的 MAX232C2/VMX1A1MAX卻2EMAX232EI 0 R1 21T1IHISL'UTT R?OUJ引腳介紹第一部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5

8、、6腳和4只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生RS-232串口電平的需要。7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通+12v和-12v兩個電源，提供給第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由道。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。第三部

9、分是供電。15腳GND、16腳VCC（+5v）。主要特點(diǎn)1、符合所有的RS-232C技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2、只需要單一+5V電源供電3、片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生+10V和-10V電壓V+、V-4、功耗低，典型供電電流5mA5、內(nèi)部集成2個RS-232C驅(qū)動器6、內(nèi)部集成兩個RS-232C接收器7、高集成度，片外最低只需4個電容即可工作。1.3溫度顯示電路溫度顯示電路采用1602液晶，與單片機(jī)的P0口相連，實現(xiàn)溫度顯示，其電路圖如下液晶電路的讀寫時序以及其內(nèi)部寄存器的操作可以在網(wǎng)上查找，此處不作詳述,用液晶屏幕實現(xiàn)靜態(tài)顯示溫度的功能整體電路如下4LEiIXAF?蘋口，二小T修率也F7W

10、3rzjam.*，,但，©.miPZFIHS，HE*3*11P3jTReeA-aLJFcm«上丁上位機(jī)軟件2.1前面板設(shè)計溫度超過限定值或者低于限定值時，指示燈亮起，溫度讀取開關(guān)，用于串口的打開和關(guān)閉后面板程序框圖設(shè)計程序代碼溫度采集部分/*止匕音B分為I2C總線馬區(qū)動程序*/I2C.c#include<reg52.h>#include<intrins.h>#definenop_nop_()sbitSCL=P2A1;sbitSDA=P2A0；bitack;/*startI2c*/voidStart_12c(void)SDA=1;nop；SCL=1;n

11、op；nop；nopnop;nop;SDA=0;/SDAtolow,sendstartflagnop;nop;nopnop;nop;SCL=0;nop;nop;/*stopI2c*/voidStop_I2c(void)SDA=0;nop;SCL=1;nop;nop;nopnop;nop;SDA=1;/sendstopflagnop;nop;nop;nop;/*sendbyte*/voidSend_Byte(unsignedcharc)unsignedcharBitCnt;for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt+)if(c<<BitCnt)&0x80)

12、SDA=1;elseSDA=0;nop;SCL=1;nop;nop;nopnop;nop;SCL=0;nop;nop;SDA=1;nop;nop;SCL=1;nop;nop;nop;if(SDA=1)ack=0;elseack=1;SCL=0;nop;nop;rescive byte*/*unsignedcharReceive_Byte(void)unsignedcharreceive;unsignedcharBitCnt;receive=0;SDA=1;for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt+)nop;SCL=0;nop;nop;nopnop;nop;SCL=1;no

13、p;nop;receive<<=1;編輯版 wordif(SDA=1)receive+=1;nop;nop;SCL=0;nop;nop;returnreceive;/*Acknowledgement*/voidAck_I2c(bita)if(a=0)SDA=0;elseSDA=1;nop;nop;nop;SCL=1;nop;nop;nop;nop;nop;SCL=0;nop;nop;此部分為溫度的讀取部分*/*AD.c-#include<reg52.h>#include<I2C.H>unsignedcharADValue;unsignedintTempera

14、ture;#definePCF85910x90/器件地址bitADC_Send_Byte(unsignedcharsla,unsignedcharc)Start_I2c();Send_Byte(sla);if(asc=0)return0;Send_Byte(c);if(asc=0)return0;Stop_I2c();return1;/ADCReceiveByteunsignedcharAD_Receive_Byte(unsignedcharsla)unsignedcharc;Start_I2c();Send_Byte(sla+1);if(ack=0)return0;c=Receive_Byt

15、e;Ack_I2c(1);Stop_I2c();returnc;VoidGet_ADValue(void)ADC_Send_Byte(PCF8591,0x43)；ADValue=AD_Receive_Byte(PCF8591);/以下為溫度換算部分/VoidGet_TPValue()Temperature=200/77*(100*255/ADValue-100);/*此部分為 LCD 液晶顯示模塊*/LCD.c#include<reg51.h>#include<intrins.h>#include“AD.h”sbitrs=P2A6;/sbitrw=P2A5;sbitep

16、=P2A7;unsignedcharcodeTital="Thetemperatureis"unsignedcharTemperatureshow3;delay(unsignedcharms)/unsignedchari;while(ms-)for(i=0;i<250;i+)_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();bitLcd_Busy()/bitresult;rs=0;rw=1;ep=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();result=(bit)(P0&0x80);ep=0;returnresult;Lc

17、d_Write_CMD(unsignedcharcmd)/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(unsignedcharpos)Lcd_Write_CMD(pos|0x80);Lcd_Send_Byte(unsignedchardat)while(Lcd_Busy();rs=1;rw=0;ep=0;P0=dat;_nop_();_nop_();_nop_()

18、;_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);VoidLcd_Show()Unsignedchari;Lcd_Place(0);i=0;while(Titali!='0')Lcd_Send_Byte(Titali);i+;Temperatureshow0=Temperature/100+0;Temperatureshow1=Temperature%100/10+0Temperatu