基于虚拟仪器的多路温度测控系统的设计与实现

前言

虚拟仪器是全新概念的最新一代测量仪器, 不再是功能单一的专用仪器，而是基本的数据采集硬件和软件的柔性组合。它将传统仪器由硬件电路实现的数据分析与显示功能改由功能强大的计算机及其显示器来执行,它是按照测量原理采用适当的信号分析技术和处理技术编制某种测量功能的软件就构成了该种功能的测试仪器。与传统的测试仪器相比，这种仪器在智能化程度、性能价格比、可靠性和可操作性等方面都具有明显的优势。“一线总线”数字化温度传感器DS18b20独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测试系统的构建引入全新概念。因此,我们在温度测控系统中引入虚拟仪器和DS18b20智能温度传感器,利用计算机强大的处理功能,开发出了一种基于虚拟仪器的温度测试系统，该系统可对温度进行自动采集、处理、生成报告、自动控制，并具有超限报警功能。

1 ，系统组成及原理

基于虚拟仪器的温度测控系统组成如图 1 所示。它由单片机89s51、LabVIEW/VCI、智能温度传感器，温度控制电路等组成。

整个系统软硬件结合。18b20温度传感器把检测的温度值放在内部的寄存器中，再通过单片机读出温度数据，并进行超限判别、发送各种命令、与各个接口交换信息等。同时，单片机通过串口与上位机软件labview制作的虚拟仪器面板进行通讯，利用PC 机的强大功能把测得的温度通过屏幕显现出来，加入数据库以实现数值储存以及查询等。

1.1 DS18b20智能温度传感器

DS18B20 内部结构主要由四部分组成：64 位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH 和TL、配置寄存器。DS18B20 有3 个管脚 DQ为数字信号输入/ 输出端；GND 为电源地；VDD 为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。

DS18B20温度传感器的主要性能指标为：

“一线”总线接口令需一个端口进行通讯。

简单的多点分布应用。

可通过数据线供电。

测温范围为-55～+125℃，在-10～+85℃的范围内，精度为±0.5℃。

程序设定9~12位的分辨率，精度为±0.5°C。

U 型产品采用超小型的μSOP 封装，大大减小了体积。

1.2 温度控制电路

如图2所示，当外界温度低于中心设置温度一定幅度时，89S51的P1.0引脚输出一个低电平，开关K1被吸合，电路导通，则与此电路连接的加热器开始工作，从而起到升温的作用。当外界温度高于中心设置温度一定幅度时，89S51的P1.0引脚输出一个高电平，开关K1被断开，电路断开，则与此电路连接的加热器停止工作，从而起到降温的作用。