黃荻

（長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙，410124）

基于LabVIEW與STC單片機(jī)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

黃荻

（長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙，410124）

采用虛擬儀器技術(shù)，基于LabVIEW平臺(tái)設(shè)計(jì)了溫度的檢測(cè)系統(tǒng)，適用于環(huán)境溫度的監(jiān)測(cè)與記錄。系統(tǒng)采用STC單片機(jī)進(jìn)行溫度的數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場(chǎng)顯示、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警，用C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)；由PC機(jī)進(jìn)行溫度變化的顯示和記錄，用LabVIEW編程實(shí)現(xiàn)。二者之間采用串口進(jìn)行通信。系統(tǒng)具有易于維護(hù)、方便移植等優(yōu)點(diǎn)，并可以輕松擴(kuò)展至多點(diǎn)溫度的測(cè)量。

溫度測(cè)量； LabVIEW；單片機(jī)；程序設(shè)計(jì)

0 引言

在工業(yè)生產(chǎn)和生活中，經(jīng)常需要對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一個(gè)具備溫度測(cè)量、記錄和報(bào)警等多種功能的智能化溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將得到廣泛的應(yīng)用。結(jié)合LabVIEW平臺(tái)設(shè)計(jì)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有個(gè)性化的界面，開發(fā)時(shí)間短，易于維護(hù)和移植等優(yōu)點(diǎn)。

1 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

本溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以單片機(jī)STC12C5A60S2作為下位機(jī)，采用普通PC機(jī)作為上位機(jī)，單片機(jī)與PC機(jī)之間通過(guò)串口進(jìn)行通信。單片機(jī)完成溫度的采集、溫度的現(xiàn)場(chǎng)顯示和現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警等功能；PC機(jī)完成溫度的曲線顯示、記錄和報(bào)警溫度的設(shè)置等功能。系統(tǒng)總體框圖1所示。

圖1 系統(tǒng)硬件框圖

系統(tǒng)選用了美國(guó) Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20 進(jìn)行溫度檢測(cè)。配備了1602工業(yè)字符型液晶顯示模塊作為現(xiàn)場(chǎng)顯示器件，用于分屏顯示當(dāng)前溫度、設(shè)定的報(bào)警溫度等基本內(nèi)容。顯示效果如圖 2 所示。并設(shè)置了“Mode”、“+1”、“-1”等功能按鍵，用于切換顯示內(nèi)容和設(shè)定報(bào)警溫度。并在溫度采集現(xiàn)場(chǎng)用單片機(jī)的一根I/O口線控制進(jìn)行聲光報(bào)警。必要的情況下，

還可以利用單片機(jī)的剩余I/O口擴(kuò)展其他功能電路。

圖2 液晶顯示界面圖

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件主要由兩大部分組成，即：基于labVIEW平臺(tái)的圖形化上位機(jī)程序和下位機(jī)的C語(yǔ)言程序。

2.1 上位機(jī)設(shè)計(jì)

在labVIEW環(huán)境下建立的上位機(jī)前面板如圖3所示，前面板由實(shí)時(shí)溫度顯示、整點(diǎn)溫度顯示、上下限溫度設(shè)定與報(bào)警、存儲(chǔ)與讀取溫度記錄、串口通信設(shè)置、系統(tǒng)時(shí)間顯示6大部分組成。根據(jù)不同的數(shù)據(jù)分析需要，系統(tǒng)可提供兩種時(shí)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)記錄，即1小時(shí)數(shù)據(jù)記錄（每分鐘1個(gè)數(shù)據(jù)）和24小時(shí)的數(shù)據(jù)記錄（每小時(shí)1個(gè)數(shù)據(jù)）。

圖3 上位機(jī)前面板

上位機(jī)程序如圖4所示。

圖4 上位機(jī)程序框圖

下位機(jī)程序按照?qǐng)D5所示流程圖進(jìn)行編寫。

圖5 主程序流程圖

3 效果與結(jié)論

系統(tǒng)能獲得實(shí)時(shí)溫度在現(xiàn)場(chǎng)和上位機(jī)上以多種形勢(shì)顯示出來(lái)，還可以在上位機(jī)上觀察溫度變化的趨勢(shì)，并能將溫度數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起來(lái)，以便于后期的分析。圖6是上位機(jī)的實(shí)時(shí)溫度顯示與文本方式存儲(chǔ)的1小時(shí)溫度記錄。

圖6 上位機(jī)顯示的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)與1小時(shí)溫度記錄

4 結(jié)束語(yǔ)

從以上溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可以看出，將虛擬儀器技術(shù)與單片機(jī)技術(shù)相結(jié)合，可以在低成本的情況下，大大的豐富和完善測(cè)量系統(tǒng)的功能，特別是在需要存儲(chǔ)和分析大量數(shù)據(jù)的場(chǎng)合，虛擬儀器技術(shù)體現(xiàn)出更明顯的優(yōu)勢(shì)。而基于LabVIEW平臺(tái)構(gòu)建的虛擬儀器界面，可以很容易地實(shí)現(xiàn)直觀的圖形化的輸入輸出方式，具有更好的人機(jī)交互性。

[1]黃松嶺, 吳靜.虛擬儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程[M].北京:清華大學(xué)出版社, 2008.

[2]江偉,袁芳.LabVIEW環(huán)境下溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].國(guó)外電子測(cè)量技術(shù), 2004, (3): 8-10.

[3]張小燕,樊利軍.基于LabVIEW的溫度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)[J].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào), 2012, 11(1): 47-50.

[4]柳桂國(guó).傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2011.

Design of temperature monitoring system based on LabVIEW and STC MCU

Huang Di
（changsha aeronautical vocational and technical college,Changsha Hunan, 410124）

Based on the LabVIEW platform, the temperature measurement system is designed by using virtual instrument technology. The system uses STC single-chip microcomputer for temperature data acquisition and on-site display, on-site alarm, using C language programming; by the PC temperature display and record,with LabVIEW programming. Serial communication between the two. The system is easy to maintain, easy to transplant and so on, and can be easily extended to the point temperature measurement.

temperature measurement; LabVIEW; MCU; program design