基于虚拟仪器的智能仪表的设计与实现

ggfhkl45

目前国内高校信息类教学实验的仪器仪表为：万用表、毫伏
表、函数发生器、示波器及各种专用实验设备等。上述实验设备
在实验教学中暴露出的主要弊端有：f1)功能弱。如无实验模拟
9 }% {* f6 g8 i( C9 _功能、辅助实验教学功能，以及普通示波器无暂态信号、过度过
' g9 |! z) \! r程的存储、重现功能。(2 1适用面窄．上述实验设备难以用于诸如
微机原理与接口技术、传感器，自控系统，系统集成、算法语言
' S" u; Z* G0 P1 x( N等课程的实验、实习教学。(3)维护、使用、管理不便。同一实验
/ S2 I4 i0 D! ~室往往集有多种类、多规格、多型号的传统实验设备，易损件备
用量大，操作使用方法各异，难以采用统一的管理标准和规程。
* ], K( m  ~) m: F8 H2 V$ W, Q(4)无实验模拟功能，导致实验过程费时多、元器件损耗大，而用
虚拟仪器图形化编程简单易用性和单片机成本较低的两者优
点结合，开发一种基于单片机做下位机IabVIEW软件为上位机
. I4 J* B) m/ l8 \7 }& H7 w0 w的智能仪表，对于学生学习虚拟仪器和单片机都大有裨益。这
' n8 A& @9 L. h+ k* u种智能仪表结合虚拟仪器的编程实验系统与传统仪器相比有
很大的优势，能解决传统仪器体积庞大，价格高，缺乏相应的计
算机接口，在数据采集及数据处理等方面十分不便的问题，通
过运用计算机强大的计算与处理能力，大大地提高数据分析、
, A: Y; @# b+ b处理能力，通过设计、仿真与实测的对比使课本理论知识与实
8 ]; [6 m8 s* i& r5 s验操作密切结合。可使师生们从繁杂的仪器堆中解放出来，可
& o1 n; d, x4 y5 }实现自动测量、自动记录、自动数据处理。因成本低，又适合学
+ j2 |3 q7 X+ Q/ h生自己安装、调试和组装。可增加测控专业学生学习虚拟仪器
  x" t3 o- T# L) y时的独立动手能力。
1智能仪表的总体设计
8 p- t8 v9 Y# B智能仪表包括嵌入式单片机系统、单总线智能温度传感
器、及温度控制装置等组成，在labvJew7．0的虚拟仪器开发平台
* p3 V+ o# ^0 Q# W9 p1 [上，构建基于智能仪表的温度控制系统。数字温度传感器采用
DSl8820型单线智能温度传感器，它集温度测量、A／D转换于一
体的单总线(one wire)结构，只用1个单线总线DQ接上拉电阻
6 p2 ~7 K2 t; n/ ?即与主CPU连接，通过串口实现与微机接口通讯，输出温度数
据及相关控制信号。
; M7 P& t6 D+ w4 j/ [下位机采用C51系列单片机作为数据采集的硬件。上位机
( G% ?7 m/ m# _5 ~" q用PC机和NI公司的labVlEW软件，利用单片机和PC机的串
# @  V+ \: P$ }/ N, M2 p口通讯将数据传送到上位机中，由上位机负责对数据进行处理
+ c" F/ x$ A& v- z. w: W; }和保存等。串口通讯将DSl8820采集到温度值传到电脑中，在
人机界面上可以实现实时显示温度值，并进行了报警值的自主
7 y/ Y: G2 z5 W/ G设定。采样的温度值加上时间后添加到TXT文本文件中，从而
; z  v0 C7 o6 J- q' E- G实现了温度的实时显示、保存及历史数据的复现等功能，单片
. S8 e& c4 c( A5 V/ C机采用89S52芯片，自带的存贮空间能够满足要求不需外扩存
贮空间，89S52单片机负责将DSl8820的温度数据通过串口通
讯传送给电脑，同时将温度送到数码管中显示出来，由于采用
的是单总线的方式，所以电路功能简化，省去了AD转换的复杂
系统，实施方便。为了实现温度的控制。可用89S51的接口控制
# b; S& \6 w7 ^* s) n6 s5 }

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

: N( O8 z6 l* O$ A6 m9 p4 c

yjtj30xe

学习一下。