LabVIEW热敏电阻温度计程序

CSDN话题挑战赛第2期
参赛话题：学习笔记

#【国庆活动】带上CSDN一起玩转国庆#

最近遇到一个使用Arduino Uno控制板的项目，利用热敏电阻和LIAT中的热敏电阻函数节点，通过Arduino Uno控制板的模拟端口采集与热敏电阻串联电阻的分压值上传给LabVIEW软件，并除以温度系数以获得温度值，实现一个温度计的功能。

为啥用labview呢，因为LabVIEW是NI的数据采集创新软件产品，其全称是实验室虚拟仪器工程平台（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench），是一种基于图形语言（Graphics Language，图形化编程语言）的测试系统软件开发平台。LabVIEW并不局限于虚拟仪器的开发，它的作用是为大型复杂测试系统提供通用的软件开发平台。目前，LabVIEW已经成为测试领域应用最广泛和最有前途的软件开发平台之一。

Arduino Uno是Arduino的典型控制器，拥有Arduino所有的基本功能，使用最为广泛，而且本书的应用篇和项目篇都是基于Arduino Uno来设计的，所以接下来重点介绍Arduino Uno的硬件部分，其他型号Arduino控制板硬件介绍可以参考Arduino官方网站：www.arduino.cc。

1.控制器
❑处理器：ATmega328
❑工作电压：5V
❑输入电压：（推荐）7～12V
❑输入电压：（范围）6～20V
❑数字I/O接口：14路（其中6路作为PWM输出）
❑模拟输入接口：6路
❑I/O接口直流电流：40mA
❑3.3V接口直流电流：50mA
❑Flash Memory：32KB（ATmega328，其中0.5KB用于Bootloader）
❑SRAM：2KB（ATmega328）
❑EEPROM：1KB（ATmega328）
❑工作时钟：16MHz
2.电源
Arduino Uno可以通过3种方式供电，而且能自动选择供电方式。
❑外部直流电源通过电源插座供电。
❑电池连接电源连接器的GND和VIN引脚。
❑USB接口直接供电。
电源引脚说明：
❑VIN：当外部直流电源接入电源插座时，可以通过VIN向外部供电；也可以通过此引脚向Uno直接供电；VIN有电时将忽略从USB或者其他引脚接入的电源。
❑5V：通过稳压器或USB输出的5V电压，为Uno上的5V芯片供电。
❑3.3V：通过稳压器产生的3.3V电压，最大驱动电流50mA。
❑GND：电源负极。
3.存储器
ATmega328拥有片上32KB Flash，其中0.5KB用于Bootloader，同时还有2KB SRAM和1KB EEPROM。通常情况下，Arduino的存储空间即其主控芯片所集成的存储空间，也可以通过使用外设芯片的方式扩展Arduino的存储空间。
❑Flash：32KB。其中0.5KB分作BOOT区，用于储存引导程序，实现串口下载程序的功能，另外的31.5KB作为用户存储程序的空间，可以满足一般的应用设计。
❑SRAM：2KB。SRAM相当于计算机的内存，在CPU运算时，需要在其中开辟一定的存储空间。当Arduino断电或者复位后，其中的数据都会丢失。
❑EEPROM：1KB。EEPROM全称为电可擦写可编程只读存储器，是一种用户可更改的只读存储器，特点是Arduino断电或者复位后，其中的数据不会丢失。
4.输入/输出
❑14路数字输入/输出接口：工作电压为5V，每一路输出或输入的最大电流为40mA。每一路配置了20~50kΩ的内部上拉电阻（默认不连接）。除此之外，有些引脚有特定的功能，具体说明如下：
串口信号RX（0号）和TX（1号）:与内部ATmega16U2USB-to-TTL芯片相连，提供TTL电压水平的串口接收信号。
外部中断（2号和3号）：触发中断引脚，可设成上升沿、下降沿或同时触发。
脉冲宽度调制PWM（3、5、6、9、10、11）：提供6路8位PWM输出。

❑6路模拟输入A0～A5：每一路具有10位的分辨率（即输入有1024个不同值），默认输入信号范围为0～5V，可以通过AREF调整输入上限。除此之外，有些引脚有特定功能。
　○TWI接口（SDA A4和SCL A5）：支持通信接口（兼容I2C总线）。
❑AREF：模拟输入信号的参考电压。
❑Reset：信号为低时复位单片机芯片。
5.通信接口
❑串口：ATmega328内置的UART可以通过数字口0（RX）和1（TX）与外部实现串口通信；ATmega16U2可以通过访问数字口0和1实现USB上的虚拟串口。
❑TWI（兼容I2C）接口：A4（SDA）、A5（SCL），可用于TWI通信，兼容I2C通信。
❑SPI接口：10（SS）、11（MOSI）、12（MISO）、13（SCK），可用于SPI通信。

（1）项目最终效果
利用热敏电阻和LIAT中的热敏电阻函数节点，通过Arduino Uno控制板的模拟端口采集与热敏电阻串联电阻的分压值上传给LabVIEW软件，并除以温度系数以获得温度值，实现一个温度计的功能。

（2）硬件连接
将热敏电阻与10kΩ电阻串联起来，热敏电阻另一端接至Arduino Uno控制板上的+5V，10kΩ电阻另一端接至Arduino Uno控制板上的GND上，将热敏电阻与10kΩ电阻的连接处接至模拟引脚A2上，如图所示。

（3）程序设计
LabVIEW的前面板和程序框图如图1和图2所示。
LabVIEW程序首先通过设置的串口号与Arduino Uno控制板建立连接，然后进入While循环中，在循环中不断调用热敏电阻专用的Thermistor Read函数节点来读取温度值。最后，断开与Arduino Uno控制板的连接。

（4）实验与演示
点击运行按钮，LabVIEW程序开始执行，在Analog Pin选择A2，可以看到前面板上的温度计显示当前的温度。

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