轨道交通课程设计最终版

轨道交通课程设计题目：遥测信号远程采集模拟（labview温度采集）学生姓名：xxx xxx xxx学号：xxxxxxx xxxxxxx xxxxxxx专业：xxxxxxx班级：xxxxxx指导教师：xxx2014年12月18日一、设计任务和要求：本系统主要功能是检测温度的变化，并将温度数据传到上位机里显示和保存。

具体要求是采用单片机采集温度数据并通过串口或其他方式输送给上位机，上位机实现简单信号采集界面，通过曲线图和表格显示温度变化，具有可调高低温报警，保存温度数据为EXCEL 文件，可调温度数据越死区的功能。

要求：（温度监控每30s 测量一次数据，传输阀值设置为2°）根据I/O 接口硬件设备的不同, 本文采用的是基于串口通信系统, 它以串行总线设备与计算机为仪器硬件平台组成系统,实现远程监控 其结构图如图1所示。

二、总体设计方案该设计选择N I 公司的LabVIEW2014 完成、软件编写。

LabVIEW2014 是一套专为数据采集与仪器控制、数据分析和数据表达而设计的图形化编程软件，将其与一般的数据采集以及仪器设备加以组合，就可以设计出结果。

计算机温度检测仪总体上说是一个智能化的信号采集处理系统，在其结构上主要由完成计算机内部温度信号采集、放大和预处理的前端硬件电路部分和完成数据采集。

2、1 硬件设计该设计是以计算机和单片机数据采集系统为核心，单片机数据采集系统主要完成对温度信号进行数据采集，计算机主要完成温度信号的分析、显示和控制等功能。

设计中采用Intel 公司的AT89C51 单片机完成数据采集。

2、2温度检测ds1802系统中DS18B20采用外接电源方式，VDD端用3V～5．5V电源供电。

由于其测温分辨率较高(12位)，因此对时序及电特性参数要求较高，必须严格按照时序要求操作。

其数据的读写是由主机读写特定时间片来完成的，包括初始化、读时间片和写时间片。

DS18B20的主要特征：全数字温度转换及输出。

先进的单总线数据通信。

最高12位分辨率，精度可达土0.5摄氏度。

12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒。

可选择寄生工作方式。

检测温度范围为–55°C ~+125°C内置EEPROM，限温报警功能。

温度显示与保存电脑里的上位机接收从COM口传来的数据，经过处理后在波形图及字符串显示控件上显示出来，与此同时在表格中每隔三秒（可调）显示当前的时间和温度，并在EXCEL文件中记录时间和相应的温度。

主控部分：如图所示三温度监测软件设计Labview2014 作为开发工具。

现以仿真数据为例来讲述系统软件对温度的监测、报警及显示功能。

利用labview2014编程使温度可以在华氏和摄氏之间随时进行切换，同时对温度实时监测。

控件改变其值，为了防止程序陷入死循环每次采集之间的时间间其中温度上下限报警设置如图所示。

传输阀值2如图其中课程设计labview总图为At89C51程序：#include<reg51.h>#include"temp.h"void Display(int);void UsartConfiguration();void main(){SCON=0X50; //设置为工作方式1TMOD=0X20; //设置计数器工作方式2PCON=0X80; //波特率加倍TH1=0XF3; //计数器初始值设置，注意波特率是4800的TL1=0XF3;TR1=1; //打开计数器while(1){Display(Ds18b20ReadTemp());}}void Display(int temp) //lcd显示{unsigned char datas[] = {0, 0, 0, 0, 0}; //定义数组float tp;if(temp< 0) //当温度值为负数{SBUF='-'; //将接收到的数据放入到发送寄存器while(!TI); //等待发送数据完成TI=0; //清除发送完成标志位//因为读取的温度是实际温度的补码，所以减1，再取反求出原码temp=temp-1;temp=~temp;tp=temp;temp=tp*0.0625*100+0.5;//留两个小数点就*100，+0.5是四舍五入，因为C语言浮点数转换为整型的时候把小数点//后面的数自动去掉，不管是否大于0.5，而+0.5之后大于0.5的就是进1了，小于0.5的就//算由?.5，还是在小数点后面。

}else{SBUF='+';//将接收到的数据放入到发送寄存器while(!TI); //等待发送数据完成TI=0; //清除发送完成标志位tp=temp;//因为数据处理有小数点所以将温度赋给一个浮点型变量//如果温度是正的那么，那么正数的原码就是补码它本身temp=tp*0.0625*100+0.5;//留两个小数点就*100，+0.5是四舍五入，因为C语言浮点数转换为整型的时候把小数点//后面的数自动去掉，不管是否大于0.5，而+0.5之后大于0.5的就是进1了，小于0.5的就//算加上0.5，还是在小数点后面。

}datas[0] = temp / 10000;datas[1] = temp % 10000 / 1000;datas[2] = temp % 1000 / 100;datas[3] = temp % 100 / 10;datas[4] = temp % 10;SBUF = datas[0]; //将温度百位放入到发送寄存器while (!TI); //等待发送数据完成TI = 0;SBUF = datas[1]; //将温度十位放入到发送寄存器while (!TI); //等待发送数据完成TI = 0;SBUF = datas[2]; //将温度十位放入到发送寄存器while (!TI); //等待发送数据完成TI = 0;SBUF = datas[3]; //将温度小数点后一位放入到发送寄存器while (!TI); //等待发送数据完成TI = 0;SBUF = datas[4]; //将温度小数点后两位放入到发送寄存器while (!TI); //等待发送数据完成TI = 0;}void Delay1ms(uint y){uint x;for( ; y>0; y--){for(x=110; x>0; x--);}}uchar Ds18b20Init(){uchar i;DSPORT = 0; //将总线拉低480us~960usi = 70;while(i--); //延时642usDSPORT = 1; //然后拉高总线，如果DS18B20做出反应会将在15us~60us后总线拉低i = 0;while(DSPORT) //等待DS18B20拉低总线{i++;if(i>5)//等待>5MS{return 0;//初始化失败}Delay1ms(1);}return 1;//初始化成功}void Ds18b20WriteByte(uchar dat){uint i, j;for(j=0; j<8; j++){DSPORT = 0; //每写入一位数据之前先把总线拉低1usi++;DSPORT = dat & 0x01; //然后写入一个数据，从最低位开始i=6;while(i--); //延时68us，持续时间最少60usDSPORT = 1; //然后释放总线，至少1us给总线恢复时间才能接着写入第二个数值dat >>= 1;}}uchar Ds18b20ReadByte(){uchar byte, bi;uint i, j;for(j=8; j>0; j--){DSPORT = 0;//先将总线拉低1usi++;DSPORT = 1;//然后释放总线i++;i++;//延时6us等待数据稳定bi = DSPORT; //读取数据，从最低位开始读取/*将byte左移一位，然后与上右移7位后的bi，注意移动之后移掉那位补0。

*/byte = (byte >> 1) | (bi << 7);i = 4; //读取完之后等待48us再接着读取下一个数while(i--);}return byte;}void Ds18b20ChangTemp(){Ds18b20Init();Delay1ms(1);Ds18b20WriteByte(0xcc); //跳过ROM操作命令Ds18b20WriteByte(0x44); //温度转换命令Delay1ms(100); //等待转换成功，而如果你是一直刷着的话，就不用这个延时了}void Ds18b20ReadTempCom(){Ds18b20Init();Delay1ms(1);Ds18b20WriteByte(0xcc); //跳过ROM操作命令Ds18b20WriteByte(0xbe); //发送读取温度命令}int Ds18b20ReadTemp(){int temp = 0;uchar tmh, tml;Ds18b20ChangTemp(); //先写入转换命令Ds18b20ReadTempCom(); //然后等待转换完后发送读取温度命令tml = Ds18b20ReadByte(); //读取温度值共16位，先读低字节tmh = Ds18b20ReadByte(); //再读高字节temp = tmh;temp <<= 8;temp |= tml;return temp;}3.1温度显示前面板设计如图所示3.2运行程序该系统在实时测温的同时还不停的监测并记录物体出现过的最高温度和最低温度，这样可以更好的检测物体的状态，按照以上程序连接和设置好个参数，单机运行，开始采集，然后单机前面板暂停按钮。

该系统的用户界面如下图：为了更加清晰的了解数据的流向，以及传输的过程。

然后单击高亮运行，后面板如下图所示：四、心得体会回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固……通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。