1、引言隨著微電子技術、計算機技術、軟件技術、網(wǎng)絡技術和現(xiàn)代測量技術的迅速發(fā)展，一種新型的先進儀器一一虛擬儀器成為當前系統(tǒng)研究的熱點。虛擬儀器的出現(xiàn)開辟了儀器技術的新紀元，它是多門技術與計算機技術結合的產(chǎn)物，其基本思想逐步代替儀器完成某些功能，如數(shù)據(jù)的采集、分析、顯示和存儲等，最終達到取代傳統(tǒng)電子儀器的目的。虛擬儀器通過軟件開發(fā)平臺將計算機硬件資源與儀器硬件有機地融為一體，把計算機強大的數(shù)據(jù)處理能力和儀器硬件的測量、控制能力結合在一起，通過軟件實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的顯示、存儲及分析處理，并通過交互式圖形界面實現(xiàn)系統(tǒng)控制和顯示測量數(shù)據(jù)，并使用框圖模塊指定各種功能。采用集成電路溫度傳感器和虛擬儀器方便地構建一個

2、測溫系統(tǒng)，且外圍電路簡單，易于實現(xiàn)，便于系統(tǒng)硬件維護、功能擴展和軟件升級。本設計利用LabVIEW作為語言開發(fā)平臺，設計了一個溫度控制系統(tǒng)，并利用計算機串口與下位機串行通訊，能實現(xiàn)溫度的實時測量與控制。1緒論現(xiàn)代計算機技術和信息技術的迅猛發(fā)展，沖擊著國民經(jīng)濟的各個領域，也引起了測量儀器和測試技術的巨大變革。人們曾為測量儀器從模擬化、數(shù)字化到智能化的進步而欣喜，也為自動測試技術的日新月異的發(fā)展所鼓舞，當今虛擬儀器技術的出現(xiàn)又使得測量儀器進步入了高科技的殿堂。與傳統(tǒng)的儀器不同，虛擬儀器(virtualinstrument)是基于計算機和標準總線技術的模塊化系統(tǒng)，通常它是由控制模塊、儀器模塊和軟件組

3、成，在虛擬儀器中軟件是至關重要的，儀器的功能都要通過它來實現(xiàn)，因此軟件是虛擬儀器的核心，軟件就是儀器”，從本質(zhì)上反映了虛擬儀器的特征。從構成方式上講，虛擬儀器可分為四大類：GPIB體系結構、PC-DAQ體系結構、VXI體系結構和PXI體系結構。GPIB體系結構是通過GPIB總線將具有GPIB接口的計算機和儀器集成的測試系統(tǒng)。其優(yōu)點是用戶可以充分利用自己的計算機和儀器資源，且組建方便靈活、操作簡單，曾是國際流行的自動測試系統(tǒng)。當今，在VXI為主的體系結構中，有時也采用GPIB作為輔助，這樣可以充分利用本單位儀器資源，或稱補VXI儀器模塊的不足。VXI體系結構綜合了。pib和vem總線的優(yōu)點，它集

4、成的系統(tǒng)硬件集成度高、數(shù)據(jù)傳輸率快、便攜性好，是當今倍受業(yè)界關注的體系結構。PXI體系結構是以PCI總線為基礎的體系結構，由于其總線吞吐率高、硬件的價格較低被業(yè)內(nèi)人士認為是符合國情的一種體系結構。虛擬儀器應用程序的開發(fā)環(huán)境主要有兩種二一種是基于傳統(tǒng)的文本語言的軟件開發(fā)環(huán)境，常用的有l(wèi)abwindows/cvi、.visualbasidc=vc+等：一種是基于圖形化語言的軟件開發(fā)環(huán)境，常用的有LabVIEW和hpvee。其中圖形化軟件開發(fā)系統(tǒng)是用工程人員所熟悉的術語和圖形化符號代替常規(guī)的文本語言編程，界面友好，操作簡便，可大大縮短系統(tǒng)開發(fā)周期，深受專業(yè)人員的青睞。1.1課題背景隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展

5、，工業(yè)的迅速擴張，政府和企業(yè)家們花在設備上的投入越來越多，這筆巨大的開銷，極大地限制了企業(yè)的資金，從而制約著企業(yè)的發(fā)展。而虛擬儀器技術憑借著其開發(fā)容易、開發(fā)成本低、開發(fā)周期短等明顯的優(yōu)點，漸漸地在工業(yè)測控領域嶄露頭角。它的出現(xiàn)使企業(yè)家們看到了降低成本的希望。本設計將就虛擬儀器怎樣用在工業(yè)測控中進行一番簡單的探討。隨著微電子技術、計算機技術、軟件技術、網(wǎng)絡技術和現(xiàn)代測量技術的迅速發(fā)展，一種新型的先進儀器一一虛擬儀器成為當前系統(tǒng)研究的熱點。虛擬儀器通過軟件開發(fā)平臺將計算機硬件資源與儀器硬件有機地融為一體，把計算機強大的數(shù)據(jù)處理能力和儀器硬件的測量、控制能力結合在一起，通過軟件實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的顯示、存儲

6、及分析處理。在對大規(guī)模、集成化、智能化及數(shù)字電子儀器需求愈加迫切的形勢下，計算機技術、儀器技術和通信技術相結合，產(chǎn)生了具有里程碑意義的新一代儀器一一虛擬儀器。虛擬儀器的出現(xiàn)開辟了儀器技術的新紀元，它是多門技術與計算機技術結合的產(chǎn)物，具基本思想逐步代替儀器完成某些功能，如數(shù)據(jù)的采集、分析、顯示和存儲等，最終達到取代傳統(tǒng)電子儀器的目的。虛擬儀器是計算機硬件資源、儀器硬件、數(shù)據(jù)分析處理、軟件、通信軟件極圖形用戶界面的又效結合，具有傳統(tǒng)儀器所具備的信號采集、信號處理分析、信號輸出等功能。其基本構成包括計算機、虛擬儀器軟件、硬件接口和測試儀器等。虛擬儀器有以下優(yōu)點：(1)利用了計算機豐富的軟件資源。實現(xiàn)

7、了部分儀器硬件的軟件化，節(jié)省了物質(zhì)資源，增加了系統(tǒng)的靈活性。通過軟件技術和相應數(shù)值算法，實時直接地對測試數(shù)據(jù)進行各種分析與處理。圖形用戶界面(GUI)技術的應用，真正的做到界面友好、人機交互。(2)基于計算機網(wǎng)絡技術和接口技術。虛擬儀器具有方便、靈活的互聯(lián)能力(Connectivity)，廣泛支持諸如CAN、FieldBus、PROFIBUS等各種工業(yè)總線標準。因此，利用虛擬儀器技術可方便地構建自動測試系統(tǒng)，實現(xiàn)測量、控制過程的網(wǎng)絡化。(3)基于計算機的開放式標準體系結構。虛擬儀器的硬、軟件具有開放性、模塊化、可重復使用及互換性等特點，用戶可根據(jù)自己上的需要，選用不同廠家的標準接口產(chǎn)品，使儀器

8、的開發(fā)更為高效，縮短儀器組建、開發(fā)時間。(4)具有很強的靈活性。虛擬儀器的功能由用戶自己定義，這意味著可自由的組合計算機平臺、硬件、軟件以及各種實現(xiàn)應用系統(tǒng)所需要的附件。這種靈活性在由供應商定義、功能固定、獨立的傳統(tǒng)儀器是達不到的。從傳統(tǒng)儀器的轉變，為用戶帶來了更多的實際利益。上述虛擬儀器的特點不僅推進了儀器為基礎的界面系統(tǒng)改造，同時也影響了以虛擬儀器為主的圖形構造方法的進化。過去獨立分散、互不相干的許多領域，虛擬儀器通過軟件開發(fā)平臺將計算機硬件資源與儀器硬件有機地融為一體，把計算機強大的數(shù)據(jù)處理能力和儀器硬件的測量、控制能力結合在一起，通過軟件實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的顯示、存儲及分析處理。虛擬儀器的出現(xiàn)

9、是儀器發(fā)展史上的一場革命，代表著儀器發(fā)展的最新方向和潮流，是信息技術的一個重要領域，必將對科學技術的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生不可估量的影響。1.2.1虛擬儀器的概念、發(fā)展傳統(tǒng)儀器一般是一臺獨立的裝置，從外觀上看，它是一般由操作面板、信號輸入端口、檢測結果輸出這幾個部分組成。操作面板上一般有一些開關、按鈕、旋鈕等。檢測結果的輸出方式有數(shù)字顯示、指針式表頭顯示、圖形顯示及打印輸出等。從功能方面分析，傳統(tǒng)儀器可分為信號的采集與控制、信號的分析與處理、結果的表達與輸出這幾個部分。傳統(tǒng)儀器的功能都是通過硬件電路或固化軟件實現(xiàn)的，而且由儀器生產(chǎn)廠家給定，其功能和規(guī)模一般都是固定的，用戶無法隨意改變其結構和功能。

10、傳統(tǒng)儀器大都是一個封閉的系統(tǒng)，與其它設備的連接受到限制。另外，傳統(tǒng)儀器價格昂貴，技術更新慢，開發(fā)費用高。隨著計算機技術、微電子技術和大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展，出現(xiàn)了數(shù)字化儀器和智能儀器。盡管如此，傳統(tǒng)儀器還是沒有擺脫獨立使用和受同操作的模式，在較為復雜的應用場合或測試參加較多的情況下，使用起來就不太方便。這三方面的原因，使傳統(tǒng)儀器很難事業(yè)信息時代對儀器的需求。那么如何解決這個問題呢？可以設想，在必要的數(shù)據(jù)采集硬件和通用計算機支持下，通過軟件來實現(xiàn)儀器的部分或全部功能，這就是設計虛擬儀器的核心思想。所謂虛擬儀器，就是在通用的計算機平臺上定義和設計儀器的功能，用戶操作計算機的同時就是在使用一臺專門

11、的電子儀器。虛擬儀器以計算機為核心，充分利用計算機強大的圖形界面和數(shù)據(jù)處理能力，提供對測量數(shù)據(jù)的分析和顯示功能。虛擬儀器技術給用戶一個充分發(fā)揮自己的才能、想象力的空間。用戶可以隨心所欲地根據(jù)自己的需求，設計自己的儀器系統(tǒng)，滿足多種多樣的用戶需求。表2.1為傳統(tǒng)儀器與虛擬儀器的比較一覽表。虛擬儀器作為一種新型的儀器種類，具有以下特點：(1)強調(diào)軟件即儀器”的概念，軟件充當了儀器中相當重要的且以往由硬件充當?shù)慕巧?2)打破了傳統(tǒng)儀器小而全的現(xiàn)狀，可以將信號的分析、顯示、存儲、打印和其它管理利用計算機來完成。(3)便于工作和管理，虛擬儀器技術是儀器的設計和管理統(tǒng)一到虛擬儀器的標準，使得儀器管理規(guī)范

12、，使用簡便，維護費用低。(4)儀器自定義，科研和工程人員自己設計自己的儀器。由于虛擬儀器的開放性，用戶可以方便地修改測試方案，構成各種專用儀器。儀器的開發(fā)周期短，升級容易，節(jié)省了硬件開發(fā)和生產(chǎn)的費用。(5)便于組成自動測試系統(tǒng)。虛擬儀器充分利用計算機技術，可以對測試方案進行編程；而且數(shù)據(jù)的遠程傳輸、數(shù)據(jù)在軟件之間的交換等，都使系統(tǒng)組建變得靈活；計算機的存儲、打印和網(wǎng)絡化等功能也進一步增進了虛擬儀器的功能。電子儀器發(fā)展至今，大體可分為四代：模擬儀器、數(shù)字儀器、智能儀器和虛擬儀器第一代模擬儀器第一代模擬儀器如指針式萬用表、晶體管電壓表等，它們的基本結構是電磁機械式的，借助指針來顯示最終結果。第二代

13、數(shù)字化儀器數(shù)字化儀器目前相當普及，如數(shù)字電壓表等。這類儀器將模擬信號的測量轉化為數(shù)字信號的測量，并以數(shù)字方式輸出最終結果，實用于快速響應和較高準確度的測量。第三代智能要求智能儀器內(nèi)置微處理器，既能進行自動測試，又具有一定的數(shù)據(jù)處理，可取代部分腦力勞動，習慣上稱為智能儀器。它的功能塊全部都是以硬件的形式存在，無論是開發(fā)還是應用，都缺乏靈活性。第四代虛擬儀器虛擬儀器是現(xiàn)代計算機教技術和測量技術相結合的產(chǎn)物，是傳統(tǒng)儀器觀念的一次巨大變革，是將來虛擬產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要方向。從1988年開始，陸續(xù)有虛擬儀器產(chǎn)品面市。此后，虛擬儀器產(chǎn)品的陸續(xù)飛速增加。1.2.2虛擬儀器的工作原理虛擬儀器以透明的方式把計算

14、與傳統(tǒng)儀器一樣。虛擬儀器同樣劃分為數(shù)據(jù)采集與控制、數(shù)據(jù)分析與處理、結果表達三大功機資源和儀器硬件的測試能力結合起來，實現(xiàn)了儀器功能的運作。虛擬儀器的功能模塊如圖所示。虛擬儀器用各種圖標或控件來虛擬傳統(tǒng)儀器面板上的各種器件。由各種開關圖標實現(xiàn)儀器電源的通斷；由各種按鈕圖標來設置被測信號的放大倍數(shù)“、通道”等參數(shù)；由各種顯示控件以數(shù)值或波形的方式顯示測量或分析結果；由計算機的鼠標和鍵盤操作來模擬傳統(tǒng)儀器面板上的實際操作；以對圖形化軟件流程圖的編程來實現(xiàn)各種信號測量和數(shù)據(jù)分析功能。圖1.1虛擬儀器的功能模塊1.2.3虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較傳統(tǒng)儀器和虛擬儀器的比較傳統(tǒng)儀器虛擬儀器儀器廠商定義用戶自己

15、定義硬件是關鍵軟件是關鍵儀器的功能、規(guī)模均已固定系統(tǒng)功能和規(guī)?？谕ㄟ^軟件修改和增減封閉的系統(tǒng)，與其它設備連接受限制基于計算機的開放系統(tǒng)，可方便地向外設、網(wǎng)絡及其它相應設備連接價格昂貴價格低，可重復利用技術更新慢技術更新快開發(fā)和維護費用高軟件結構可大大節(jié)省開發(fā)和維護費用多為實驗室擁啟個人可擁后,個實驗室1.3 圖形化編程語言LabVIEW的簡介LabVIEW(laboratoryvirtualinstrumentengineeringworkbench)是種圖形化的編程語言和開發(fā)環(huán)境，它廣泛地被工業(yè)界、學術界和研究實驗室所接收，被公認為是標準的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。LabVIEW不僅提供了與遵

16、從GPIB,VXI,RS-232和RS-485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通信的全部功能，還布置了支持TCP/IP,ActiveX等軟件標準的庫函數(shù)，而且圖形化的編程界面使編程過程變得生動有趣。LabVIEW是一個功能強大且靈活的軟件，利用他可以方便的建立自己的虛擬儀器。以LabVIEW為代表的圖形化編程語言，又稱為“G語言。使用這種語編程時，基本上不需要編寫程序代碼，而是繪制”程序流程圖。LabVIEW盡可能利用工程技術人員所熟悉的術語、圖標和概念，因而它是一種面向最終用戶的開發(fā)工具，可以增強工程人員構建自己的科學和工程系統(tǒng)的能力，提供了實現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。使用它進行原理研究、設

17、計、測試并實現(xiàn)儀器系統(tǒng)時，可以大大提高工作效率。利用LabVIEW,可產(chǎn)生獨立運行的可執(zhí)行文件。LabVIEW是真正的32位編譯器。像其他軟件一樣，LabVIEW提供了Windows,UNIX,Linux和Macintosh等多種版本。1.4 論文各章節(jié)的安排在本論文中，作者將先在第二章中介紹一下本設計中所使用的一些基本原理和器件的一些知識，然后提出自己的軟硬件設計方案的思路。然后在第三章介紹LabVIEW的一些編程的基本知識。在第四章中，將討論LabVIEW的儀器控制和驅(qū)動。在第五章和第六章中，將分別就自己的硬軟件設計方案提出論述。最后將談一下自己的系統(tǒng)制作和調(diào)試過程中的一些問題和解決方法。

18、1.5 本論文任務(1)設計一個由微控制器控制的溫度采集裝置，使其能夠準確地采集環(huán)境溫度。(2)通過某種通信協(xié)議，將采集到的溫度送往上位機進行顯示和處理。(3)用LabVIEW編寫上位機的程序，使其能夠接受下位機發(fā)送來的溫度信息數(shù)據(jù)，并作出處理想，同時顯示在PC屏幕上。(4)使用LabVIEW編寫PID控制程序，能實現(xiàn)對溫度的比較準確的控制。(5)使用LabVIEW編寫模糊控制程序，能實現(xiàn)對溫度的控制。清選擇事口號猥珞國表曲線。踮時間設定溫度如PWfains布*proportionalgain(Kc)5spoGintegraltint(Tijitin),：,：darivativetiw(Td.

19、uirJJ(3?oF根獸圖1.2上位機界面圖1.2硬件實物圖2溫度控制設計方案本設計采用LabVIEW和AVR單片機組成系統(tǒng)的主要模塊。由下位機把單線式溫度傳感器DS18B20測量到的溫度，通過用口發(fā)送到的由LabVIEW構建的上位機去。然后在上位機中進行處理和顯示，通過PID或者模糊算法，計算出要輸出的控制量，再由申口將數(shù)據(jù)發(fā)送到下位機，交由下位機處理。下位機根據(jù)一定的關系，輸出一定的信號來控制固態(tài)繼電器的通斷。固態(tài)繼電器的交流端就會因為通斷而控制水泥電阻工作與否，以此達到控制溫度的目的。1.1.5 硬件及軟件的選擇1 硬件的選擇系統(tǒng)的硬件設計主要分為四個部分：主控部分、DS18B20測溫部

20、分、通信部分、程序下載部分。在下位機控制器上，由于需要采用PWM技術對加熱裝置進行控制，而傳統(tǒng)的51系列單片由于其內(nèi)部并不具有專門的PWM模塊，當從上位機發(fā)送控制數(shù)據(jù)時，就必須采取中斷才能執(zhí)行這個過程。由于AVR系列單片機內(nèi)部均有現(xiàn)成的PWM模塊，可以在進行采集溫度的同時，進行PWM控制。所以，本設計選擇Atmel公司生產(chǎn)的ATMega16八位高性能微處理器。AVR單片機是1997年由ATMEL公司研發(fā)出的增強型內(nèi)置Flash的RISC(ReducedInstructionSetCPU)精簡指令集高速8位單片機。AVR的單片機可以廣泛應用于計算機外部設備、工業(yè)實時控制、儀器儀表、通訊設備、家用

21、電器等各個領域，它與51單片機、PIC單片機相比具有一系列的優(yōu)點：(1)在相同的系統(tǒng)時鐘下AVR運行速度最快；(2)芯片內(nèi)部的Flsah、EEPROM、SRAM容量較大；(3)所有型號的Flash、EEPROM都可以反復燒寫、全部支持在線編程燒寫(ISP);(4)多種頻率的內(nèi)部RC振蕩器、上電自動復位、看門狗、啟動延時等功能，零外圍電路也可以工作；(5)每個IO口都可以以推換驅(qū)動的方式輸出高、低電平，驅(qū)動能力強；(6)內(nèi)部資源豐富，一般都集成AD、DA模數(shù)器、PWM、SPI、USART、TWI、I2C通信口、豐富的中斷源等。目前支持AVR單片機編譯器的語言主要有匯編語言、C語言、BASIC語言

22、等。其中C編譯器主要有CodeVisionAVR、AVRGCC、IAR、ICCAVR等，C語言編譯器由于它具有功能強大、運用靈活、代碼小、運行速度快等先天性的優(yōu)點，使得它在專業(yè)程序設計上具有不可代替的地位。測溫部分，本設計采用美國DALLAS公司生產(chǎn)的一線式溫度傳感器DS18B20O數(shù)字式溫度傳感器DS18B20是美國DALLAS公司推出的一種可組網(wǎng)數(shù)字式溫度傳感器，采用1-wire總線接口，測溫范圍為-55C+125C,精度可達0.0675c,最大轉換時間為200ms。DS18B20能夠直接讀取被測物體的溫度值，體積小，電壓適用范圍寬（3V5V）,用戶還可以通過編程實現(xiàn)9-12位的溫度讀數(shù)，

23、即具有可調(diào)的溫度分辨率。DS18B20與單片機的接口簡單，只需將信號線與單片機的一位雙向端口相連即可。系統(tǒng)中DS18B20采用外接電源方式，VDD端用3V5.5V電源供電。由于其測溫分辨率較高（12位），因此對時序及電特性參數(shù)要求較高，必須嚴格按照時序要求操作。其數(shù)據(jù)的讀寫是由主機讀寫特定時間片來完成的，包括初始化、讀時間片和寫時間片。DALLASiBOTTOM'TEgTO田二(DSISB20)圖2.1DS18B20DS18B20的主要特征：全數(shù)字溫度轉換及輸出。先進的單總線數(shù)據(jù)通信。最高12位分辨率，精度可達土0.5攝氏度。12位分辨率時的最大工作周期為750毫秒?？蛇x擇寄生工作方式

24、。檢測溫度范圍為七5°C+125°C（-67°F+257°F）內(nèi)置EEPROM,限溫報警功能。DS18B20弓|腳功能：GND電壓地DQ單數(shù)據(jù)總線VDD電源電壓功率控制部分，本設計采用無錫天豪公司生產(chǎn)的GTJ24-2A固態(tài)繼電器。GTJ24-2A系列產(chǎn)品用于可編程序控制，各種自動化控制裝置及計算機輸出控制接口等；用于各種需雙路控制的場合。其電氣參數(shù)為：輸入控制電壓3-14VDC（自動限流），關斷電壓1.2VDC,開啟電流5mA,控制電流25mA,工作電壓24-240VAC。該固態(tài)繼電器為過零型繼電器，在電流過零時導通，過零時關斷。相對于隨機型的固態(tài)繼電器

25、，使用過零型的固態(tài)繼電器可以使本設計比較方便地控制固態(tài)繼電器中雙向晶閘管的導通周期數(shù)，從而控制加熱元件的工作時間。通信部分，由于溫度變化并不是一個很快的過程，所以并不需要很高的數(shù)據(jù)采集和發(fā)送速度。而且，計算機的各種通信方式中，尤以用口通信方式最為簡單，因此本設計采用傳統(tǒng)的RS-232串口通信。由于單片機的工作電平TTL電平，它要與計算機上的用口進行通信，就必須轉換成相應的計算機用口電平，也就是RS-232電平。在本設計中采用美國MAXIM公司生產(chǎn)的MAX232進行電平轉換。2.1.2軟件的選擇軟件選擇包括下位機程序的編譯軟件和上位機的編程軟件。下位機的編譯軟件，通常有ICCAVR、WinAVR

26、（也就是通常所說的GCC）、IARAVR、CodeVisionAVR、ATmanAVR,在這里使用ICCAVR和AVRStudio的組合。這是因為市面上（大陸）的教科書使用ICCAVR作為例程的較多，集成代碼生成向?qū)?，雖然它的各方面性能均不是特別突出，但使用較為方便；而AVRStudio集軟硬件仿真、調(diào)試、下載編程于一體，有效彌補了ICCAVR仿真能力的不足，同時還可以有效地對程序進行調(diào)試。上位機方面，本設計采用目前NI最新的LabVIEW8.6進行編程。結合上NI為工業(yè)控制而開發(fā)的PID和模糊邏輯控制包，可以輕松地實現(xiàn)PID或模糊控制。2.2硬件及軟件設計方案2.2.1硬件設計方案下圖給出系

27、統(tǒng)硬件組成框圖，由計算機、單片機、測溫電路及溫度控制電路組成。該系統(tǒng)集計算機、強大的圖形化編程軟件和模塊化硬件于一體，建立靈活且以計算機為基礎的測量及控制方案，構建出滿足需要的系統(tǒng)。利用傳感器獲取溫度信號，再由單片機組成的小系統(tǒng)對溫度信號進行采集、處理和轉換，然后通過RS-232用口將數(shù)據(jù)送給計算機.并通過計算機運行的LabVIEW程序來分析處理輸入數(shù)據(jù).最終由計算機顯示結果。同時，通過計算機用口采樣輸入信號，利用LabVIEW中的PID控制算法，求出系統(tǒng)輸出信號的大小，再由申口將輸出信號傳輸至外部溫度控制電路，以實現(xiàn)溫度控制。圖2.2系統(tǒng)組成框圖2.2.2軟件設計方案(1)PID控制在自動控

28、制中，一個系統(tǒng)的運行要求能夠滿足給定的性能指標，具有抗干擾能力和穩(wěn)定性。對于被控制的對象，其本身的物理結構和工作過程是一定的，在給定信號作用時，對象的輸出并不一定能滿足系統(tǒng)的性能要求，所以需要加入一個控制器?？刂破髋c被控對象以閉環(huán)的形式構成系統(tǒng)，以幫助整個系統(tǒng)的輸出滿足給定的性能指標，而控制器運用的控制規(guī)律多種多樣。PID(ProportionalIntegralDerivative比例微分積分)控制是控制工程中技術成熟，應用廣泛的一種控制策略，它經(jīng)過長期工程實踐，已形成了一套完整的控制方法和典型的結構。PID控制器結構簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便。當被控對象的結構和參數(shù)不能完全被掌握，

29、或得不到精確的數(shù)學模型時，控制理論的其它技術難以采用，系統(tǒng)控制器的結構和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調(diào)試來確定，這時應用PID控制技術最為方便。因此當不能完全了解一個系統(tǒng)和被控對象，或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，就是PID的用武之地。圖2.3PID控制系統(tǒng)PID顧名思義，就是根據(jù)系統(tǒng)誤差利用比例，微分，積分計算出控制量進行控制。比例，積分，微分這三個環(huán)節(jié)又相互獨立，有各自不同的作用，在現(xiàn)場也可以根據(jù)實際情況來選擇使用。P控制(比例控制)如果控制器的輸出僅僅與誤差成正比關系，即u(t)=Kpe(t)便構成了一個比例控制器，可見比例控制器實際上是一個增益可調(diào)的放大器。比例控制器通過改變比例放

30、大系數(shù)Kp調(diào)節(jié)輸出，對誤差的反應很快，但是其輸出與期望值之間總是存在一個穩(wěn)態(tài)誤差，必須使用手動復位來消除，在實際運用中很不方便。提高Kp值可以增加系統(tǒng)的開環(huán)增益，使穩(wěn)態(tài)誤差減小，還能夠增加系統(tǒng)的快速性；但容易使系統(tǒng)的穩(wěn)定程度變差，振蕩變多。而當Kp值小時，又會使系統(tǒng)動作變得緩慢，所以校正系統(tǒng)很少單獨使用P控制I控制(積分控制)由于P控制存在穩(wěn)態(tài)誤差需要手動復位，人們發(fā)現(xiàn)可以通過引入一個積分項來消除1t穩(wěn)態(tài)誤差。積分控制器的輸出與誤差信號的積分成正比，即f0s(t)d(t),所以PI/、Ti0控制器的輸出有：u(t)=Kp|8(t)+工f8(t)d(t)tITi0J=Kp；(t)祟0；(t)dt

31、=Kp；(t)Ki0；(t)dt積分項對誤差進行積分，隨著時間的增加積分項增大，只要誤差還存在，就會不斷輸出。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小，直到等于零，以達到消除穩(wěn)態(tài)誤差的目的。因此，pi控制器,可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。但是對時間的積分必將影響系統(tǒng)的快速動態(tài)性能，對于一些系統(tǒng)會出現(xiàn)超調(diào)過大的現(xiàn)象，嚴重的甚至引起系統(tǒng)崩潰。D控制(微分控制)積分控制的動態(tài)性能不好，而微分項恰好可以彌補這點。微分控制器的輸出和誤差信號的微分成正比，即，所以PD控制器的輸出有：u二Kp6Td>=KpeKpTdj(t)d=Kp乂t)Kd乂t

32、)dt微分作用反映的是誤差信號的變化率，所以對系統(tǒng)控制具有預見性，能預見誤差的變化趨勢，因此能產(chǎn)生超前的控制作用。甚至在誤差形成之前，可能已被微分調(diào)節(jié)作用消除。所以如果微分時間選擇合適，可以減少超調(diào)和系統(tǒng)調(diào)節(jié)時間，使系統(tǒng)的動態(tài)性能大大提高。微分控制在實際運用中經(jīng)常用來抵消積分控制產(chǎn)生的不穩(wěn)定趨勢，但因其反應的是誤差的變化率，所以僅對動態(tài)過程作用，通常不單獨使用。而且微分控制對噪聲干擾有放大作用，過強地調(diào)節(jié)微分項對系統(tǒng)抗干擾能力不利。PID控制PID控制即比例控制、積分控制、微分控制的組合，綜合了3種控制器的優(yōu)點。實際運用中，有時也不需要用到全部的三個部分，只有比例控制單元是必不可少的。對于PI

33、D控制器,輸出為：咐二Kp收TU；出Td(t)=Kp；.KPTitd0；(t)dtKpTd-；(t)=Kps(t)+Ki(名(t)dt+Kdd名(t)以得到合適的PID不僅應用在和計算機PID控制實際就是根據(jù)經(jīng)驗，對Kp,Ti,Td這3個參數(shù)進行整定，輸出值對系統(tǒng)進行控制。具體如何整定，根據(jù)不同的現(xiàn)場有所不同。目前廣泛，發(fā)展也很快，已研究出很多對這3個參數(shù)進行自整定的智能控制器這樣的數(shù)字控制器結合后，還出現(xiàn)了數(shù)字PID的設計方法，不過具體原理還是遵循于傳統(tǒng)。(2)模糊控制模糊控制是以模糊集合論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎的一種計算機數(shù)字控制。通常是一類缺乏精確數(shù)學模型的被控過程，采用模糊

34、集合的理論，總結人們對系統(tǒng)的操作和控制經(jīng)驗。用模糊條件語句寫出控制規(guī)律，再用算法語言來編寫程序，按此程序?qū)ιa(chǎn)過程進行自動控制。模糊控制同常規(guī)的控制方案相比，主要特點有：模糊控制只要求掌握現(xiàn)場操作人員或有關專家的經(jīng)驗、知識或操作數(shù)據(jù)，不需要建立過程的數(shù)學模型，所以適用于不易獲得精確數(shù)學模型的被控過程，或其結構參數(shù)不很清楚等場合。模糊控制是一種語言變量控制器，其控制規(guī)律只用語言變量的形式定性地表達，不用傳遞函數(shù)與狀態(tài)方程，只要對人們的控制經(jīng)驗加以總結，進而從中提煉出規(guī)則，直接給出語言變量，再應用推理方程進行觀察與控制。系統(tǒng)的魯棒性強，尤其適用于時變、非線性、時延系統(tǒng)的控制。從不同的觀點出發(fā)，可以

35、設計不同的目標函數(shù)，其語言控制規(guī)則分別是獨立的，但是整個系統(tǒng)的設計可得到總體的協(xié)調(diào)控制。模糊控制的理論基礎是模糊集合理論，模糊集合是一種介于嚴格變量與定性間的數(shù)學表達形式，例如變量的數(shù)值分為正大（PL）、正中（PM）、正?。≒S）、零（O）、負?。∟S）、負中（NM）、負大（NB）等。其中P=Posive,B=Big,M=Medium,S=Small,O=Zero,N=Negative。模糊集合理論的核心是對復雜的系統(tǒng)或過程建立一種語言分析的數(shù)學模式，提供一個嚴格的數(shù)學框架，使日常生活中的自然語言能直接轉化為計算機所能接受的算法語言。模糊集合理論的一個基本概念是函數(shù)或稱隸屬度。它表示某一個元素

36、Ui與模糊子集A的關系（即隸屬度），并用Ha或r（5）表示。所有隸屬度均滿足下列要求，即1hA0<JA（Ui）<1kA（ui）=1，表示ui隸屬于A；）=0,則表示Ui不屬于A。模糊子集可表示成A二一一十Hl-二'-（uiU）uUiu2umyui其中的U為論域（指被考慮過程的所有元素的全體）。式中的“+”號表示列舉，并不是加號；作用每項中的分式也不表示相除，分母表示元素名稱，分子表示該元素的隸屬度。模糊子集A不僅可用隸屬度"AeJ來描述，也可用模糊向量（即隸屬度向量）來表示，即"a=，a，%,1'“下圖為模糊控制系統(tǒng)原理框圖。'"

37、;'圖2.5模糊控制系統(tǒng)LabVIEW集成開發(fā)環(huán)境使用LabVIEW開發(fā)平臺編制的程序稱為虛擬儀器程序，簡稱為VI。設計程序主要是在以下兩個窗口中進行的：前面板設計窗口(FrontPanel):它是與用戶直接接觸的圖形用戶界面，即VI的虛擬儀器面板。后面板編輯窗口(BlockDiagram)：它是用戶為完成特定功能而編寫的程序，即VI的圖形化源代碼。LabVIEW前臺顯示面板程序前面板是圖形用戶界面，這一界面上有用戶輸入控制和輸出顯示兩類對象，用于模擬真實儀表的前面板?？刂坪惋@示是用各種各樣的圖標形式出現(xiàn)在前面板，具體表現(xiàn)為旋鈕、開關、圖形、圖標以及其他的控制(Control)和顯示(

38、Indicator)對象等，這使得用戶界面更加直觀易懂。LabVIEW后臺控制面板后面板即是程序編輯窗口。流程圖提供VI的圖形化源程序，可以理解為傳統(tǒng)程序的源代碼。在流程圖中隊VI進行編程，以實現(xiàn)程序的輸入和輸出功能流程圖由端口、節(jié)點、圖框和連線構成。LabVIEW有三類端口：前面板對象端口、全局變量與局部變量端口和常量端口。對象端口被用來與程序前面板上的控制件或顯示件傳遞數(shù)據(jù)；常量端口只能在程序中作為數(shù)據(jù)流起點；全局變量和局部變量端口是LabVIEW用力啊傳遞數(shù)據(jù)的工具。節(jié)點類似于文本語言的函數(shù)或子程序，LabVIEW有兩種節(jié)點類型：功能函數(shù)節(jié)點或子VI節(jié)點，二者的區(qū)別在于功能函數(shù)節(jié)點是La

39、bVIEW本身提供給用戶使用的，不可以對它進行修改；子VI則是用戶可以進入并根據(jù)實際需要對其加以修改。圖框被用來實現(xiàn)結構化控制命令，例如循環(huán)控制、順序控制以及條件分支等；此外還有MATLAB腳本、HiQ腳本以及調(diào)用C語言編程的CIN節(jié)點等。連線用于代表程序執(zhí)行過程中的數(shù)據(jù)流，它類似于文本程序的變量，數(shù)據(jù)是單向流動的。這些都是編程必須有的東西。LabVIEW程序執(zhí)行流程宏觀上講，LabVIEW的運行機制已經(jīng)不是傳統(tǒng)上的馮諾依曼式計算機體系結構的執(zhí)行方式了。傳統(tǒng)計算機語言(如C語言)中的順序執(zhí)行結構在LabVIEW中被并行機制所代替。而且，對于那些數(shù)學和邏輯運算過程較復雜的程序，用花可以選擇使用V

40、C或者Matlab等開發(fā)工具將數(shù)學分析和處理過程編寫為專用的動態(tài)鏈接庫，LabVIEW提供了專門的接口函數(shù)可以調(diào)用之。這樣，可以結合圖形語言和文本語言各自優(yōu)點，更為靈活、局效、易用。LabVIEW中的儀器控制和驅(qū)動虛擬儀器是儀器的未來，但在工作臺上還有很多非虛擬儀器，毫無疑問需要用LabVIEW控制他們。對儀器的驅(qū)動是虛擬儀器實現(xiàn)對真實物理信號采集的基礎，當儀器驅(qū)動后，才能由軟件進行數(shù)據(jù)的分析處理進而實現(xiàn)某種測溫功能，并求取測量結果。并且，有時使用外部儀器也是可以的。儀器驅(qū)動的概念儀器驅(qū)動也稱為儀器驅(qū)動器模式完成對某一特定儀器控制與通信的軟件程序集，也可以認為是儀器的軟件描述，它是應用程序?qū)崿F(xiàn)

41、儀器控制的橋梁。每個儀器模塊都有自己的儀器驅(qū)動器，廠商將儀器驅(qū)動以源代碼提供給用戶。由于虛擬儀器需要提供模擬實際儀器操作面板的虛擬面板，因此虛擬儀器驅(qū)動器不僅是實施儀器控制的程控代碼，還是儀器程控代碼、高級軟件編程與先進人機交互三者相結合的產(chǎn)物，是一個包含實際儀器使用和操作信息的軟件模塊。上層是一系列按工程分組的主/副軟面板，軟面板又由一些按鍵、旋鈕、表頭等控件組合而成，每個控件對應不同的功能，及其程控代碼相異。底層部分則基于一組I/O函數(shù)和測試接口，實時模式下，測試人員對軟面板上控件的操作將直接反映到真實儀器上。和用戶直接打交道的部分是操作接口，及虛擬軟面板和面板上的控件。應用軟件建立在儀器

42、驅(qū)動程序之上，直接面對操作用戶，通過提供友好直觀的測控操作界面、豐富的數(shù)據(jù)分析和處理功能，來完成自動測試任務。儀器驅(qū)動程序模塊負責處理與某一專門設備通信和控制的具體過程，通過封裝復雜的儀器編程細節(jié)，為用戶使用儀器提供簡單的函數(shù)接口，用戶不必對各種儀器硬件有專門的了解，就可以通過儀器驅(qū)動程序來使用這些儀器硬件。一般由儀器廠商以動態(tài)鏈接庫的形式提供給用戶。當需要更換新的儀器硬件時，只需要更新相應的驅(qū)動程序，并保證它對上層的接口保持不變，新的硬件就能在原系統(tǒng)中正常運行。常用的儀器通信方式GPIB：通用接口總線(GeneralPurposeInterfaceBus)。有時候成為HP-IB(Hewlet

43、t-PackardInterfaceBus)和IEEE488.2總線(InstituteofElectronicEngineerstandard488.2,它幾乎是任何儀器與計算機通信的世界標準。IVI:可交換虛擬儀器(InterchangeableVirtualInstrument)。可以與許多不同的儀器協(xié)調(diào)工作的儀器驅(qū)動程序(用來控制外部儀器的軟件)標準。LXI:LAN在儀器領域的擴展(LANeXtensionforInstrumentation)0LXI協(xié)會給予工業(yè)標準以太網(wǎng)技術，為小型和中型系統(tǒng)提供模塊化、靈活性和性能的儀器平臺建議標準。RS-232：232號推薦標準(Recommen

44、dedStandard#232)。美國儀器協(xié)會為串行通信提出的建議標準?？梢耘c術語“串行通信”互換使用，盡管串行通信一般指的是一次傳輸一位。也許還會看到其他一些標準如RS-485、RS-422和RS-432。SCPI:可編程儀器標準命令(StandardCommandsforProgrammableInstrumentationSCPI協(xié)會的一個建議標準，該標準使用簡單、直觀的ASCII命令為儀器通信制定了結構和語法。USB:通用串行總線(UniversalSerialBus),大多數(shù)PC與外部設備互聯(lián)的標準總線。VISA:虛擬儀器標準體系結構(VirtualInstrumentStandar

45、dArchitecture,NI公司研發(fā)的一種驅(qū)動軟件體系結構。其目的是盡量統(tǒng)一一起軟件標準，不論儀器使用GPIB、PXI、VXI,還是串行接口(RS-232/422/485)。LabVIEW支持的GPIB、VXI、標準串口I/O儀器的驅(qū)動通常LabVIEW有兩張安裝光盤，其中一張就是設備驅(qū)動盤，它包含了一個儀器驅(qū)動庫，該庫為NI生產(chǎn)的各種程控儀器(GPIB儀器、VXI儀器和串行儀器等)提供儀器驅(qū)動程序，例如HP34401A數(shù)字萬用表的儀器驅(qū)動程序。儀器驅(qū)動程序在功能模塊InstrumentI/O-InstrumentDrivers子模板中。對于非NI公司生產(chǎn)的上述I/O接口儀器設備，可用In

46、strumentI/O子模板上提供的VISA圖標來進行驅(qū)動。利用這些儀器驅(qū)動器，用戶可以很容易地控制各種儀器，并將主要精力放在儀器功能的實現(xiàn)上，而不必關心具體的編程細節(jié)，這一點是LabVIEW強大功能的體現(xiàn)。VISA簡介VISA是NI公司發(fā)布的為統(tǒng)一軟件標準的驅(qū)動軟件體系結構。它是與驅(qū)動軟件通信的LabVIEW儀器驅(qū)動VI中的底層函數(shù)。VISA本身不提供儀器編程功能。VISA是一個調(diào)用低層驅(qū)動程序的高層API。VISA能夠控制VXI、GPIB、用口或者基于計算機的儀器，并能根據(jù)所用儀器的類型來調(diào)用合適的驅(qū)動程序。下表給出了本系統(tǒng)用到的幾個通信模塊的基本屬性的描述。VI名稱VI功能VISACon

47、figureSerialPort初始化VISAresourcename指定的串口通訊參數(shù)VISAWrite將輸出緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)發(fā)送到VISAresourcename指定的串口VISARead將VISAresourcename指定的串口接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)讀取指定字節(jié)數(shù)的數(shù)據(jù)到計算機內(nèi)存中VISASerialBreak向VISAresourcename指te的串口發(fā)個暫停彳言號VISABytesatSerialPort查詢VISAresourcename指定的串口接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)VISAClose結束與VISAresourcename指定的串口資源之間的會話VISASetI/OBuffer

48、Size設置VISAresourcename指定的串口的輸入輸出緩沖區(qū)大小VISAFlushI/OBuffer清空VISAresourcename指定的串口的輸入輸出緩沖區(qū)本章小結本章先介紹了LabVIEW軟件編程的前后面板、執(zhí)行機理，然后就其與外部儀器通信使用的GPIB、串口、以太網(wǎng)接口硬件方面做了簡單的說明。同時學習了如何使用InstrumentI/OAssistantExpressVI快速與儀器通信，以及如何使用儀器通信函數(shù)的VISA框架。這些都是LabVIEW中與儀器通信需要用到的工具。有了VISA,用戶可以使用LabVIEW與多種連接類型的眾多儀器進行通信，如GPIB、以太網(wǎng)、TCP

49、/IP、用口、USBLabVIEWPID和模糊控制模塊簡介NI公司為工程人員可以方便地進行工業(yè)控制，特地開發(fā)了LabVIEW環(huán)境下的PID控制和模糊控制模塊NILabVIEWPIDandFuzzyLogicToolkit工具包。其中包含各種常用的PID控制模塊和模糊控制模塊。由于其使用極其方便，所以本設計采用你進行PID和模糊控制。PID控制模塊簡介NI提供了在LabVIEW中使用的PID控制工具包，可幫助工程師結合NI數(shù)據(jù)采集設備快速有效地搭建一個數(shù)字PID控制器，精確可靠地完成系統(tǒng)需求。安裝NI光盤TookitSoftware中的LabVIEWPIDControlTookit,即可在Lab

50、VIEW中生成該工具包。安裝完成后打開一個新的VI,右擊程序框圖，在“函數(shù)”面板上選擇“控制設計與仿真”，即可看到PID工具包，該工具包由10個VI組成。圖4.1PID工具包利用PID.vi即可搭建一個簡單的PID控制器，在Igvi的輸入端給入PID的3個參數(shù)值(PIDgains),系統(tǒng)反饋值(processvariable),實際期望值(setpoint)以及微分時間(dt),便能得到需要的輸出值(output)o該vi還能控制輸出值的范圍。輸出值范圍輸出值圖4.2PID的使用范例PIDAdvanced.vi是為專家PID設計的vi,增加了一些局級的功能，如可以設定期望值的范圍(setpoi

51、ntrange,手動控制(manualcontrol),線性化(linearity)等功能。PIDAutotuning.vi是為需要自整定的PID系統(tǒng)設計的，在給出一些基本要求后，具有自整定的功能。實際輸入要使用的控制器題期望值微分時間圖4.3PIDAutotuning.viPIDLead/Lag.vi可以對PID控制器前端由系統(tǒng)反饋來的輸入信號做動態(tài)補償。PIDSetpointProfile.vi可以在期望值間斷性變化時使其變得平滑。PIDControlInputFilter.vi是一個五階的低通濾波器，放在PID控制器的processvariable前端，可以濾去小于采樣率十分之一的輸入值

52、。PIDGainSchedule.vi可以寫入幾組增益參數(shù)，并給出條件，執(zhí)行時當輸入信號達到條件，便使用對應的一組參數(shù)給入到PID控制器的PIDGains上。PIDOutputLimiter.vi對PID控制器輸出信號的變化速率進行控制，以保證外部接受控制信號部件的安全。PIDEGUto%.vi和PID%toEGU.vi負責對實際數(shù)值和其在設定工程單元范圍內(nèi)占的百分比進行轉換咎時段上的期望值FIDSetpointFrviPIDInputPID實際輸入ControlFilter.vi輸出值FID.viFIDCutputRwt*Limiter,viFIDGainSchedult.入1m應D輸為對F

53、I益在值時的噌輸出速率微分時間AnalogDBLIChanISaimp圖4.4構建PID控制系統(tǒng)模糊控制模塊簡介安裝NI光盤TookitSoftware中的LabVIEWPIDControlTookit,即可在LabVIEW中生成該工具包。安裝完成后打開一個新的VI,右擊程序框圖，在FunctionsPalette上選擇ControlDesign&Simulation,即可看到FuzzyLogic工具包,該工具包由3個VI組成（圖3）。安裝工具包后，可以使用LabVIEW創(chuàng)建.fc格式的文件。.fc文件是NI自定義的一種文件格式，用于仿真模糊控制器推理機中的知識庫。圖4.5FuzzyL

54、ogic工具包創(chuàng)建一個.fc文件步驟如下：打開一個新的VI,在任務欄依次點擊ToolsControlDesignandSimulationFuzzyLogicControllerDesign，接著在彈出的FuzzyLogicControllerDesign對話框的狀態(tài)欄上點擊FileNew,即打開了一個新的.fc文件。圖4.6FuzzyLogicControllerDesign接著彈出一個FuzzySetEdgiM話框，這是仿真模糊推理器中的數(shù)據(jù)庫。工程師可根據(jù)專家經(jīng)驗繪制出輸入和輸出量的隸屬函數(shù)圖，繪制完成后點擊Quit;接著彈出RulebaseEditor對話框（圖6）,這是仿真模糊推理器

55、的規(guī)則庫。工程師根據(jù)實際情況將制定好的規(guī)則寫入，完成后點擊Quit;最后點擊FileSave,給出保存位置和文件名,一個.fc文件就創(chuàng)建完成了。圖4.7FuzzySetEditorfc文件使用工具包FuzzyLogic中的LoadFuzzyController.vi加載，iVI加載后將數(shù)據(jù)傳送到FuzzyController.vi中。FuzzyController.vi接收輸入信號（最多可接受4維輸入），根據(jù).fc文件進行模糊推理，并計算出合適的輸出信號值（圖7）o工具包中的另一個VI是TestFuzzyController.vi,它可以通過手動輸入算出輸出響應值，已到達調(diào)試.fc文件中規(guī)則和

56、隸屬度函數(shù)的目的。5下位機的設計下位機設計方案下位機上，本設計采用Atmega16控制DS18B20采集溫度，并將采集到的溫度通過串口發(fā)送到上位機，以便處理。在上位機發(fā)回控制信息后，單片機將收到的信息按照一定的規(guī)則處理后，將其送入功率控制設備。此功率設備為過零型固態(tài)繼電器，在電流過零處導通或關斷，易于實現(xiàn)PWM的控制。下位機的硬件設計硬件部分分為四個部分：主控部分、DS18B20測溫部分、通信部分、程序下載部分主控部分由于需要進行串口通信，所以單片機的晶體振蕩器我們選擇用的比較多的7.3728MHz的外部晶振。U1PB5Ttb-PB7一EgT武C而於XTALIRxDTjlDPWM00000000000000001234S67S9O12345678911111111112403936幻究梵2433323130292827262524232221必TMEGJU5圖5.1主控部分DS18B20測溫部分本來在DS18B20的數(shù)據(jù)腳上應該接一個4.7K的上拉電阻，可是由于Atmega16中的數(shù)據(jù)腳上已經(jīng)有了內(nèi)部的上拉電阻，我們就不需要在外部再加。這樣不僅降低了成本，最大程度利用了Atmega16的強大功能，而且降低了電路的復雜性，使布線更加方便。J2圖5.2測溫部分5.2.3通信部分C5-f-L0iiF50VC6-1DUT50VC4ji4B135雨JP25.2.4程序