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1、SHANDONG毕业设计说明书基于LabVIEW的液位测试处理系统设计 学 院： 电气与电子工程学院 专 业： 自动化 学生姓名： 陈 啸 学 号： 0812107284 指导老师： 邢雪宁 2012年 月摘 要虚拟仪器技术是现在计算机系统和仪器系统相结合的产物，是当今计算机协助测试领域的一项重要技术。它推动着传统仪器朝着数字化，智能化，模块化，网络化的方向发展。虚拟仪器系统利用了计算机系统的强大功能，大大突破了传统仪器在数据采集、处理、显示、存储等方面的限制，用户可以自由定义，自由组合计算机平台、 硬件、软件以及完成系统功能所需的附件，可以便利的对其进行维护、扩展、升级，“Soft is I
2、nstruments (软件就是仪器)的观念正逐步被人们接受。因此虚拟仪器VI（Visual Instrument）正在成为当今世界流行的一种仪器构成方案，它把计算机平台与具有标准接口的硬件模块及开发测试软件结合起来构成系统。本课题主要内容是研制以Lab VIEW为主限制平台，以单片机为限制的智能实时液位检测处理系统。该系统具有数据实时采集、采集数据实时显示、存储，并通过数据采集卡输出限制信号对液位信号实时限制等功能。本设计是虚拟仪器在测控领域的一次胜利尝试。实践证明虚拟仪器是一种优秀的解决方案，能够高效的实现各种测控任务。关键字：虚拟仪器，液位限制，Lab VIEWAbstractVrtua
3、l instrument technology is now the computer system and instrumentation system combining the product of todays computer-aided testing is an important technology area. It advances towards the traditional digital instrumentation, intelligent, modular, network-based direction.Nowadays the Visual Instrum
4、ent ( VI ) is becoming a popular scheme of instruments constitution. It combines the computer platform with standard interface hardware modules and develops testing software to form a system. Utilizing the powerful function of computer system, the visual instrument system has dramatically broken thr
5、ough the limitation of traditional instruments in data acquisition, processing, displaying, storage, etc. The user can not only freely define and combine the computer platform, hardware, software and the required accessories to complete system functions, but also make maintenance, expansion and upgr
6、ading. Therefore people gradually accept the conception that software is the instrument.The main topic is to develop a control platform based on Lab VIEW, and also a Intelligent real-time microcontroller for the control of liquid level detection processing system. This system has the functions of re
7、al-time data acquisition, real-time data displaying . Besides, it can output the control signal through the data-acquisition card to a real-time control of the liquid level, etc.This design is a successful attempt of the visual instruments in the testing and controlling field. Practice proves that t
8、he Visual Instrument is an excellent solution to efficiently fulfill various testing and controlling tasks.Key words: Visual instrument, Liquid-level control, Lab VIEW书目第一章 绪 论21.1 引言21.2 课题背景31.2.1 虚拟仪器技术的国外发呈现状31.2.2 国内虚拟仪器的探讨现状41.3 虚拟仪器的开发软件81.3.1 虚拟仪器的开发语言81.3.2 图形化虚拟仪器开发平台Labview81.3.3 基于Labvie
9、w平台的虚拟仪器程序设计91.4 本设计所做的工作10其次章 系统设计理论及硬件平台122.1 数据采集理论122.1.1 数据采集技术概论122.2 核心芯片的选择及简介142.2.1 核心芯片的选择142.2.2 AT89S52简介152.2.3 ADC08038芯片简介192.3 限制系统的总体实现202.3.1 限制系统的总体模块划分202.3.2 限制系统的各个模块功能及作用212.4 限制系统各模块的具体实现222.4.1 热敏电阻简介及调理电路的设计222.4.2 电流互感器简介及调理电路的设计252.4.3 AT89S52与ADC08038的接口电路设计282.4.4 AT89
10、S52与振荡电路的接口设计292.4.5 AT89S52与键盘、数码管显示的接口设计302.4.6 风扇和蜂鸣器限制模块的设计342.5 本章小结36第三章 系统软件设计373.1 程序模块化设计概述373.1.1 软件系统的模块化设计原则373.1.2 本设计的软件系统模块划分393.2 系统各模块应用程序403.2.1 数据采集与显示程序403.2.2 数据保存程序413.2.3 历史数据读取程序423.2.4 报警模块433.2.5 参数设置模块44第四章 系统软件的具体实现454.1 系统监控界面454.2 试验步骤及其调试结果464.3 历史数据读取46第五章 总 结48参 考 文
11、献50致 谢51第一章 绪 论1.1 引言在人们生产生活的过程中越来越多的涉及到液位限制和处理的问题。比如，在饮品生产、食品加工、化工生产、污水净化等各个领域，都会运用蓄液池，而对于蓄液池内液体的高度限制要求也越来越精准。水量过多会导致不必要的奢侈，水量过少达不到标准而无法满意要求，在很多状况下，即使是很小的测量相对误差也会造成较大的经济损失。因此，为了保证生产的效益和产品质量，必须要有合适的限制器自动调整储液池内液体的流量，从而使液位保持在正常水平。这些不同背景的实际问题我们都可以把他们简化为某种水箱的液位限制和处理问题。在工业限制过程中，液位是一个很重要的参数。特殊是在动态的状态下，采纳合
12、适的方法对液位进行检测与限制，能起到很好的生产效果。测控技术与仪器试验室有5套液位限制试验装置，但这些限制装置目前都是用传统模拟仪表进行限制。为了在这些试验装置上进行开展探讨性试验，必需先将这些试验装置改造为由计算机进行液位检测和限制。虚拟仪器VI（Visual Instrument）正在成为当今世界流行的一种一起构成方案，它把计算机平台与具有标准接口的硬件模块及开发测试软件结合起来构成系统。工业液位限制中, 常常用到液位限制。在这些限制中，最重要的参数是液位，因此有必要对液位限制进行自动的、 实时的监控。 过去通用的方法是由工作人员分班定时监测液位计的指示值, 将指示值与规定液位数值比较,
13、并算出两者的差值, 依据液位变更大小作出推断、限制阀门的开度大小。其弊端是定时查看缺乏实时性, 不能对系统中的突发事务进行刚好地处理; 不能解除人为发生错误的因素, 如记录时的误读和误记等2。所以, 本毕业设计要设计一套实时、自动的液位限制监控系统，并充分引入虚拟仪器的概念, 使所设计的监控系统结构清晰、概念简洁。1.2 课题背景1.2.1 虚拟仪器技术的国外发呈现状虚拟仪器技术目前在国外发展很快，以美国国家仪器公司（NI公司）为代表的一批厂商已经在市场上推出了基于虚拟仪器技术而设计的商品化仪器产品。在美国虚拟仪器系统及其图形编程语言，已作为各高校理工科学生的一门必修课程。美国的斯福坦高校的机
14、械工程系要求三、四年级的学生在试验时应用虚拟仪器进行数据采集和试验限制。近年来，世界各国的虚拟仪器公司开发了不少虚拟仪器开发平台软件，以便运用者利用这些公司供应的开发平台软件组建自己的虚拟仪器或测试系统，并编制测试软件。最早和最具有影响力的开发软件，是NI公司的LABVIEW软件和Lab windows/CVI开发软件。LABVIEW采纳图形化编程方案，是特别好用的开发软件。Lab windows/CVI是为熟识C语言的开发人员打算的、在windows 环境下的标准ANSI C开发环境，除了上述优秀的开发软件之外，美国HP公司的HP-VEE和HPTIG平台软件，美国Tektronix公司的Ez
15、-Test和Tek-TNS软件，以及美国的HEM Data公司的Snap-Master平台软件，也是国际上公认的优秀虚拟仪器开发平台软件。当今虚拟仪器的系统开发采纳的总线包括传统的RS232串行总线、GPIB通用接口总线、VXI总线，以及已经被PC机广泛采纳的USB串行总线和IEEE1394总线（即Fire wire，也叫做火线）。世界各国的公司，特殊是美国NI公司，为使虚拟仪器能够适应上述各种总线的配置，开发了大量的软件以及适应要求的硬件（插件），可以敏捷的组建不同困难程度的虚拟仪器自动检测系统。虚拟仪器开发商不仅留意使虚拟仪器能够适应各种通用计算机总线系统，使之为虚拟仪器服务，而且也留意建立各种仪器专用的总线系统。美国NI公司在1997年9月1日推出模块化仪器的主流平台PXI，这是与Compact PCI 完全兼容的系统。这种虚拟仪器模块化主流平台PXI/Compact PCI的传输速度已经达到100Mb/s。是
