摘 要

温度作为物体基础的物理量参数，在生活中无时无刻对我们周围的一切产生影响。简而言之，对温度的控制对我们来说极为关键。当然，对于工业来说，温度作为重要的工业生产要求指标之一，对其的控制就显得更为严格和关键。

通过Labview进行的图形化编程，可以实现温度PID控制程序的编写。程序分为三个模块：温度输入和显示系统，温度控制系统，温度报警系统。将传感器采集到的温度值输入后，与要求温度共同输入PID控制器中，对温度数据进行PID处理后，经逻辑判断后，得出相应结论，然后输出控制信号达成控制相应设备。

本文采用Labview和PID温度控制相结合的模式，以温度PID控制为指引，运用LabVIEW进行仿真编写以完成本次设计。通过数字传感器输入实时温度，再由LabVIEW完成PID控制和显示，通过再经过控制电路的启动运转，以达到智能控制温度的目的。

关键词：Labview；PID控制；控制电路

ABSTRACT Temperature as the physical basis of the object parameters, impacts on us all the time in life. In short, the control of temperature is essential for us. Of course, for industry, temperature as one of the important indicators of industrial production, its control is much more stringent and critical.Graphic programming through Labview can achieve the preparation of temperature PID control program. The program consists of three modules: temperature input and display system, temperature control system, temperature alarm system. After the temperature value collected by the sensor is inputted into the PID controller, the PID controller is inputted together with the required temperature. After the PID processing of the temperature data, the corresponding conclusion is obtained after the logical judgment, and then the control signal is output to control the corresponding equipment.In this paper, the combination of Labview and PID temperature controls model, with temperature PID control as a guide, and use LabVIEW simulation to complete the design. Inputting real-time temperature through the digital sensor, and then completing the PID control and display by the LabVIEW, and at last starting and operating the control circuit , the industrial production can achieve the purpose of intelligent control of temperature.

Key words: Labview； PID；control circuit

目录

1绪论 1

1.1课题研究的背景与意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.3设计方案 2

2虚拟仪器以及labview概述 4

2.1虚拟仪器的概念 4

2.2虚拟仪器的特点 4

2.3 虚拟仪器的硬件和软件构成 4

2.3.1 硬件系统 4

2.3.2 软件系统 5

2.5 Labview的概述 6

2.5.1 Labview的开发环境 6

2.5.2 Labiew的编程语言 7

3硬件电路设计 8

3.1方案说明 8

3.2测温模块 8

3.2.1数字温度传感器DS18b20概述 8

3.3加热电路 9

3.3.1 C52单片机概述 9

3.3.2恒温箱工作原理 10

3.3.3继电器模块 10

3.3.4电热丝 11

3.4显示模块 11

4系统软件设计 13

4.1 下位机软件组成 13

4.1.1 DS18B20温度采集程序 13

4.1.2串口通讯程序 14

4.1.3 LCD1602显示程序 15

4.2上位机软件介绍 16

4.2.1串口通信模块 17

4.2.2温度显示模块 18

4.2.3 PID控制模块 19

4.2.4波形显示模块 21

4.2.5数据存储模块 22

4.2.6温度控制系统总框图 22

5系统的调试与运行 24

5.1 测试步骤 24

5.2 测试结果显示 24

5.3 误差分析及处理 26

6设计总结 28

参考文献 29

附录A: 硬件电路图 30

附录B：程序清单 31

附录C：元器件清单 32

致 谢 33

1绪论

1.1课题研究的背景与意义

温度是表示物体冷热程度的物理量，人对外界温度感觉的概念被赋予温度上，更细致的说是外界物质状态的一种属性表。使温度概念得以较为精确表述的是分子运动论在热学领域的建立，从微观分子上来说是分子热运动的剧烈程度，这样就将物质从宏观状态概念改变到物质的分子间的运动形式的整体组合中。这种概念给了温度在微观概念上新的含义。而且温度作为影响物理、化学、生物等多个方面的实验结果和现象的重要因素，对其可控性的研究是具有重要意义的。因为从微观上观察分子热运动程度是无法轻易达到的，所以一般通过物体的特性变化来达到对温度测量的目的。

温度测量和控制在各个领域都是有极大的需求的，对于一些设备来说，例如水银温度计和温度传感器都具有检测温度的能力，但是他们的能力仅仅局限在测量上，而在生活中的一些温度控制设备例如空调和风扇等，由于其没有明确和精准的温控逻辑，导致其执行温度控制时准确性和及时性都有待高。