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1、实验三、温度计设计与数码管显示一、实验目的：1、掌握温度测量的硬件设计方法。2、掌握运用 LabVIEW 软件设计温度计的编程方法。3、掌握温度值在数码管上实时显示的 LabVIEW 编程方法。二、实验设备实验主机箱、数码管显示模块、下位机模块、温度测量模块（温度传感器(PT100)已装在模块上）三、实验原理：1、硬件描述1.1 温度计设计硬件电阻式温度检测器是一种物质材料做成的电阻，它会随温度的上升而改变电阻值，如果它随温度的上升而电阻值也跟着上升就称为正电阻系数，如果它随温度的上升而电阻值反而下降就成为负温度系数。PT100 温度传感器是一种以铂金（Pt）作成的电阻式温度检测器，属于正电阻
2、系数，其电阻和温度变化关系式为： 其中)1(0TR=0.00392， =100 （在 的电阻值） ，T 为摄氏温度，因此铂金做成的R0Co0电阻式温度检测器又称为 PT100.本实验中温度计的测温电路采用典型的铂电阻电桥电路，后级采用差分放大电路。1.2 数码管显示硬件本实验“数码显示模块”的显示电路由 6 个共阴极 LED 数码管和 6 个串/并移位寄存器芯片 74LS164 芯片将串行送入的数据转换成并行数据，占用的 I/O口较少，所以在静态显示中经常用到，每个芯片的并行输入作为 LED 数码管的显示段码；显示控制输入只有两个信号，它们是串行数据线 DIN 和移位信号CLK。此实验中采用
3、8 位单片机的 P2.0 控制串行数据线 DIN，P2.0 控制移位信号 CLK。单片机通过计算机串口进行通信，LabVIEW 软件通过串口通信节点对计算机串口进行读写。2、前面板设计前面板包含一个温度计、温度计显示框、报警指示灯、停止运行按钮、数字显示框。其中报警指示灯的作用是：当温度上升超过某一温度值（本实验设定为 65 ）时，报警指示灯亮（变红） ，表明已加热到最高点了，不需要继续Co加热。温度计显示框显示当前温度值，但只显示到小数点后一位，而数码管显示框能显示到小数点后四位。前面板图如下所示：3、程序框图设计3.1 温度计设计测温电路输出的电压信号通过数据采集卡 A/D 转换器转换成数
4、字信号，保存在数据采集卡数据缓存中，再由 USB 通信电缆将数据传送到计算机内存中以数组的形式保存下来，实验程序通过调用数据采集卡程序驱动库（USB2005.llb)数据采集节点：CreateDevice.vi、InitDeviceAD.vi 、ReadDevice.vi 、ADDataTransform.vi 、ReleaseDevice.vi 进行采集数据，然后再调用 LabVIEW 功能模块中的数据处理分析节点处理采集到的数据，并将处理后的数据以温度的形式显示到前面板上。温度升温输出电压（U/V） 、降温输出电压（U/V） 、平均输出电压（U/V） 、温度（T/ ） 、升温输出电压（U/
5、V） 、降温输出电压（ U/V） 、平均输出电压CO（U/V） ，根据此表数据得到下温度（T/ O)升温输出电压（U/V）降温输出电压(U/V)平均输出电压（U/V）温度（T/ CO)升温输出电压（U/V）降温输出电压（U/V）平均输出电压（U/V）32 0.42 0.47 0.445 50 2.20 2.41 2.30534 0.50 0.70 0.60 52 2.47 2.62 2.54536 0.66 0.89 0.775 54 2.67 2.88 2.77538 0.88 1.11 0.995 56 2.87 3.07 2.97040 1.10 1.34 1.22 58 3.10 3.
6、27 3.18542 1.29 1.56 1.425 60 3.28 3.50 3.39044 1.54 1.73 1.685 62 3.50 3.67 3.58546 1.78 1.96 1.87 64 3.65 3.83 3.74048 1.99 2.21 2.13 66 3.96 3.96 3.960列表达式：3715.2809.UT式中 U 为测温电路输出电压，T 为对应的温度值，数值 9.3809 是输出电压与温度比例系数的倒数，28.3715 是一个偏差值。3.2 将温度值通过数码管显示部分电路首先将温度计设计部分输出的温度值 T 乘以 10000 得到一六位数整数,然后再利用“商
7、与余数”节点功能，从该整数中提取出每一位数值依次送到前面板的六个数码管中对应位置显示（其中前两位为温度值的整数部分，后四位为温度值的小数部分） ，并将得到的六位数组成数组，通过串口发送给下位机控制数码管显示。 程序框图中温度设计模块与数码显示模块连接处图如下所示：四、实验总结：通过此次实验，对温度计设计中的硬件设计有了初步的了解,清楚实验教程上所给硬件设计原理电路图中各部分的工作原理，基本掌握了运用 LabVIEW软件设计温度计的编程方法以及如何将检测器检测到的温度值通过数码管显示出来，同时更熟练地掌握了 LabVIEW 串口通信的编程方法。对 LabVIEW 软件功能有了更进一步的认识，希望自己能通过以后的实验掌握更多该软件功能，并能熟练运用该软件以便以后学习中使用。
