基于LabVIEW的LED结温特性测量仪毕业论文

本 科 生 毕 业 论 文题 目：基于LabVIEW的LED结温特性测量仪 vi毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它摘 要利用动态电学测量方法来测量GaN基白光 LED的结温,获得了较为准确的结温数据。该方法利用发光二极管 PN 结的正向压降 VF 与 PN 结的温度成线性关系的特性,通过测量其在不同温度下的正向压降差来得到发光二极管的结温。本系统以ATMEL增强型FLASH单片机AT89S52作为主处理器以完成主要的测控任务，单片机选通CD4051不同的通道电压来控制压控恒流源的电流输出，其负载为LED，同时启动AD读取不同电流值下LED的PN结电压数据，经单片机处理后通过RS485总线传送到PC机上进行处理。PC机软件由具有图形界面编程能力的LabVIEW进行编写，负责与单片机系统进行命令交互控制与测试数据的处理。本系统已经应用于高亮度LED的测试，测算出来的结温数据误差小，取得了较好的测试效果。关键词：白光LED，结温，LabVIEWAbstractBase on the electronic technique to measure the junction temperature of the GaN_based white LEDs, we get a exact data. This method use the linear programming between positive voltage and temperature of PN_junction. This system take the Atmel AT89S52 microcontroller which is low-power, high-performance and with 8K Flash bytes of in-system programmable Flash memory as the control center. The MCU choose the different channels of the CD4051 chip to control the voltage-controlling current source, which can has various current output. And at the same time, the MCU start up the AD converter to get the voltage of PN_junction during different current. The voltage data processed by MCU is send to the PC via RS485 bus. The software on PC is written by LabVIEW, which have graphical interfaces capability. The software communicate with the MCU to process command and parameter. This system is used to test GaN_based white LEDs, and the testing result is all rightKeywords: white LEDs, junction temperature, LabVIEW第一章 前言.1第二章 大功率LED特性及LabVIEW综述.22.1 大功率LED特性.22.1.1 LED的工艺特性.22.1.2 LED的优缺点.22.1.3 LED的实际应用以及急需解决的问题.32 .2 LabVIEW简介.32.2.1 LabVIEW的编程语言特点.42.2.2 虚拟仪器的概念.5第三章 结温测量仪整体系统设计.53.1 结温测量仪的原理.53.2 硬件设计方案.53.2.1 各部分硬件功能简述. 53.2.2 硬件电路器件参数确定.63.3 软件设计方案.63.3.1 LabVIEW平台特性.63.3.2 PC机程序整体框架以及各部分功能模块划分.73.3.2.1 上位机软件操作流程.73.3.2.2 系统功能模块划分.83.3.3 上位机与下位机通讯接口协议.93.3.3.1 硬件协议.93.3.3.2 软件协议.9第四章 上位机通讯接口及用户界面.104.1 LabVIEW程序架构的比较.104.1.1 顺序结构.104.1.2 并行结构.114.1.3 EVENT+QUEUE结构.114.2 PC机软件各模块的算法与实现.124.2.1 用户权限控制块.124.2.2 命令控制模块.134.2.3 数据处理模块.144.2.4 图形显示与打印模块.154.3 CRC校验的算法与实现.164.3.1 CRC校验的算法简介.164.3.2 CRC在LabVIEW平台的实现.164.4 整体软件界面.174.4.1 登录界面.174.4.2 串口设置界面.184.4.3 电流设置面板.184.5 结果分析.194.5.1 实际波形分析.194.5.2 软件波形分析.20第五章 结论.21致谢.22参考文献.23第一章 前言目前随着技术的发展，大功率白光LED的寿命在逐渐加长，是未来绿色，环保，节能光源的发展方向。但是结温升高会使白光 LED的光度、色度学性能变差以及寿命变短，因而对结温的测试在大功率LED的研制中具有非常重要的地位。目前对LED结温的研究主要有三种方法，分别是管脚温度法，电致发光谱法，正向电压法。管脚温度法是利用 Pt电阻测量 LED的管脚温度 ,然后通过耗散功率和热阻系数求得结温。电致发光谱法是一种非接触的结温测量方法，它利用的是白光 LED的电致发光 EL谱中蓝光与白光的功率比值随结温变化的关系来测量结温。正向电压法是利用 LED电输运的温度效应通过测量工作电流下的正向电压与结温的有着较好的线性关系来确定结温。第二章 大功率LED特性及LabVIEW综述2.1 大功率LED特性LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的1。2.1.1 LED的工艺特性白光LED的工艺结构和白色光源。 对于一般照明，在工艺结构上，白光LED通常采用两种方法形成。第一种是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成白光；第二种是多种单色光混合方法。这两种方法都已能成功产生白光器件。第一种方法产生白光的采用LEDGaM芯片发蓝光（p=465NM）和YAG（钇铝石榴石）荧光粉封装在一起，当荧光粉受蓝光激发后发出黄色光，结果，蓝光和黄光混合形成白光。第二种方法采用不同色光的芯片封装在一起，通过各色光混合而产生白光2。2.1.2 LED的优缺点大功率LED作为光源用于照明具有以下优点： (1)电压低：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异， 所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。 (2)效能：消耗能量比同光效的白炽灯减少80% (3)适用性：很小，每个单元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种 形状的器件，并且适合于易变的环境 (4)稳定性：10万小时，光衰为初始的50% (5)响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级 (6)对环境污染：无有害金属汞。大功率LED的缺点是价格太贵，使一般百姓家难以接受，大大推迟了它在实际应用中的普及。2.1.3 LED的实际应用以及急需解决的问题目前LED照明灯虽然还难进百姓家，但是还有很多领域可以大量地应用LED照明灯。这些领域的应用可促进大功率白光LED的生产、可促进技术的提高，并可降低生产成本。在LED照明设计、应用上也可获得更多的经验，有利于将来的推广。这些应用领域都是用电大户，对节电能起到很大作用。它们是：(1) 城镇街道的路灯系统（包括太阳能路灯系统）。(2) 隧道及地下停车场（包括地下商场）。(3) 交通工具的照明（汽车、电车、轮船、飞机等的内部及部分外部照明灯）。(4) 大的公共场所的LED照明系统，例如火车站、地铁站、飞机场、大型超市、 大型百货公司、大厦及医院等。(5) 无电区的LED灯照明工程。由于LED照明灯一般采用低压直流（恒流）供电。若采用交流220V市电供电，需要专门的变电装置输出低压直流电（如12V、24V等）并由LED驱动器来驱动LED灯。所以最好在新建这些建筑时就考虑到用LED灯，则在建筑设计中都把它设计在内，这要经济得多。而归建筑原用日光灯的照明系统要改造成LED照明，则改造的费用大、改造的时间长（如改造一个地铁站或一个候机大厅的照明系统）。 2 .2 LabVIEW简介2.2.1 LabVIEW的编程语言特点LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering）是虚拟仪器概念的首创者，是美国National Instrument（简称NI）公司推出的一个图形化软件开发环境，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。在一般的数据管理，科学计算等方面，在LabVIEW环境下也可以开发出优秀的应用程序。LabVIEW的最大优势在于测控系统的开发，因为它不仅提供了几乎所有经典的信号处理函数和大量现代的高级信号分析工具，而且还非常容易和各种数据采集硬件集成，可以和多种主流的工业现场总线通讯以及与大多数的通用标准的实时数据库链接。据统计，使用LabVIEW开发的虚拟仪器比使用基于文本语言的开发效率可以提高1015倍3，程序的执行却几乎不受影响；同时在信号处理等方面的强大功能是组态软件不可以比的。与C和BASIC一样，LabVIEW也是通用的编程系统，有一个完成任何编程任务的庞大函数库。LabVIEW的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储，等等。LabVIEW也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序（子VI）的结果、单步执行等等，便于程序的调试。2.2.2 虚拟仪器的概念 虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。随着技术的发展，计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能，这种方式的虚拟仪器可以很方便的进行数据的采集，传输，处理。当计算机外接不同功能的硬件，其定义的仪器性质与功能也发生相应的变化，很方便用户的使用，而且基于计算机的这个强大的处理平台，可以实现更形象生动地显示数据，更快速地处理数据。虚拟仪器主要是指这种方式。 - 29 -第三章 结温测量仪整体系统设计3.1 结温测量仪的原理LED作为一种半导体期间，主要以热阻（）表征其本身的热学特性，根据文献 热阻的定义式为： (1)式中是待测器件PN结打到指定环境之间的热阻（）；T1是测试条件稳定时的待测器件的结温（）；Tx是指定温度的参考温度（）；是待测器件的耗散功率W。因此，为了测定LED的热阻须确定式（1）右边的三个参数，而其中参数之一的结温（T）则是测量中的重点，结温的测量可以通过下式表示的方法进行 (2) (3)式中是待测器件未施加加热功率前的初始结温（）；是因施加加热功率引起的结温变化量（）；K是定义与之间关系的常量（/mV）； 是温度敏感参数值得变化量（mV）1。3.2 硬件设计方案3.2.1 各部分硬件功能简述整个下位机系统采用增强型的带flash内存的AT89S52单片机为处理核心，单片机主要有以下几个功能：(1)通过RS485总线负责与PC机通讯，处理PC机发送来的命令与数据，设置好高电流与低电流各自的持续时间。(2)根据PC机的命令选择CD4051不同的控制通道，通过不同通道的电压来调节输出电流的大小(3)启动AD转换器，把采集到的电压数据传送回电脑。 压控电流源部分电流是由运算放大器，反馈电阻和大功率达林顿管组成。电路采用了自举反馈式，电路简单可靠，易于调节。硬件系统的电路图如图31所示： 图313.2.2 硬件电路器件参数确定 单片机采用ATMEL的AT89S52，此芯片具有在线可编程功能，内部256个单元的RAM，方便数据的暂时存储与处理。由于电流的切换要求下降沿足够陡峭，因而压控电流源的动作速度要足够快，此部分的延时主要有CD4051通道的切换延时，运算放大器的反馈速度，达林顿管的开关速度，其中运算放大器占据主要地位，故运算放大器采用速度较快的OP274. 3.3 软件设计方案3.3.1 LabVIEW平台特性LabVIEW是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。图形化的程序语言，又称为“”语言。使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图或框图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向最终用户的工具。它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。 利用LabVIEW，可产生独立运行的可执行文件，它是一个真正的位编译器。像许多重要的软件一样，LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多种版本。 由于LabVIEW在工程实践中具有如此方便高效的特点，因而在上位机软件中采用它替代普通的VC,VB编程语言来进行界面的编程。3.3.2 PC机程序整体框架以及各部分功能模块划分 3.3.2.1 上位机软件操作流程 整个上位机软件的流程是：(1) 当用户开始操作时，判别是处于输入用户和密码状态还是新用户注册状态，并对输入的用户和密码进行判别。(2) 进入串口以及数据采集参数的设置面板，此时应该判别输入参数的合法性。(3) 将命令以及数据进行打包，并对其实现CRC校验，通过ModBus协议发送给下位机。(4) 接收下位机回送的采集数据，先进行数据的校验，再显示数据。(5) 根据用户设置来保存数据。实现这些步骤的流程图如图32： 图323.3.2.2 系统功能模块划分 根据详细的系统功能分析，PC机的软件主要分为以下四个部分：(1)用户权限控制模块：用户设置密码,防止非专业人员随便操作程序，破坏有用的数据文档。(2)命令控制模块：接受用户输入的参数，判别其是否为合法的命令代码，如果合法则产生对应的控制代码，否则给出相应的出错处理。(3)数据处理模块：基于ModBus协议接收单片机回送的数据，进行CRC校验，如果数据格式合法则执行相应的处理。(4)图形显示与存储打印模块：把数据以相应的曲线显示出来，并提供相应的存储打印服务，方便用户操作。3.3.3上位机与下位机通讯接口协议3.3.3.1 硬件协议RS-485/422采用平衡发送和差分接收方式实现通信：发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A,B两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。由于传输线通常使用双绞线，又是差分传输，所以又极强的抗共模干扰的能力，总线收发器灵敏度很高，可以检测到低至200mV电压5。故传输信号在千米之外都是可以恢复。3.3.3.2 软件协议 Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如果回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。当在一Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。为了方便和加快数据的传输，本系统采用ModBus的RTU协议，消息发送至少要以3.5个字符时间的停顿间隔开始。在网络波特率下多样的字符时间，这是最容易实现的(如下图的T1-T2-T3-T4所示)。传输的第一个域是设备地址。可以使用的传输字符是十六进制的0.9,A.F。网络设备不断侦测网络总线，包括停顿间隔时间内。当第一个域（地址域）接收到，每个设备都进行解码以判断是否发往自己的。在最后一个传输字符之后，一个至少3.5个字符时间的停顿标定了消息的结束。一个新的消息可在此停顿后开始。整个消息帧必须作为一连续的流传输。如果在帧完成之前有超过1.5个字符时间的停顿时间，接收设备将刷新不完整的消息并假定下一字节是一个新消息的地址域。同样地，如果一个新消息在小于3.5个字符时间内接着前个消息开始，接收的设备将认为它是前一消息的延续6。这将导致一个错误，因为在最后的CRC域的值不可能是正确的。一典型的消息帧如表31所示： 表31起始位设备地址功能代码数据CRC校验结束符T1-T2-T3-T48Bit8Bitn个8Bit16BitT1-T2-T3-T4第四章 上位机通讯接口及用户界面4.1 LabVIEW程序架构的比较4.1.1 顺序结构 基于文本的编程语言，程序是按照语句出现的顺序来执行的。而在LabVIEW这种数据流的程序中，只要一个节点所需要输入的数据全部到达就可以开始执行。如果有时需要某个节点先于其他节点执行，可以用顺序结构作为控制节点执行次序的一种方法。以图41为例当要执行HeatStrob Waring这个函数时，前面的Current Temp与Max Temp必须执行大于或等于这个操作完。 图414.1.2 并行结构与众多的编程语言不同，LabVIEW具有同时处理多任务的并行结构。这种“并行结构”不是真正意义上的硬件并行处理，而是基于高效的编译系统编译出一种“伪并行”的可执行代码。用户完全不用考虑处理器如何处理指令，只关心其LabVIEW程序架构就可以了。 如图42所示，LOOP1里面执行的代码与LOOP2里面的没任何数据流依赖关系，两个任务同时进行。 图424.1.3 EVENT+QUEUE结构 NI提供顺序结构，但是并不提倡，主要是因为顺序结构破坏了作为LabVIEW优点之一的并行运行机制，并且由于掩盖了部分程序代码，中断了LabVIEW的数据流形式。而单纯的并行结构则妨碍了数据的交流。EVENT+QUEUE结构恰好解决了这些问题，它扩展了数据流编程的功能，允许用户在前面板的直接干预或不同程序不同部分之间的交流影响程序的执行。EVENT+QUEUE结构分为两部分，一部分为事件驱动，一部分为事件执行，两者之间的数据交流是通过队列来进行的。如图43所示，上部分的事件驱动一旦有事件触发，就把相应的信息压入队列，下部分的事件执行部分可以从队列取出相应的信息执行相应的事件。这样就避免了两部分之间的数据依赖，又能进行数据交流。所以在上位机的软件的设计中，我们采用EVENT+QUEUE结构来编写程序，整个架构比较简洁，易于维护。 图43 4.2 PC机软件各模块的算法与实现4.2.1 用户权限控制块 用户设置密码,防止非专业人员随便操作程序，破坏有用的数据文档。当用户输入密码时，程序读取其字符串，紧接着调入保存着上次密码的文本，进行比较。当用户重新设置密码时，必须输入现在的密码，如果正确则允许修改。在修改的过程中必须重复输入两次新密码，防止用户输错。整个模块的流程图如图44所示： 图44实现图44所要的程序框架如图45所示 图454.2.2 命令控制模块 此部分负责接收用户的命令以及输入的数据，例如通讯的波特率大小，产生的电流最大值与最小值，电流的周期等等，并判断是否在合法的范围内，如果命令合法则把输入数据打包成数据处理模块所能接收的形式，压入队列以供数据处理模块处理，如果不合法，则应该弹出相应的窗口告知用户输入不合法。4.2.3 数据处理模块数据处理模块一方面从队列里提取命令与数据，把数据进行打包，并进行CRC校验，再调用底层的一个串口处理子VI，以ModBus协议发出去。具体的实现过程是：(1)串口初始化：利用 VISA Configure Serial Port.vi 节点设定串口的端口号、波特率、一帧信息中的有效数据的位数、停止位、奇偶校验、数据流量控制等。图46实现了串口的初始化功能。 图46(2)读写串口：利用VISA Read.vi 节点和 VISA Write.vi 节点对串口进行读写。由于在LabVIEW平台上的串行通信过程中，发送和接收的数据格式是以字符串的格式组成的，字符串中的每个字符实际上对应熟悉的ASCII字符;而采用Modbus RTU 模式进行通信时，发送和接收的数据格式是直接的十六进制字符。所以在发送数据之前必须把要发送的十六进制字符利用 bytes array to string函数转换成对应的ASCII字符，同样接收到的数据 ASCII字符可通过 string to byte array函数转换为对应的十六进制字符。程序如图47所示： 图47 图48(3)关闭串口：利用 VISA Close.vi 节点来将打开的串口关闭，停止所有读写操作。 图48执行的是关闭串口功能。另一方面接收下位机传送来的命令与数据，先进行CRC校验以判别数据是否有错误，再调用数据合理性分析子VI以识别数据是否在正常合理的范围内，这样就实现了形式与内容的校验。数据处理模块还要分析通讯是否中断，单片机是否有反应，以及出错如何处理等等状况，可以说是程序的大脑 。4.2.4 图形显示与打印模块 当接收到的数据正确并且合法合理的状况下，调用Waveform Chart进行数据曲线的显示。按照设计的需要，一共可以显示采样的LED结电压，经电压查表得出的对应结温。为了方便对LED结温的科研，程序还提供了打印功能，以及曲线的存储功能。 4.3 CRC校验的算法与实现4.3.1 CRC校验的算法简介根据应用环境与习惯的不同，CRC又可分为以下几种标准：CRC-12码通常用来传送6-bit字符串。CRC-16及CRC-CCITT码则用是来传送8-bit字符，其中CRC-16为美国采用，而CRC-CCITT为欧洲国家所采用。CRC-32码大都被采用在一种称为Point-to-Point的同步传输中。冗余循环码 CRC 包含 2个字节 ,即 16位二进制。CRC码由发送设备计算，放置于发送信息的尾部。接收信息的设备再重新计算接收到信息的 CRC码，比较计算得到的 CRC码是否与接收到的相符，如果两者不相符，则表明出错。在进行 CRC码计算时只用 8位数据位。起始位、停止位、奇偶校验位都不参与 CRC码计算。74.3.2 CRC在LabVIEW平台的实现 CRC在LabVIEW平台的具体算法如下8：(1)预置16位寄存器为十六进制 FFFF (即全为1) 。称此寄存器为 CRC寄存器。(2)把第一个8位数据与16位 CRC寄存器的低位相异或运算，把结果放于 CRC寄存器。(3)把寄存器的内容右移一位，用0填补最高位，检查最低位。(4)如果最低位为 0:重复第 3步，再次右移一位；如果最低位为 1，CRC寄存器与多项式 A001( 1010 0000 0000 0001) 进行异或运算。(5)重复步骤 (3)和(4),直到右移 8次，这样整个 8位数据全部进行了处理。(6)重复步骤 (2)到 (5)，进行下个 8位数据的处理。(7)最后得到的 CRC寄存器的值即为 CRC码。(8)将 CRC码分成高 8位和低 8位，按低位在先，高位在后，将它们加到传送数据之后。具体的流程图如图49所示： 图494.4 整体软件界面4.4.1 登录界面 登录界面可以设置用户名，密码，注册按键，登录按键，如图410所示 图4104.4.2串口设置界面 串口设置面板可以选择使用哪个串口，波特率的大小，数据的格式，以及延时时间，尽量做到通用，以方便系统或程序的移植，如图411. 图4114.4.3电流设置面板电流的设置关系到系统测试的准确性，因而在输入的界面窗口要对输入参数做相应的检查，防止出现数据错误或不合理，如图412所示： 图4124.5结果分析4.5.1 实际波形分析图413为用示波器实际测得的波形，从图中知道电压从高电平下跳到低电平的时间是4us左右，满足测试要求（要求是在5us左右），在低电平的时候电压不是绝对的平坦，是一种慢慢趋向平坦，这是由于LED的PN结电阻在电流变小的时候发生变化。从图中还可以看到当电压波形上跳的时候有过冲现象，然后电压趋于平稳。 图4144.5.2 软件波形分析图414是用LabVIEW编写的数据采集界面，由图可知电压的跳变时间也差不多是4us，当通过LED的电流变为20mA时，LED两端的电压也不是绝对的平坦，这与实际测得的波形是一致的。由于单片机的速度以及AD的速度的限制，采集的数据只是有限的几个点，然后进行曲线拟合，所以图414与图413还是有一定的区别的。例如图414不能反映电压跳变的上冲现象。 图414第五章 结论 本系统基于LabVIEW平台，通过ModBus与单片机进行命令交互和数据传输，系统的上位机与下位机能够紧密的结合，分工协作，取得了良好的测试效果。在整个系统的设计过程中，我们仔细研究了系统的要求与功能，划分好硬件与软件模块，软硬件同步设计。对于PC机的编程，采用了具有可视化图形界面语言的LabVIEW平台，使得开发的速度大大加快，功能可靠稳定。相对于VB等文本编程语言而言，LabVIEW能够为用户提供简明、直观、易用的图形编程方式，能够将繁琐复杂的语言编程简化成为以菜单提示方式选择功能，并且用线条将各种功能连接起来，十分省时简便。与传统的编程语言比较，LabVIEW图形编程方式能够节省85以上的程序开发时间，其运行速度却几乎不受影响，体现出了极高的效率。使用虚拟仪器产品，用户可以根据实际生产需要重新构筑新的仪器系统。由于时间紧迫，在本系统中还没法实现打包LabVIEW程序，使之成为可以执行的exe文件。底层的电压采集使用的AD转换器速度比较低，所以使得精度不高。本系统下一步的改进主要有几方面：PC机程序的界面有待优化，程序的算法要有进一步的提高，并把这个程序打包成可执行文件。底层的单片机可以采用更快速的以51为内核的STC单片机，并加上简单的液晶，这样当没PC机支持时，系统也可以进行简单的数据采集。AD转换器也必须提高速度。致 谢 感谢黄晓老师的帮助，她的严谨的治学态度使我受益匪浅。感谢以下在论文完成过程中的给予的帮忙的人：感谢李铂颖同学在项目中的大力合作，感谢章和电气工程师邱彬，感谢百度和google，以及提供网络资源的人们。中山大学电子系电子信息科学与技术班04级郑道歆2008/4/10 参考文献1陈元灯，LED制造技术与应用，电子工业出版社，20072陈挺,陈志忠,林亮,童玉珍,秦志新,张国义，GaN基白光 LED的结温测量，发光学报，27(3):407-411,20063雷振山，LabVIEW 7 Express 实用技术教程，中国铁道出版社，20044冈村迪夫，OP放大电路设计，科学出版社，20035谢瑞和，串行技术大全，清华大学出版社，20036李正军，现场总线及其应用技术，机械工业出版社，20057Larry L.Peterson, Bruce S.Davie,计算机网络系统方法，机械工业出版社，20048陈金平,吴文英,基于LabVIEW的Modbus协议两种校验码的实现方法，仪表技术，(2):42-43,20059杨清德，康娅，LED及其工程应用，人民邮电出版社，200710谭浩强，C程序设计，清华大学出版社，199111阎石，数字电子技术基础(第四版)，高等教育出版社，199712康华光，电子技术基础模拟部分(第四版)，高等教育出版社，199813李全利，迟荣强，单片机原理及接口技术，高等教育出版社，2003附表一、毕业论文开题报告论文（设计）题目：基于LabVIEW的LED结温特性测量仪目前随着技术的发展，大功率白光LED的寿命在逐渐加长，是未来绿色，环保，节能光源的发展方向。但是结温升高会使白光 LED的光度、色度学性能变差以及寿命变短，因而对结温的测试在大功率LED的研制中具有非常重要的地位。目前对LED结温的研究主要有三种方法，分别是管脚温度法，电致发光谱法，正向电压法。其中正向电压法是利用 LED电输运的温度效应通过测量工作电流下的正向电压与结温的有着较好的线性关系来确定结温。该方法利用发光二极管 PN 结的正向压降 VF 与 PN 结的温度成线性关系的特性,通过测量其在不同温度下的正向压降差来得到发光二极管的结温。系统以ATMEL增强型FLASH单片机AT89S52作为主处理器以完成主要的测控任务，单片机选通CD4051不同的通道电压来控制压控恒流源的电流输出，其负载为LED，同时启动AD读取不同电流值下LED的PN结电压数据，经单片机处理后通过RS485总线传送到PC机上进行处理。PC机软件由具有图形界面编程能力的LabVIEW进行编写，负责与单片机系统进行命令交互控制与测试数据的处理。进度安排：进度安排： 1收集资料，熟悉LED的原理以及工程上的应用。 2明确系统的设计要求，分析各种测试方法的优缺点，根据实际的情况选择有效的测试方法。 3设计硬件电路，选择相应的器件，优化器件参数。 4学习LabVIEW软件，编写上位机软件。 5协助李铂颖同学调试硬件，根据下位机的要求修改软件。 6实现整个系统的联调，分析误差，总结一下经验。学生签名： 2008年 3月 10 日指导教师意见： 1、同意开题（ ） 2、修改后开题（ ） 3、重新开题（ ） 指导教师签名： 年 月 日 附表二、毕业论文过程检查情况记录表指导教师分阶段检查论文的进展情况（要求过程检查记录不少于3次）：第1次检查学生总结：完成了相关背景知识的了解，对大功率LED的原理特性有了一定的了解，收集参考资料。指导教师意见：第2次检查学生总结：协助李铂颖同学设计并调试硬件电路，在此同时了解学习LabVIEW软件的用法，并在PC机上实现简单程序的编写以及调试，认真地掌握LabVIEW的图形化编程优势。在这个过程中通过LabVIEW写了一个简单的串口配置程序，为后来的程序打好基础。导教师意见：第3次检查学生总结：进一步熟悉LabVIEW编程的环境，完成了登录模块，命令模块以及数据处理模块的编写，并一一进行调试。在实验室用示波器观察LED两端的电压波形，对所要采集的数据有个感性的认识，从而为上位机软件的数据判别提供依据，使得数据更加可靠。指导教师意见：第4次检查学生总结：把各部分软件模块整合一起，并与下为机的采集系统进行联调，在此过程中解决了数据的误采集以及数据在传输过程中的丢包现象。把采集到的数据进行拟合，以曲线图的形式显示。指导教师意见： 学生签名： 年 月 日指导教师签名： 年 月 日总体完成情况指导教师意见：1、按计划完成，完成情况优（ ）2、按计划完成，完成情况良（ ）3、基本按计划完成，完成情况合格（ ）4、完成情况不合格（ ）指导教师签名： 年 月 日 附表三、毕业论文答辩情况答辩人专 业论文（设计）题目答辩小组成员答辩记录：记录人签名： 年 月 日