【最新】毕业设计论文--基于LABVIEW串口的现场实时多通道温度采集测量与实现 (5000字)-实用word文档 (31页)
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本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除!== 本文为word格式,下载后可方便编辑和修改! ==毕业设计论文--基于LABVIEW串口的现场实时多通道温度采集测量与实现 (5000字)摘要温度是机械加工中最基本的参数之一,在生产过程中常需要对温度进行检测和监控。
数控机床加工中,常需要对数控机床进行热误差计算并实现热误差补偿,通过热误差补偿技术来达到提高数控机床加工精度的目的。
因此,研究一种基于串行通信的多路温度采集和实时监控系统,对提高工业控制性能、提高数控机床的加工精度以及提高生产效率有着重要的意义。
本文设计了一种数控机床多点温度采集电路,可以同时对四路温度进行实时的采集和显示,通过设定温度的报警范围对其进行预警,并且利用串口实现单片机和计算机的通信,使用上位机完成数据处理和温度的显示等。
温度的测量精度低于0.5℃。
设计中使用STC89C52作为下位机的主控芯片,并使用LCD1602液晶屏进行温度的显示,采用温度传感器TC1047进行温度采集。
将温度传感器输出的电压通过RC滤波电路以及运放OP07组成的放大电路,然后通过A/D转换,最后将A/D转换的数字量通过RS232串口发送到LABVIEW编写的上位机进行数据处理和显示。
通过上位机设置温度的采集速率以及设定报警温度上限,将采集到的数据以TXT或XLS格式存储到电脑中。
硬件电路采用低成本的设计思想,软件设计采用模块化的设计方法,最后进行实物的制作和调试,验证了设计的设计稳定性和可行性,实现了设计的预期结果。
关键词:串口通信;LABVIEW;数控机床;热误差;多通道温度采集AbstractTemperature is one of the most basic parameters in the machining and temperature detection and monitoring is commonly found in the production. In CNC machining, thermal error of CNC machine need to be calculated, and thermal error compensation is implemented. Throughthe thermal error compensation techniques to achieve the purpose of the improvement of precision CNC machining. So the study of a multi-channel temperature acquisition and real-time monitoring system based on serial communication has an important significance to improve the performance of industrial control and production efficiency.This article design a multi-channel temperature acquisition circuit of CNC machine. It can acquire four channel temperature data at the same time, also the display of these data is real-time. The method also can set temperature alarming range and if the data exceed the range the system will warn. And using the serial port to realize the single chip microcomputer and computer communication, using upper computer to complete data processing and display of temperature, etc. Temperature measuring precision less than 0.5 ℃.STC89C52 is the main control chip of the design, and LCD1602 is used to display the temperature value, and temperature sensor TC1047 is used for temperature acquisition. Temperature sensor output voltage will by RC filter circuit and amplifier circuit which is composed of operational amplifier OP07, and then through the A/Dconversion .finally, through the RS232 serial port sent the digital quantity to upper computer for data processing and display, and the upper computer is wrote by LABVIEW. Can set the temperature data acquisition rate, and can set temperature limit through upper computer, and the collected data can be stored your computer in TXT or XLS format.The design of hardware circuit is based on stable, viable, low-cost design ideas. And the design of software uses modular method. And finally by finishing and debugging of the circuit, we verify the feasibility of the design and also we achieve to the expected results of the design.Keywords: serial communication; LABVIEW; CNC machine; thermal error;multi-channel temperature acquisition目录引言 ........................................................... 1 1 系统综述 . (2)1.1 方案论证与选择 (2)1.2 系统整体框图 .......................................................... 3 2 硬件电路设计 (4)2.1 51单片机主控电路 (4)2.1.1 单片机主控电路设计 .................................................................. . (4)2.1.2 C51程序语言 .................................................................. (5)2.2 TC1047温度采集电路 (5)2.3 RC低通滤波电路 (6)2.4 OP07放大电路 (7)2.5 A/D转换电路 (8)2.6 LCD1602显示电路 (9)2.7 串口通信电路 (10)2.8 电源稳压电路 ......................................................... 11 3 下位机软件设计 (12)3.1 主程序框架 (12)3.2 ADC0832驱动程序 (13)3.3 LCD1602显示驱动程序 (15)3.4 串口通信程序 ......................................................... 17 4 上位机软件设计 (18)4.1 上位机人机交互界面设计 (18)4.2 上位机程序框图设计 (19)4.2.1 主程序框图设计 .................................................................. (19)4.3.2 LABVIEW串口程序设计 .................................................................. .. (20)4.3.3 串口数据帧解码 .................................................................. (21)4.3.4 数据处理和显示 .................................................................. (22)4.3.5 数据的存储和读取 .................................................................. .. (23)4.3.6 采集速率和温度报警 .................................................................. ....................... 24 5 原理图电路仿真 ............................................. 25 6 实物的组装调试及软件验证 .. (27)6.1 实物的制作流程 (27)6.2 硬件调试及软件验证 (28)6.2.1 电源电路测试 .................................................................. (28)6.2.2 LCD1602显示测试 .................................................................. . (28)6.2.3 放大电路测试 .................................................................. (29)6.2.4 A/D转换测试 .................................................................. . (29)6.2.5 下位机串口通信测试 .................................................................. .. (29)6.2.6 上位机串口通信测试 .................................................................. .. (29)6.2.7 下位机与上位机整体功能测试 .................................................................. .. (30)6.3 数据测量及误差分析 (30)6.3.1 温度传感器标定 .................................................................. (30)6.3.2 数据的测量 .................................................................. . (34)6.3.3 误差计算及分析 .................................................................. (36)6.4 软硬件调试综述 ....................................................... 37 7 结论 (38)7.1 系统功能 (38)7.2 功能扩展 (38)7.3 前景展望 (39)谢辞 ........................................................ 40 参考文献 ...................................................... 41 附录一电路设计原理图 ........................................ 42 附录二电路设计PCB图 ........................................ 43 附录三电路设计实物图 ........................................ 43 附录四上位机实时数据采集界面图 .............................. 44 附录五上位机历史数据读取界面图 (45)桂林电子科技大学毕业设计(论文)报告用纸第 1 页共 45 页引言随着科学技术的不断发展,对现代设备精确度的要求不断增长,信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)为信息技术的前沿尖端技术,其应用非常广泛,已经渗透到社会的每一个领域[1-3]。
基于LabVIEW的温度检测系统

基于LabVIEW的温度检测系统摘要温度是个基本的物理量,他是工业生产过程中最普遍,最重要的工艺参数之一。
随着工业的不断发展,对温度测量的要求也越来越高,而且测量范围也越来越广。
合理的温度范围和精确地温度的测量队提高产品的质量、产量,降低消耗,实现工业生产自动化,均有积极作用,因此温度检测技术的研究具有重大意义。
本系统是一个基于LabVIEW的温度检测系统,采用多点温度检测,能检测较大区域内的温度变化,主要包括上位机和下位机两个部分。
下位机使用的DS18B20传感器和AT89C51单片机。
上位机和下位机的通讯方式是串口通讯。
上位机使用的是虚拟仪器LabVIEW,主要功能是实时温度的显示,温度曲线时间轴的显示,历史温度曲线的显示以及超限温度报警。
关键字:Labview 温度测量ABSTRACTThe temperature is a basic physical quantity, it is one of the most common industrial processes, the most important process parameters. With the continuous development of industry, the requirements for temperature measurement is also getting higher and higher, and the increasingly wide range of measurement. Reasonable temperature range and accurate temperature measurement team to improve product quality, production, reduce consumption, to achieve the automation of industrial production, had an active role in temperature sensing technology is of great significance.This system is a temperature sensing system based on LabVIEW, using multi-point temperature detection can detect temperature changes within the larger area, including two parts of the upper and lower machine. The next bit machine using the DS18B20 sensors and AT89C51 microcontroller. The upper and lower machine communication is serial communication. The host computer using a virtual instrument LabVIEW, the main function is to display real-time temperature, the temperature curve Timeline display, alarm display and gauge the temperature of the historical temperature curve.Keywords: LabVIEW Temperature survey目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第1章引言 (1)1.1 背景 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1温度传感器 (2)1.2.2 上位机 (3)1.2.3 上位机与下位机通讯方式 (4)1.3研究内容 (4)第2章系统设计 (5)2.1下位机设计 (5)2.1.1 温度检测模块设计 (5)2.1.2 上位机和下位机的通讯方式设计 (6)2.1.3 下位机主控模块设计 (6)2.2上位机设计 (6)第3章下位机的软硬件实现 (9)3.1硬件实现 (9)3.1.1 DS18B20温度传感器 (9)3.1.2 单片机外围电路 (10)3.2下位机软件设计 (11)第4章上位机实现 (13)4.1上位机总体模块 (13)4.2模块分析 (13)4.2.1 串口通讯模块 (13)4.2.2 数据处理模块 (15)4.2.3 数据显示模块 (17)4.2.4 温度报警模块 (20)第5章调试 (21)5.1硬件调试 (21)5.2软件调试 (21)5.2.1 调试准备 (21)5.2.2 运行结果 (22)第6章结束语 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录I 源代码 (27)附录II 下位机电路图 (44)附录II 上位机程序图 (45)第1章引言1.1 背景温度是表征物体冷却程度物理量, 在许多工业生产和科学实验过程中,温度参数的检测和控制都非常重要。
(最新版)基于LabVIEW的温度控制系统毕业设计论文

引言随着微电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术和现代测量技术的迅速发展,一种新型的先进仪器——虚拟仪器成为当前系统研究的热点。
虚拟仪器的出现开辟了仪器技术的新纪元,它是多门技术与计算机技术结合的产物,其基本思想逐步代替仪器完成某些功能,如数据的采集、分析、显示和存储等,最终达到取代传统电子仪器的目的。
虚拟仪器通过软件开发平台将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融为一体,把计算机强大的数据处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起,通过软件实现对数据的显示、存储及分析处理,并通过交互式图形界面实现系统控制和显示测量数据,并使用框图模块指定各种功能。
采用集成电路温度传感器和虚拟仪器方便地构建一个测温系统,且外围电路简单,易于实现,便于系统硬件维护、功能扩展和软件升级。
本设计利用LabVIEW作为语言开发平台,设计了一个温度控制系统,并利用计算机串口与下位机串行通讯,能实现温度的实时测量与控制。
1 绪论现代计算机技术和信息技术的迅猛发展,冲击着国民经济的各个领域,也引起了测量仪器和测试技术的巨大变革。
人们曾为测量仪器从模拟化、数字化到智能化的进步而欣喜,也为自动测试技术的日新月异的发展所鼓舞,当今虚拟仪器技术的出现又使得测量仪器进步入了高科技的殿堂。
与传统的仪器不同,虚拟仪器(virtual instrument)是基于计算机和标准总线技术的模块化系统,通常它是由控制模块、仪器模块和软件组成,在虚拟仪器中软件是至关重要的,仪器的功能都要通过它来实现,因此软件是虚拟仪器的核心,―软件就是仪器‖,从本质上反映了虚拟仪器的特征。
从构成方式上讲,虚拟仪器可分为四大类:GPIB体系结构、PC-DAQ体系结构、VXI体系结构和PXI体系结构。
GPIB体系结构是通过GPIB总线将具有GPIB接口的计算机和仪器集成的测试系统。
其优点是用户可以充分利用自己的计算机和仪器资源,且组建方便灵活、操作简单,曾是国际流行的自动测试系统。
《2024年基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》范文

《基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》篇一一、引言在现代化工业和科技应用中,数据采集扮演着举足轻重的角色。
为了满足多路数据的高效、准确采集需求,本文提出了一种基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计。
该系统设计旨在实现多通道、高精度的数据采集,为工业自动化、科研实验等领域提供可靠的解决方案。
二、系统设计概述本系统设计以单片机为核心控制器,结合LabVIEW软件进行数据采集、处理和显示。
系统采用模块化设计,包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块以及LabVIEW上位机显示模块。
通过各模块的协同工作,实现多路数据的实时采集和监控。
三、硬件设计1. 单片机选型及配置系统采用高性能单片机作为核心控制器,具有高速运算、低功耗等特点。
单片机配置包括时钟电路、复位电路、存储器等,以满足系统运行需求。
2. 数据采集模块设计数据采集模块负责从传感器中获取数据。
本系统采用多路复用技术,实现多个传感器数据的并行采集。
同时,采用高精度ADC(模数转换器)对传感器数据进行转换,以保证数据精度。
3. 数据传输模块设计数据传输模块负责将采集到的数据传输至单片机。
本系统采用串口通信或SPI通信等方式进行数据传输,以保证数据传输的稳定性和实时性。
四、软件设计1. 单片机程序设计单片机程序采用C语言编写,实现对传感器数据的采集、处理和传输等功能。
程序采用中断方式接收数据,避免因主程序繁忙而导致的漏采现象。
2. LabVIEW上位机程序设计LabVIEW是一种基于图形化编程的语言,适用于数据采集系统的上位机程序设计。
本系统采用LabVIEW编写上位机程序,实现对数据的实时显示、存储和分析等功能。
同时,LabVIEW程序还具有友好的人机交互界面,方便用户进行操作和监控。
五、系统实现及测试1. 系统实现根据硬件和软件设计,完成多路数据采集系统的搭建和调试。
通过实际测试,验证系统的稳定性和可靠性。
2. 系统测试对系统进行实际测试,包括多路数据采集的准确性、实时性以及系统的稳定性等方面。
基于labview的温度采集系统设计

基于LabVIEW的温度采集系统设计摘要:用ATmega16单片机对温度数据进行处理,然后通过串口和数据采集卡上传到上位机,再利用虚拟仪器软件LabVIEW作为温度采集监测系统的开发平台,实现对温度的采集、显示、监测、报警等功能。
利用图形化虚拟仪器技术不仅简化了系统硬件,软件实现也很方便,同时图形化的显示使结果更直观、准确,并给出了模拟的系统程序。
关键词:LabVIEW、虚拟仪器、温度、采集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,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 软件对温度进行测量,可以减少硬件的重复开发,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。
使用者用鼠标或键盘操作虚拟面板,就如同使用一台专用测量仪器一样。
1. 2虚拟仪器的图形化开发平台LabVIEW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/ IP、A ct iveX 等软件标准的库函数。
LabVIEW 的编程环境包括两个面板:前面板和程序框图面板。
通过编制虚拟仪器的前面板来模拟真实仪表的面板,在程序前面板上,输入量被称为控制,输出量被称为显是控制和显示是以各种图标形式出现在前面板上。
基于LabVIEW的实时温度采集系统设计

基于LabVIEW的实时温度采集系统设计1. 概述实时温度采集系统是一种用于实时监测和记录环境温度变化的设备,可以广泛应用于工业自动化、实验室监测等领域。
本文将介绍一种基于LabVIEW的实时温度采集系统设计方案。
2. 硬件设计2.1 传感器选择在实时温度采集系统中,传感器的选择十分重要。
常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻。
在本系统中,我们选择了DS18B20温度传感器,这是一种数字温度传感器,具有精确度高、精度稳定等特点,适合于实时温度采集系统的应用。
2.2 数据采集模块数据采集模块负责将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号,并通过接口与上位机进行通信。
在本系统中,我们选择了Arduino Uno 作为数据采集模块,它不仅具有良好的性能和稳定性,而且可以通过串口通信与LabVIEW进行数据交互。
2.3 信号调理电路温度传感器输出的模拟信号需要经过信号调理电路进行放大和滤波处理,以提高系统的稳定性和准确性。
常用的信号调理电路包括放大电路、滤波电路等。
2.4 数据通信模块数据通信模块负责将采集到的温度数据通过网络或串口等方式实时传输给上位机。
在本系统中,我们选择了以太网模块ENC28J60与LabVIEW进行数据通信。
3. 软件设计3.1 LabVIEW界面设计LabVIEW是一种图形化编程环境,可以通过拖拽元件来组装控制面板和数据处理模块。
在本系统中,我们通过LabVIEW来实现人机交互、数据实时显示和数据存储等功能。
3.2 数据处理及算法设计在实时温度采集系统中,数据处理和算法设计是十分重要的部分。
根据采集到的温度数据,我们可以进行实时的数据处理、异常检测和报警等操作。
通过结合LabVIEW的图形化编程特点,我们可以方便地设计和调试各种数据处理算法。
4. 系统实施与测试根据以上的硬件和软件设计方案,我们可以开始进行系统的实施和测试工作。
首先,按照硬件设计要求进行电路的搭建和连接,然后进行LabVIEW程序的开发和调试。
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DSl8B20数字温度传感器和STC公司的STC89C52单片机设计成智能温度采集模块,采集环境温度,将测得数据经串口传送给计算机。
创新之处是采用虚拟仪器技术,利用LabVlEW软件编写相应上位机软件,控制采集模块进行温度采集,串口的数据传输,然后对数据处理和显示。
关键词:DSl8B20;温度传感器;STC89C52;单片机;Labview;串口通信Design of serial temperature acquisition systembased on labviewZou Haijun 07082232(Teacher:Xu Jingyun )Abstract:This system uses DSl8B20 digital temperature sensor andSTC's microcontroller STC89C52 to design a smart temperature acquisition module, collecting surrounding's temperature, measured data will be transmitted to the computer through the serial 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; Serial Communication0 引言在生产生活中温度测量有着及其重要的意义。
基于LabVIEW的高精度多通道温度测量系统
基于LabVIEW的高精度多通道温度测量系统孙毅刚;何进【摘要】针对现代工业多点温度测量的需求,设计了一款基于LabVIEW的多通道温度测量系统,能够同时实现6通道的温度采集、显示、绘图、状态监测及数据保存.为提高系统测量精度,以各传感器与精密温度计的实测值作为多项式拟合的数据源,运用最小二乘法对传感器进行标定,测量误差显著降低.测试结果表明:系统运行稳定可靠,各通道最大测量误差不超过±0.05℃.%Aiming at demands of multi-point temperature measurement in the modern industrial ,designing a multi-channel temperature measurement system based on LabVIEW ,which can realize the functions of temperature collection ,displaying,draw-ing,condition monitoring and data storage with six channels at the same time .To improve the system measurement accuracy ,with measured values of sensors and precision thermometer as the data sources of polynomial fitting ,using the least square method to calibrate the sensors ,and then the measurement errors reduced significantly .Tests show that the system runs stable and reliable , and the maximum measurement error of all channels no more than ±0.05℃.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】5页(P96-100)【关键词】LabVIEW;多通道温度测量;DS18B20;最小二乘法;传感器标定【作者】孙毅刚;何进【作者单位】中国民航大学航空工程学院,天津 300300;中国民航大学电子信息与自动化学院,天津 300300【正文语种】中文【中图分类】TP2122.College of Electronic Information and Automation,Civil Aviation University of China,Tianjin 300300,China)高精度温度控制在精密仪器、生物医药、航空航天等领域均有着广泛的应用[1]。
基于LabVIEW的串口温度采集系统
基于LabVIEW的串口温度监控系统设计张兴成20051001168摘要:本系统利用DS18B20 数字温度传感器和Atmel 公司生产的A VR 系列A Tmega16 单片机采集被测环境温度,将测得的数据经串口传给计算机。
计算机利用LabVIEW 的VISA 读取串口数据并进行处理和显示,实现基于VISA的串口温度采集监控。
关键词:DS18B20 温度传感器A VR 单片机VISA 串口1、概述实时数据采集是工业控制系统中必不可少的组成部分,是进行工业分析,工业处理和工业控制的依据。
近年来由于大规模集成电路、单片机、计算机等在工业控制领域中的广泛应用,数字化的数据采集成为必然。
这就对传感器的A/D性能,单片机的数据采集、处理和传输性能,计算机接口与通信技术提出了更高的要求。
本系统采用Atmel 公司生产的高速8位单片机A VR 系列ATmega16 单片机作为温度数据采集和传输的主控芯片,温度传感器采用单总线方式的集成数字温度传感器DS18B20 。
采集得到的数据利用单片机经串口通讯的方式传输至计算机的串口。
计算机上位机软件采用数据处理能力超强的LabVIEW软件编写,利用其所带的VISA驱动进行串口的数据采集和处理,实现基于VISA的串口温度采集监控。
2、硬件设计A VR单片机是1997年由A TMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC(ReducedInstruction Set CPU) 精简指令集高速8位单片机。
A VR的单片机可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域,它与51单片机、PIC单片机相比具有一系列的优点:1:在相同的系统时钟下A VR运行速度最快;2: 芯片内部的Flsah、EEPROM、SRAM容量较大;3:所有型号的Flash、EEPROM都可以反复烧写、全部支持在线编程烧写(ISP);4:多种频率的内部RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时等功能,零外围电路也可以工作;5:每个IO口都可以以推换驱动的方式输出高、低电平,驱动能力强;6:内部资源丰富,一般都集成AD、DA模数器、PWM、SPI、USART、TWI、I2C 通信口、丰富的中断源等。
基于LabView的温度采集系统设计
基于LabView的温度采集系统设计学校:长春理工大学学院:电子信息工程教师:学号:姓名:摘要:随着信息领域各种技术的发展,在数据采集方面的技术也取得了很大的进步,采集数据的信息化是目前社会的主流发展方向。
各种领域都用到了数据采集,在石油勘探,地震数据采集领域已经得到应用。
随着测控技术的迅猛发展,以虚拟仪器为核心的数据采集系统已经在测控领域中占到了统治地位。
数据采集系统是将现场采集到的数据进行处理、传输显示、储存等操作。
数据采集系统主要功能是把模拟信号变成数字信号,并进行分析、处理、存储和显示。
温度数据采集系统广泛的应用于人们的日常生活中。
此次设计主要利用labview实现温度采集系统的设计过程,系统结构时利用了labview的虚拟仪器技术,由labview虚拟系统自生成温度信号,通过温度的采集实现对温度数据的采集,预处理,分析,储存和显示。
关键词:labview ,温度监测系统Labview简介LabVIEW是一种程序开发环境,由美国国家仪器(NI)公司研制开发的,类似于C和BASIC开发环境,但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是:其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码,而LabVIEW 使用的是图形化编辑语言G编写程序,产生的程序是框图的形式。
与C和BASIC一样,LabVIEW也是通用的编程系统,有一个完成任何编程任务的庞大函数库。
LabVIEW的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储,等等。
LabVIEW也有传统的程序调试工具,如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序(子VI)的结果、单步执行等等,便于程序的调试。
虚拟仪器(virtual instrumention)是基于计算机的仪器。
计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。
粗略地说这种结合有两种方式,一种是将计算机装入仪器,其典型的例子就是所谓智能化的仪器。
随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小,这类仪器功能也越来越强大,目前已经出现含嵌入式系统的仪器。
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数控机床加工中,常需要对数控机床进行热误差计算并实现热误差补偿,通过热误差补偿技术来达到提高数控机床加工精度的目的。
因此,研究一种基于串行通信的多路温度采集和实时监控系统,对提高工业控制性能、提高数控机床的加工精度以及提高生产效率有着重要的意义。
本文设计了一种数控机床多点温度采集电路,可以同时对四路温度进行实时的采集和显示,通过设定温度的报警范围对其进行预警,并且利用串口实现单片机和计算机的通信,使用上位机完成数据处理和温度的显示等。
温度的测量精度低于0.5℃。
设计中使用STC89C52作为下位机的主控芯片,并使用LCD1602液晶屏进行温度的显示,采用温度传感器TC1047进行温度采集。
将温度传感器输出的电压通过RC滤波电路以及运放OP07组成的放大电路,然后通过A/D转换,最后将A/D转换的数字量通过RS232串口发送到LABVIEW编写的上位机进行数据处理和显示。
通过上位机设置温度的采集速率以及设定报警温度上限,将采集到的数据以TXT或XLS格式存储到电脑中。
硬件电路采用低成本的设计思想,软件设计采用模块化的设计方法,最后进行实物的制作和调试,验证了设计的设计稳定性和可行性,实现了设计的预期结果。
关键词:串口通信;LABVIEW;数控机床;热误差;多通道温度采集AbstractTemperature is one of the most basic parameters in the machining and temperature detection and monitoring is commonly found in the production. In CNC machining, thermal error of CNC machine need to be calculated, and thermal error compensation is implemented. Throughthe thermal error compensation techniques to achieve the purpose of the improvement of precision CNC machining. So the study of a multi-channel temperature acquisition and real-time monitoring system based on serial communication has an important significance to improve the performance of industrial control and production efficiency.This article design a multi-channel temperature acquisition circuit of CNC machine. It can acquire four channel temperature data at the same time, also the display of these data is real-time. The method also can set temperature alarming range and if the data exceed the range the system will warn. And using the serial port to realize the single chip microcomputer and computer communication, using upper computer to complete data processing and display of temperature, etc. Temperature measuring precision less than 0.5 ℃.STC89C52 is the main control chip of the design, and LCD1602 is used to display the temperature value, and temperature sensor TC1047 is used for temperature acquisition. Temperature sensor output voltage will by RC filter circuit and amplifier circuit which is composed of operational amplifier OP07, and then through the A/Dconversion .finally, through the RS232 serial port sent the digital quantity to upper computer for data processing and display, and the upper computer is wrote by LABVIEW. Can set the temperature data acquisition rate, and can set temperature limit through upper computer, and the collected data can be stored your computer in TXT or XLS format.The design of hardware circuit is based on stable, viable, low-cost design ideas. And the design of software uses modular method. And finally by finishing and debugging of the circuit, we verify the feasibility of the design and also we achieve to the expected results of the design.Keywords: serial communication; LABVIEW; CNC machine; thermal error;multi-channel temperature acquisition目录引言 ........................................................... 1 1 系统综述 . (2)1.1 方案论证与选择 (2)1.2 系统整体框图 .......................................................... 3 2 硬件电路设计 (4)2.1 51单片机主控电路 (4)2.1.1 单片机主控电路设计 .................................................................. . (4)2.1.2 C51程序语言 .................................................................. (5)2.2 TC1047温度采集电路 (5)2.3 RC低通滤波电路 (6)2.4 OP07放大电路 (7)2.5 A/D转换电路 (8)2.6 LCD1602显示电路 (9)2.7 串口通信电路 (10)2.8 电源稳压电路 ......................................................... 11 3 下位机软件设计 (12)3.1 主程序框架 (12)3.2 ADC0832驱动程序 (13)3.3 LCD1602显示驱动程序 (15)3.4 串口通信程序 ......................................................... 17 4 上位机软件设计 (18)4.1 上位机人机交互界面设计 (18)4.2 上位机程序框图设计 (19)4.2.1 主程序框图设计 .................................................................. (19)4.3.2 LABVIEW串口程序设计 .................................................................. .. (20)4.3.3 串口数据帧解码 .................................................................. (21)4.3.4 数据处理和显示 .................................................................. (22)4.3.5 数据的存储和读取 .................................................................. .. (23)4.3.6 采集速率和温度报警 .................................................................. ....................... 24 5 原理图电路仿真 ............................................. 25 6 实物的组装调试及软件验证 .. (27)6.1 实物的制作流程 (27)6.2 硬件调试及软件验证 (28)6.2.1 电源电路测试 .................................................................. (28)。