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    本文从本人的163博客搬迁至此。

    为了展示NImax(Measurement & Automation explorer)的强大配置功能,做了一个半导体温度传感器测试的示例。

    一、半导体温度传感器

    半导体温度传感器 (semiconductor transducer )利用半导体材料的物理特性制成的温度传感器。其优点在于:灵敏度高、体积小、响应速度快和成本低等;缺点是测量范围较窄,精度不高等。早期的半导体温度传感器需要配备辅助电路,线性不佳,且整个测量系统需要标定后方可使用,应用不方便。但各大半导体公司推出的新型温度传感器,一般经过线性校正,且采用电压直接输出,极大地简化了温度的测量步骤。

    半导体温度传感器可大致分为"数字接口"和"模拟接口"两大类,常见的DS18B20就属于数字接口类,这里为了展示USB-6009的模拟测试功能,选择模拟接口类型的MCP9700。MCP9700的灵敏度达到10mV/℃,具有非常优异的线性,且可以直接测量0℃以下的温度。MCP9700典型的温度——电压关系如下图所示:

    图1 MCP9700输出电压和温度对应曲线

    二、测试电路

    由图1可知,在0-100℃的常温下,MCP9700的输出电压为0.5~1.5V,如果直接送给USB-6009配置为单端(RSE)模式的模拟输入通道(输入范围为-10V~+10V),则显得输入范围太小。因此在MCP9700的输出端配置了一个同相放大器来增加其输入范围。  

    图2 温度传感器输出放大电路

    经过放大后,在0-100℃的常温下,放大器的输出电压为1~3V。

    三、在NImax中配置换算规则

    NImax是NI公司的硬件配置平台,在该平台上可以测试、配置NI公司生产的各种硬件板卡和设备。本例在NImax配置换算关系,随后在LabVIEW程序框图中使用该换算关系,这样就可以直接在程序框图中直接得到换算结果,非常直观方便。

    1、打开NImax。 

     

    图3 打开Measurement & Automation explorer 

    2、单击右键单击左侧目录树中的"换算",在弹出的快捷菜单中选择"新建…",弹出下图,单击"下一步"。

    图4 新建NI-DAQmx 

    3、由于MCP9700具有线性输出,所以在弹出的下图中选择左侧框中的"映射范围"。

     

    图5 选择换算关系  

    4、输入换算名称:"MCP9700温度换算(放大两倍)",并单击"完成"。 

     

    图6 输入换算名称 

    5、单击Measurement & Automation explorer主界面左侧"换算"下的"MCP9700温度换算(放大两倍)",在左侧配置换算关系。 

    图7 配置换算关系

    由于选择了线性关系,因此只需指定线性映射关系中的"最大值"和"最小值"两个点即可固定换算关系。如上图所示,换算前的最大值为3V,最小值为1V;换算后的最大值为100℃,最小值为0℃;换算前单位为"伏特",换算后为"摄氏度"。最后单击上部的"保存"。 

    四、测试程序

    在LabVIEW的程序框图中配置USB-6009,其中"自定义换算关系"连线端子处需连接到NImax中配置的换算关系"MCP9700温度换算(放大两倍)",如图8所示。具体过程是:在连线状态下右键单击"自定义换算关系"端子——在弹出快捷菜单中选择"创建","常量"——在工具选板中选择"操作值"工具——单击刚创建的"常量"——在图8所示的快捷菜单中选择"MCP9700温度换算(放大两倍)"。  

     

    图8 指定事先配置的"自定义换算关系" 

    温度测试程序如图9所示。

     

    图9 温度测试程序

    上图程序中,每输出一个新的温度值都启动了100次测量,并对其求平均,以降低噪声的影响。

     

    五、程序运行结果

    打开图9所示的测试程序,并用手触摸MCP9700得到图10所示的测试曲线。

     

    图10 实际测试得到的温度曲线

    未完待续……  

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/helesheng/p/9833552.html

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    DS18B20 简介

    DS18B20 是由 DALLAS 半导体公司推出的一种的“一线总线”接口的温度传感器。与传
    统的热敏电阻等测温元件相比,它是一种新型的体积小、适用电压宽、与微处理器接口简单的
    数字化温度传感器。一线总线结构具有简洁且经济的特点,可使用户轻松地组建传感器网络,
    从而为测量系统的构建引入全新概念,测量温度范围为-55~+125℃ ,精度为±0.5℃。现场温
    度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。它能直接读出被测温度,
    并且可根据实际要求通过简单的编程实现 9~l2 位的数字值读数方式。它工作在 3~5.5 V 的电压
    范围,采用多种封装形式,从而使系统设计灵活、方便,设定分辨率及用户设定的报警温度存
    储在 EEPROM 中,掉电后依然保存。
    在这里插入图片描述

    硬件设计

    由于开发板上标准配置是没有 DS18B20 这个传感器的,只有接口,所以要做本章的实验,
    大家必须找一个 DS18B20 插在预留的 18B20 接口上。
    本章实验功能简介:开机的时候先检测是否有 DS18B20 存在,如果没有,则提示错误。
    只有在检测到 DS18B20 之后才开始读取温度并显示在 LCD 上,如果发现了 DS18B20,则程
    序每隔 100ms 左右读取一次数据,并把温度显示在 LCD 上。同样我们也是用 DS0 来指示程序
    正在运行。
    所要用到的硬件资源如下:
    1) 指示灯 DS0
    2) TFTLCD 模块
    3) DS18B20 温度传感器
    在这里插入图片描述

    软件设计

    #include "ds18b20.h"
    #include "delay.h"
    //复位 DS18B20
    void DS18B20_Rst(void) 
    { 
    DS18B20_IO_OUT(); //SET PA0 OUTPUT
     DS18B20_DQ_OUT=0; //拉低 DQ
     delay_us(750); //拉低 750us
     DS18B20_DQ_OUT=1; //DQ=1 
    delay_us(15); //15US
    }
    //等待 DS18B20 的回应
    //返回 1:未检测到 DS18B20 的存在
    //返回 0:存在
    u8 DS18B20_Check(void) 
    { 
    u8 retry=0;
    DS18B20_IO_IN();//SET PA0 INPUT
     while (DS18B20_DQ_IN&&retry<200) { retry++; delay_us(1); };
    if(retry>=200)return 1;
    else retry=0;
     while (!DS18B20_DQ_IN&&retry<240) { retry++; delay_us(1); };
    if(retry>=240)return 1; 
    return 0;
    }
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    //从 DS18B20 读取一个位
    //返回值:1/0
    u8 DS18B20_Read_Bit(void) 
    {
     u8 data;
    DS18B20_IO_OUT(); //SET PA0 OUTPUT
     DS18B20_DQ_OUT=0; 
    delay_us(2);
     DS18B20_DQ_OUT=1; 
    DS18B20_IO_IN(); //SET PA0 INPUT
    delay_us(12);
    if(DS18B20_DQ_IN)data=1;
     else data=0;
     delay_us(50); 
     return data;
    }
    //从 DS18B20 读取一个字节
    //返回值:读到的数据
    u8 DS18B20_Read_Byte(void) 
    { 
     u8 i,j,dat=0;
    for (i=1;i<=8;i++) 
    {
     j=DS18B20_Read_Bit();
     dat=(j<<7)|(dat>>1);
     } 
     return dat;
    }
    //写一个字节到 DS18B20
    //dat:要写入的字节
    void DS18B20_Write_Byte(u8 dat) 
    { 
     u8 j; u8 testb;
    DS18B20_IO_OUT();//SET PA0 OUTPUT;
     for (j=1;j<=8;j++) 
    {
     testb=dat&0x01;
     dat=dat>>1;
     if (testb) 
     {
     DS18B20_DQ_OUT=0;// Write 1
     delay_us(2); 
     DS18B20_DQ_OUT=1;
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     delay_us(60); 
     }
     else 
     {
     DS18B20_DQ_OUT=0;// Write 0
     delay_us(60); 
     DS18B20_DQ_OUT=1;
     delay_us(2); 
     }
     } }
    //开始温度转换
    void DS18B20_Start(void)// ds1820 start convert
    { 
     DS18B20_Rst(); 
    DS18B20_Check();
     DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom
     DS18B20_Write_Byte(0x44);// convert
    } 
    //初始化 DS18B20 的 IO 口 DQ 同时检测 DS 的存在
    //返回 1:不存在
    //返回 0:存在 
    u8 DS18B20_Init(void)
    {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//使能 PORTA 时钟
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //PORTA0 推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); //输出 1
    DS18B20_Rst();
    return DS18B20_Check();
    } //从 ds18b20 得到温度值
    //精度:0.1C
    //返回值:温度值 (-550~1250)
    short DS18B20_Get_Temp(void)
    {
     u8 temp; u8 TL,TH;
    short tem;
     DS18B20_Start (); // ds1820 start convert
     DS18B20_Rst();
     DS18B20_Check();
     DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom
     DS18B20_Write_Byte(0xbe);// convert 
     TL=DS18B20_Read_Byte(); // LSB 
     TH=DS18B20_Read_Byte(); // MSB 
     if(TH>7)
     {
     TH=~TH; TL=~TL;
     temp=0;//温度为负 
     }else temp=1;//温度为正 
     tem=TH; //获得高八位
     tem<<=8; 
     tem+=TL;//获得底八位
     tem=(float)tem*0.625;//转换 
    if(temp)return tem; //返回温度值
    else return -tem; 
    }
    
    #ifndef __DS18B20_H
    #define __DS18B20_H 
    #include "sys.h" 
    //IO 方向设置
    #define DS18B20_IO_IN() {GPIOA->CRL&=0XFFFFFFF0;GPIOA->CRL|=8<<0;}
    #define DS18B20_IO_OUT() {GPIOA->CRL&=0XFFFFFFF0;GPIOA->CRL|=3<<0;}
    IO 操作函数 
    #define DS18B20_DQ_OUT PAout(0) //数据端口 PA0
    #define DS18B20_DQ_IN PAin(0) //数据端口 PA0 
    u8 DS18B20_Init(void); //初始化 DS18B20
    short DS18B20_Get_Temp(void); //获取温度
    void DS18B20_Start(void); //开始温度转换
    void DS18B20_Write_Byte(u8 dat); //写入一个字节
    u8 DS18B20_Read_Byte(void); //读出一个字节
    u8 DS18B20_Read_Bit(void); //读出一个位
    u8 DS18B20_Check(void); //检测是否存在 DS18B20
    void DS18B20_Rst(void); //复位 DS18B20 
    #endif 
    #endif
    ````c
    ````main.c
    int main(void)
    {
    u8 t=0; 
    short temperature; 
    delay_init(); //延时函数初始化 
    uart_init(9600); //串口初始化为 9600
    LED_Init(); //初始化与 LED 连接的硬件接口
    LCD_Init();
    POINT_COLOR=RED; //设置字体为红色
    LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"Mini STM32");
    LCD_ShowString(60,70,200,16,16,"DS18B20 TEST");
    LCD_ShowString(60,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
    LCD_ShowString(60,110,200,16,16,"2014/3/12"); 
    while(DS18B20_Init()) //DS18B20 初始化
    {
    LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"DS18B20 Error"); delay_ms(200);
    LCD_Fill(60,130,239,130+16,WHITE); delay_ms(200);
    } 
    LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"DS18B20 OK");
    POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
    LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"Temp: . C");
    while(1)
    { 
    if(t%10==0)//每 100ms 读取一次
    { 
    temperature=DS18B20_Get_Temp();
    if(temperature<0)
    {
    LCD_ShowChar(60+40,150,'-',16,0); //显示负号
    temperature=-temperature; //转为正数
    }else LCD_ShowChar(60+40,150,' ',16,0); //去掉负号
    LCD_ShowNum(60+40+8,150,temperature/10,2,16); //显示正数部分 
     LCD_ShowNum(60+40+32,150,temperature%10,1,16); //显示小数部分
     
    } 
    delay_ms(10); t++;
    if(t==20) {t=0;LED0=!LED0;}
    }
    

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