基于溫度采集的單片機和VisualC++串口通信(帶電腦端程序)課程設(shè)計報告

1、單片機課程設(shè)計報告單片機課程設(shè)計報告題目：基于溫度采集的單片機和題目：基于溫度采集的單片機和 visualvisual c+c+串口通信串口通信1.1.摘要摘要單片機的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合，加以完善。ds18b20 是美國 dallas 公司生產(chǎn)的數(shù)字溫度傳感器芯片，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、功耗小、抗干擾能力強、使用方便等優(yōu)點。本文設(shè)計的一種溫度控制系統(tǒng)，用 stc89c51 單片機作為溫控器，選用 d

2、s18b20 數(shù)字溫度傳感器，可任意設(shè)置上下限報警溫度，采用數(shù)碼管實時顯示溫度，通過串口利用單片機與上位機的通信，對環(huán)境溫度采集并進行控制。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：stc89c51stc89c51 單片機、串口通信、上下限報警、數(shù)碼管顯示溫度單片機、串口通信、上下限報警、數(shù)碼管顯示溫度、2.2.引論引論隨著時代的進步和發(fā)展，單片機技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研、各個領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)。溫度是工業(yè)生產(chǎn)中主要的被控參數(shù)之一，與之相關(guān)的跟中溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的過過程控制，有些工藝過程對其溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量。用單片機做成的產(chǎn)品外圍元件很少，能實現(xiàn)的功能卻很廣，廣

3、泛應(yīng)用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)等。兼于此，特用單片機設(shè)計此電路。溫度控制在實際生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。例如：在冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、電力工程、造紙行業(yè)、機械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域中，人們都需要對各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進行檢測和控制。因而設(shè)計一種較為理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價值的。在國內(nèi)外溫度控制成了一科廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域的技術(shù)。具體如空調(diào)、冰箱、茶葉烘烤、糧倉溫度控制、等等。糧食溫度檢測是儲備庫中防止糧食霉爛、保質(zhì)存放的重要環(huán)節(jié)。對于一個農(nóng)業(yè)大國來講，糧食生產(chǎn)、需求與儲備量都很大。大量糧食在儲備的過程中常因糧食濕度過大而升溫發(fā)熱，導致糧食大量腐爛變質(zhì)，給郭建帶來巨大損失。本論文正是以此

4、為出發(fā)點，對單片機控制的遠程溫度控制作了較詳盡的介紹。單片機的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合，加以完善。ds18b20 是美國 dallas公司生產(chǎn)的數(shù)字溫度傳感器芯片，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、功耗小、抗干擾能力強、使用方便等優(yōu)點。本文設(shè)計的一種溫度控制系統(tǒng)，用 stc89c52 單片機作為溫控器，選用ds18b20 數(shù)字溫度傳感器，可任意設(shè)置上下限報警溫度，采用數(shù)碼管實時顯示溫度，通過串口利用單片機與上位機的通

5、信，對溫度進行采集、數(shù)據(jù)處理和控制。3、目錄、目錄1、摘要、摘要2、引論、引論3、目錄、目錄4、正文、正文 4.1、設(shè)計目的、設(shè)計目的 4.2、具體內(nèi)容及要求、具體內(nèi)容及要求 4.3、系統(tǒng)總體方案設(shè)計、系統(tǒng)總體方案設(shè)計 4.3.1、設(shè)計方案論證、設(shè)計方案論證 4.3.2、系統(tǒng)總體構(gòu)成圖、系統(tǒng)總體構(gòu)成圖 4.3.3、硬件設(shè)計、硬件設(shè)計 4.3.4、軟件設(shè)計、軟件設(shè)計 4.4、系統(tǒng)各個模塊設(shè)計、系統(tǒng)各個模塊設(shè)計 4.4.1、單片機最小系統(tǒng)、單片機最小系統(tǒng) 4.4.2、顯示部分、顯示部分 4.4.3、報警電路、報警電路 4.4.4、測溫電路、測溫電路 4.4.5、單片機與上位機串、單片機與上位機串

6、4.5、系統(tǒng)軟件設(shè)計、系統(tǒng)軟件設(shè)計 4.5.1、單片機軟件設(shè)計口電路、單片機軟件設(shè)計口電路 4.5.2、上位機軟件設(shè)計、上位機軟件設(shè)計5、結(jié)論、結(jié)論 6、總結(jié)心得、總結(jié)心得7、參考文獻參考文獻附錄附錄 4、正文、正文 4.1. 設(shè)計目的設(shè)計目的 (1)了解電子系統(tǒng)的設(shè)計方法，鞏固和提高學過的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識； (2)學習 ds18b20 數(shù)字溫度傳感器的測溫原理，提高運用所學專業(yè)知識進行獨立思考和綜合分析、解決實際問題的能力； (3) 掌握串口通信協(xié)議及其編程方法，掌握正確的思維方法和利用軟件和硬件解決實際問題的基本技能； (4)增強對單片機的認識，掌握分析處理問題的方法，進行調(diào)試、計算等基

7、本技能的訓練，達到具有一定程度的實際工作能力。(5) 學會用 protel99se 進行電路原理圖和 pcb 圖的繪制。 (6) 學習用 pspice、 multisim 10.0 等仿真軟件進行電路設(shè)計和仿真。 (7)通過參與實際工作，能夠了解單片機行業(yè)的具體工作。 4.2. 具體內(nèi)容及要求具體內(nèi)容及要求1. 內(nèi)容及要求：研究基于單片機的遠程溫度監(jiān)控系統(tǒng)，可以在 pc 機端實時監(jiān)控系統(tǒng)溫度，并根據(jù)當前的溫度值對單片機系統(tǒng)進行控制。利用 vc 編制 pc 示例程序。2.主要技術(shù)指標：（1） 、溫度測量范圍 20-35；（2） 、可以設(shè)置溫度報警的上、下限；（3） 、提供 pc 機通訊接口；（4

8、） 、pc 機軟件實現(xiàn)對溫度數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計和處理； 4.34.3、系統(tǒng)總體方案設(shè)計、系統(tǒng)總體方案設(shè)計4.3.1 設(shè)計方案論證方案一由于本設(shè)計是測溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進行 a/d 轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機進行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設(shè)計需要用到 a/d 轉(zhuǎn)換電路，其中還涉及到電阻與溫度的對應(yīng)值的計算，感溫電路比較麻煩。而且在對采集的信號進行放大時容易受溫度的影響出現(xiàn)較大的偏差。方案二 進而考慮到用溫度傳感器，在單片機電路設(shè)計中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器

9、 ds18b20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測溫度值，進行轉(zhuǎn)換，電路簡單，精度高，軟硬件都以實現(xiàn)，而且使用單片機的接口便于系統(tǒng)的再擴展，滿足設(shè)計要求。從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡單，費用較低，可靠性高，軟件設(shè)計也比較簡單，故采用了方案二。4.3.2、系統(tǒng)總體構(gòu)成圖如下：4.3.3、硬件設(shè)計：現(xiàn)在 pc 機提供的 com 口是采用 rs-232 接口標準的。而 rs-232 是用正負電壓來表示邏輯狀態(tài)，與 ttl 以高低電平來表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同計算機借口或終端的 ttl 器件（如單片機）連接，必須在 rs-232 與 ttl 電路之間進行電平和邏輯

10、關(guān)系的變換，變換電路選用芯片 max232.該器件包含 2 個驅(qū)動器、2 個接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供 tia/eia-232-f 電平轉(zhuǎn)換成 5v ttl/cmos 電平。每一個發(fā)送器將 ttl/cmos 電平轉(zhuǎn)換成 tia/eia-232-f 電平。4.3.4、軟件設(shè)計單片機軟件設(shè)計單片機程序由主程序和中斷子程序組成的。主程序負責對來自上位機的命令進行解析并執(zhí)行讀溫度值、存儲溫度值、輸出控制等等，中斷服務(wù)程序只負責單片機和上位機之間的數(shù)據(jù)發(fā)送與接收。上位機程序設(shè)計由單片機采集的實時溫度，經(jīng)過處理后通過 max232 傳輸?shù)缴衔粰C pc，利用在 visual c+ 6.0 的通信控件 m

11、scomm 屬性設(shè)置和事件響應(yīng)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)與單片機串行通信，在上位機中，完成報警溫度設(shè)置、實時溫度數(shù)據(jù)顯示、曲線繪制,實時報警等功能。4.44.4、系統(tǒng)各個模塊設(shè)計：、系統(tǒng)各個模塊設(shè)計：4.4.1 單片機最小系統(tǒng)1、stc89c51 單片機管腳圖如下：2、各引腳功能：(1)xtal1(19 腳)；xtal2(18 腳)-外接時鐘引腳。xtal1 為片內(nèi)振蕩電路的輸入電源和時鐘引腳.vcc(40 腳)gnd(20 腳)常壓為+5v,低壓為+3.3v。(2)端。 xtal2 為片內(nèi)振蕩電路的輸出端，80c51 的時鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)振蕩方式，需要在這兩個引腳接石英晶體和振蕩電容， 振蕩電容

12、的值一般選擇為10p30p。另一種外部時鐘方式即 xtal1 接地，外部時鐘信號從 xtal2 腳輸入。(3)rst(9 腳)-單片機的復位引腳。p0 口(39 腳32 腳)雙向 8 位 i/o 口，每個口可以獨立控制。51 單片機 po 口內(nèi)部沒有上拉電阻,為高阻狀態(tài)，所以不能正常的輸出高低電平，因此該組 i/o 口在使用的時候務(wù)必要接上拉電阻，一般我們采用接入 10k 的上拉電阻。p1 口(1 腳8 腳)-準雙向 8 位 i/o 口。每個口可以獨立操作控制,內(nèi)帶上拉電阻,這種接口輸出沒有高阻狀態(tài),輸入也不能鎖存,固然不是真正的雙向 i/o 口,之所以稱它為” 準雙向”是因為該口在作為輸入使

13、用前要先向該口進行寫一操作,然后單片機內(nèi)部才可以正確讀出外部信號,也就是要使其先要有個準備過程,所以才稱準雙向口。對 52 單片機的 p1.0引腳的第二功能為 t2 定時器的外部輸入,p1.1 引腳的第二功能為 t2ex 捕捉,重裝觸發(fā),即t2 的外部控制器。p2 口(21 腳28 腳)-準雙向 8 位 i/o 口,每個口都可以獨立操作控制,內(nèi)帶上拉電阻,與 p1 口相似。p3 口(10 腳17 腳)-準雙向 8 位 i/o 口,每個口可以獨立操作控制,內(nèi)帶上拉電阻,作為第一功能使用時就當作普通 i/o 口,與 p1 口相似。作為第二功能使用時,各引腳的定義如表:值得強調(diào)的是,p3 口的每一個

14、引腳均可以獨立定義為第一功能的輸入/輸出或第二功能p3 口引腳第二功能定義標號引腳第二功能說明p3.010rxd串行輸入口p3.111txd串行輸出口p3.212/into外部中斷 0p3.313/int1外部中斷 1p3.414t0定時器/計數(shù)器 0外部輸入口p3.515t1定時器/計數(shù)器 1外部輸入口p3.616/we外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖p3.717/rd外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖3、單片機最小系統(tǒng)其中：a、復位電路單片機上電時，當振蕩器正在運行時，只要持續(xù)給出 rst 引腳連個機器周期的高電平，便可完成系統(tǒng)復位。外部復位電路是為內(nèi)部復位電路提供兩個機器周期以上的電平而設(shè)計的。系統(tǒng)采用上電自動復

15、位，上電瞬間電容器上的電壓不能突變，rst 上的電壓是 vcc 上的電壓與電容器上的電壓之差，因而 rst 上的電壓與 vcc 上的電壓相同。隨著充電的進行，電容器上的電壓不斷上升，rst 上的 電壓就隨著下降，rst 腳上只要保持 10ms 以上高電平，系統(tǒng)就會有效復位。電容 c 可取 1033uf，電阻 r 可取 1.210k。在本系統(tǒng)設(shè)計中，c 取10uf,r 取 10k。b、振蕩電路xtal1 腳和 xtal2 腳分別構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入和輸出端，外接石英晶振或陶瓷晶振以及補償電容 c1、c2 選 47uf 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。當外接石英晶振時，電容c1、c2 選 30pf1

16、0pf；當外接陶瓷振蕩器時，電容 c1、c2 選 47uf10uf。系統(tǒng)中，外接電 c1、c2 的大小會影響振蕩器頻率的穩(wěn)定度、起振時間及溫度穩(wěn)定性。在設(shè)計電路板時，晶振和電容應(yīng)靠近單片機芯片，以便減少寄生電容，保證振蕩器穩(wěn)定可靠工作。在本硬件系統(tǒng)設(shè)計中，為保證串行通行波特率的誤差，選擇了 11.0592mhz 的標準石英晶振，電容 c1、c2 為 30pf。c、ea接高電平，選用片內(nèi)程序存儲器。4.4.2、顯示部分：本系統(tǒng)采用三極管驅(qū)動四位一體共陽數(shù)碼管顯示溫度，數(shù)碼管有兩種顯示方式，即靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。靜態(tài)顯示的特點是每個數(shù)碼管的段選必須接一個 8 位數(shù)據(jù)線來保持顯示的字形碼。當送入一次

17、字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。這種方法的優(yōu)點是占用 cpu 時間少，顯示便于監(jiān)測和控制。缺點是硬件電路比較復雜，成本較高；動態(tài)顯示的特點是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。選亮數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示。所謂動態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時都在顯示。動態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。本設(shè)計數(shù)碼管采用動態(tài)顯示。如下圖：4.4.3、報警電路本設(shè)計中采用三極管驅(qū)動蜂鳴器報警，其中，分別模擬制熱器和制冷器。當溫度高于上限溫

18、度時，蜂鳴器報警，燈亮，模擬啟動制冷器；當溫度低于下限溫度時，蜂鳴器報警，燈亮，模擬啟動制熱器。當按復位鍵時，數(shù)據(jù)清除。其中，與蜂鳴器相連的輕觸開關(guān)斷開時，蜂鳴器停止報警，實現(xiàn)手動解除報警。如圖：rst9xtal218xtal119gnd20p2.0(a8)21p2.1(a9)22p2.2(a10)23p2.3(a11)24p2.4(a12)25p2.5(a13)26p2.6(a14)27p2.7(a15)28psen29ale(prog)30ea(vpp)31p0.7(ad7)32p0.6(ad6)33p0.5(ad5)34p0.4(ad4)35p0.3(ad3)36p0.2(ad2)37p

19、0.1(ad1)38p0.0(ad0)39vcc40p1.01p1.12p1.23p1.34p1.45p1.56p1.67p1.78p3.0(rxd)10p3.1(txd)11p3.2(int0)12p3.3(int1)13p3.4(t0)14p3.5(t1)15p3.6(wr)16p3.7(ro)17u189c51gnd1dq2vdd3u2ds18b20r1res2celectro1jt1234567891110jd connector 9100pfc1capg19dir1a12b118a23b217a34b316a45b415a56b514a67b613a78b712a89b811u574

20、ls24512u3a7407100pfc2capgndssw-pbgndgndvccvccvccr210kgndp23p22abcdefgabcdefgdpdpcom2abfcgdedpcom1abfcgdedpabfcgdedpcom3com4abfcgdedpu6sr410561kp00p01p02p03p04p05p06p07p00p01p02p03p04p05p06p0734u3b740756u3c740798u3d7407r3res2r4res2r5res2r6res2vccp30p31p32p33p30p31p32p33gndq8550vccr7res2p23p22c1+1v+2c

21、1-3c2+4c2-5v-6t2out7r2in8r2out9t2in10t1in11r1out12r1in13t1out14gnd15vcc16u4m ax232gndp34p35p34p35gnd100pfc3vcc100pfc4cap100pfc5100pfc6100pfc7vccr8res2p36p36b1belld1led_recbt?batterygndvcc.4、測溫電路本設(shè)計采用溫度傳感器測量溫度。ds18b20 簡介其兩種封裝如圖：溫度傳感器的種類眾多，在應(yīng)用與高精度、高可靠性的場合時 dallas（達拉斯）公司生產(chǎn)的 ds18b20 溫度傳感器當仁不讓。超小的體積，超低的硬

22、件開消，抗干擾能力強，精度高，附加功能強，使得 ds18b20 更受歡迎。對于我們普通的電子愛好者來說，ds18b20 的優(yōu)勢更是我們學習單片機技術(shù)和開發(fā)溫度相關(guān)的小產(chǎn)品的不二選擇。了解其工作原理和應(yīng)用可以拓寬我們對單片機開發(fā)的思路。ds18b20 的主要特征：1. 全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出。2. 先進的單總線數(shù)據(jù)通信。3. 最高 12 位分辨率，精度可達土 0.5 攝氏度。4. 12 位分辨率時的最大工作周期為 750 毫秒。5. 可選擇寄生工作方式。6. 檢測溫度范圍為55c +125c (67f +257f)7. 內(nèi)置 eeprom，限溫報警功能。8. 64 位光刻 rom，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，

23、方便多機掛接。9. 多樣封裝形式，適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)。ds18b20 芯片封裝結(jié)構(gòu)：ds18b20 引腳功能：gnd 電壓地 dq 單數(shù)據(jù)總線 vdd 電源電壓 nc 空引腳ds18b20 工作原理及應(yīng)用：ds18b20 的溫度檢測與數(shù)字數(shù)據(jù)輸出全集成于一個芯片之上，從而抗干擾力更強。其一個工作周期可分為兩個部分，即溫度檢測和數(shù)據(jù)處理。在講解其工作流程之前我們有必要了解18b20 的內(nèi)部存儲器資源。18b20 共有三種形態(tài)的存儲器資源，它們分別是：rom 只讀存儲器，用于存放 ds18b20id 編碼，其前 8 位是單線系列編碼（ds18b20 的編碼是19h） ，后面 48 位是芯片唯一的序列

24、號，最后 8 位是以上 56 的位的 crc 碼（冗余校驗） 。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時設(shè)置不由用戶更改。ds18b20 共 64 位 rom。ram 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失，ds18b20 共 9 個字節(jié)ram，每個字節(jié)為 8 位。第 1、2 個字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第 3、4 個字節(jié)是用戶eeprom（常用于溫度報警值儲存）的鏡像。在上電復位時其值將被刷新。第 5 個字節(jié)則是用戶第 3 個 eeprom 的鏡像。第 6、7、8 個字節(jié)為計數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計算的暫存單元。第 9 個字節(jié)為前 8 個字節(jié)的 cr

25、c 碼。eeprom 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報警值和校驗數(shù)據(jù)，ds18b20 共 3 位 eeprom，并在 ram 都存在鏡像，以方便用戶操作。電路圖如下：.5、單片機與上位機串口電路在現(xiàn)代業(yè)控制中，串口通信的應(yīng)用越來越廣泛。單片機和pc機之間的串口通信在進行數(shù)據(jù)交換時經(jīng)常被使用。在串行通信時，要求通信雙方都采用一個標準接口，rs232c接口是單片機利pc機進行通信最常用的一種接口。單片機與pc機進行串口通信最簡單的二線制法，即接收數(shù)據(jù)針腳(rxd)與發(fā)送數(shù)據(jù)針腳(txd)相連，彼此交叉，信號地(gnd)對應(yīng)相接。但是，串口還不能直接和單片機相連，可以選用ma

26、x232和max485進行電平轉(zhuǎn)換。max232用于rs232c標準；max485用于rs485標準。rs232c標準規(guī)定在碼元畸變小于4的情況下，傳輸電纜長度最大約為l5米，最高傳輸速率為20kbits。rs485標準最人傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率約為l0mbits。max232 芯片簡介max232 芯片是美信公司專門為電腦的 rs-232 標準串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5v 單電源供電。 引腳介紹：第一部分是電荷泵電路。由 1、2、3、4、5、6 腳和 4 只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12v 和-12v兩個電源，提供給 rs-232 串口電平的需要。 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通

27、道。由 7、8、9、10、11、12、13、14 腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。 其中 13 腳（r1in） 、12 腳（r1out） 、11 腳（t1in） 、14 腳（t1out）為第一數(shù)據(jù)通道。 8 腳（r2in） 、9 腳（r2out） 、10 腳（t2in） 、7 腳（t2out）為第二數(shù)據(jù)通道。 ttl/cmos 數(shù)據(jù)從 t1in、t2in 輸入轉(zhuǎn)換成 rs-232 數(shù)據(jù)從 t1out、t2out 送到電腦 db9 插頭；db9 插頭的 rs-232 數(shù)據(jù)從 r1in、r2in 輸入轉(zhuǎn)換成 ttl/cmos 數(shù)據(jù)后從 r1out、r2out 輸出。 第三部分是供電。15腳gnd、16腳vcc

28、（+5v） 。由于串口用的是 ttl 電平，和 rs232 電平不同，因此，單片機和 pc 通信時需要進行電平轉(zhuǎn)換，常用的 ic 是 max232,連接圖如下圖所示，其中 max232 供電腳為5v。采用了三線制連接串口，也就是說和計算機的 9 針串口只連接其中的 3 根線：第 5 腳的 gnd、第 2 腳的rxd、第 3 腳的 txd。這是最簡單的連接方法，但是對我們來說已經(jīng)足夠使用了。rs232引腳圖串口電路連接圖如下：收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號是相對于信號地，如從dte設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)在使用db25連接器時是2腳相對7腳（信號地）的電平，db25各引腳定義參見圖2-9。典型的rs-232信號在正負

29、電平之間擺動，在發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端驅(qū)動器輸出正電平在+5+15v，負電平在-5-15v電平。當無數(shù)據(jù)傳輸時，線上為ttl，從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束，線上電平從ttl電平到rs-232電平再返回ttl電平。接收器典型的工作電平在+3+12v與-3-12v。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為2v至3v左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約15米，最高速率為20kb/s。rs-232是為點對點（即只用一對收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計的，其驅(qū)動器負載為37k。所以rs-232適合本地設(shè)備之間的通信。上位機和下位機的接線方法如圖上位機和下位機的接線方法mcs-51 內(nèi)部含有一個可編程

30、全雙工串行通信接口，具有 uart 的全部功能。該接口電路不僅能同時進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，也可作為一個同步移位寄存器使用。 在進行異步通信時，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分別在各自的時鐘（tclk 和 rclk）控制下進行的，但都必須與字符位數(shù)的波特率保持一致。mcs-51 串行口的發(fā)送和接收時鐘可由兩種方式產(chǎn)生，一種是由主機頻率 fosc 經(jīng)分頻后產(chǎn)生，另一種方式是由內(nèi)部定時器 t1 或 t2 的溢出率經(jīng) 16 分頻后提供。發(fā)送和接收的過程如下：串行口的發(fā)送過程由指令 mov sbuf，a 啟動，即 cpu 由一條寫發(fā)送緩沖器的指令把數(shù)據(jù)（字符）寫入串行口的發(fā)送緩沖器 sbuf（發(fā)）中，再由硬件電路自動

31、在字符的始、末加上起始位（低電平） 、停止位（高電平）及其它控制位（如奇偶位等） ，然后在移位脈沖shift 的控制下，低位在前，高位在后，從 txd 端（方式 0 除外）一位位地向外發(fā)送。串行口的接收與否受制于允許接收位 ren 的狀態(tài)，當 ren 被軟件置“1”后，允許接收器接收。接收端 rxd 一位位地接收數(shù)據(jù)，直到收到一個完整的字符數(shù)據(jù)后，控制電路進行最后一次移位，自動去掉啟始位，使接收中斷標志 ri 置“1” ，并向 cpu 申請中斷。cpu 響應(yīng)中斷，用一條指令（mov a，sbuf）把接收緩沖器 sbuf（收）的內(nèi)容讀入累加器。ti 和 ri 是由硬件置位的，但需要用軟件復位。.

32、、系統(tǒng)軟件設(shè)計.、單片機軟件設(shè)計：（1）主程序：主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理 ds18b20 的測量的當前溫度值，溫度測量每 1s 進行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度，其程序流程如下所示： 主程序流程圖（2）讀溫度子程序：先讓 ds18b20 復位，然后發(fā)跳過 rom 匹配命令，再發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令，讓 ds18b20 進行溫度轉(zhuǎn)換，延時等待轉(zhuǎn)換完畢后，再將已轉(zhuǎn)換的溫度值一一地從各個 ds18b20 取出，轉(zhuǎn)換成ascall 碼后再發(fā)送到 pc 機上，如此循環(huán)。程序框圖如下：讀溫度程序框圖（3）溫度比較報警子程序此程序是將實際溫度與設(shè)置的報警上下限比較，決定是否發(fā)出

33、報警信號。由于 t 為實際溫度的絕對值，th、tl 也是溫度的絕對值，因此判斷大小關(guān)系時要通過其正負符號來確定。溫度比較報警子程序4.5.2.上位機軟件設(shè)計pc 機程序中包括串口通信模塊，繪圖模塊，命令按鈕模塊，溫度顯示模塊等。一、串口通信模塊在本設(shè)計中，采用 mscomm 控件進行串口的通訊，mscomm 控件串口具有完善的串口數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收功能。通過此控件，pc 機可以利用串行口與其它設(shè)備實現(xiàn)輕松連接，簡單高效地實現(xiàn)設(shè)備之間的通訊。此控件的事件響應(yīng)有兩種處理方式，事件驅(qū)動方式：由 mscomm控件的 oncomm 事件捕獲并處理通訊錯誤及事件；查詢方式：通過檢查 commevent 屬性

34、的值來判斷事件和錯誤。 二、繪圖模塊在 vc 中，繪圖可以利用 line 和 circle 方法繪制幾何圖形11，還可以利用 botton控件繪制各種圖表。而本設(shè)計就采用 botton 控件進形繪制溫度變化曲線圖。botton 控件在繪制直方圖（條形圖） 、折線圖、餅圖、標記圖、填充區(qū)域圖等各種常用的數(shù)據(jù)分析圖形方面有很大的優(yōu)勢，我們只要將需按圖形表示的數(shù)據(jù)裝入數(shù)組中，然后將數(shù)組數(shù)據(jù)賦值給botton 控件，再進行一些簡單的圖形標題、背景、圖例、注腳方面的定義，就可以得到所期望的數(shù)據(jù)分析圖形。由于 botton 控件不是 vc 內(nèi)建的基本控件，因此在使用前必須用工程菜單中的“部件” ，添加 b

35、otton 控件。添加 botton 控件的選項是“microsoft chart control 6.0(oledb)” 。三、命令按鈕11模塊大多數(shù)應(yīng)用程序中都有命令按鈕 commandbutton 控件，用戶可以單擊按鈕執(zhí)行某項操作。在本設(shè)計統(tǒng)中要讓下位機執(zhí)行相應(yīng)操作，就是通過命令按鈕給下位機下發(fā)命令實現(xiàn)該功能。命令按鈕是 vb 應(yīng)用程序中經(jīng)常使用的對象，程序運行中要執(zhí)行一條或一組命令，通常通過用鼠標單擊命令按鈕來實現(xiàn)，當然具體產(chǎn)生何種動作要通過執(zhí)行相應(yīng)的事件過程中的程序代碼來決定。四、溫度顯示模塊在本設(shè)計中顯示由文本框和標簽控件完成。完成后的 vc 界面如下：5.5.結(jié)論結(jié)論 本溫控系

36、統(tǒng)通過 stc89c51 單片機采集從 ds18b20 溫度傳感器所測得的溫度數(shù)據(jù)，并通過串口實時傳送到上位機。單片機系統(tǒng)完成對溫度信號的采集、設(shè)定上下限報警等功能，并通過串口通信與 pc 機進行通信，在 pc 機上進行顯示及一些操作，從而使系統(tǒng)更加直觀，使用更加方便。本設(shè)計主要解決了以下幾個問題:1.系統(tǒng)的硬件采用以單片機為核心的硬件電路,所用元器件也很少,體積小，重量輕，抗干擾能力強，對環(huán)境要求不高，價格低廉。2.實現(xiàn)單片機與 pc 機的通信功能,實現(xiàn)遠距離的進行監(jiān)控.當然本設(shè)講也存在著一些不足:（1）電路設(shè)計技術(shù)還不夠成熟（2）本設(shè)計通信采用 rs232,如果采用 rs485 通信距離將

37、會大大增加這個系統(tǒng)本身或通過擴展可應(yīng)用于智能家居、工業(yè)控制、智能農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測等各個領(lǐng)域的溫度采集以及數(shù)據(jù)分析控制。相信，隨著單片機與pc應(yīng)用的不斷推廣和不斷成熟，基于單片機與pc機的溫度控制系統(tǒng)將會得到廣泛的應(yīng)用。 （3）本設(shè)計在繪圖的時候，定位范圍不是很好，圖線會伸出繪圖區(qū)間。6 6、總結(jié)心得、總結(jié)心得7 7、參考文獻參考文獻 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)基于c51的proteus仿真（第2版） 張齊 電子工業(yè)出版社 c+程序設(shè)計（第四版） 譚浩強 清華大學出版社 c/c+串口通信典型應(yīng)用實例編程實踐 曹衛(wèi)斌 電子工業(yè)出版社 visual c+數(shù)據(jù)采集與串口通信測控應(yīng)用實戰(zhàn) 田敏 人民郵電出版社

38、 c語言常見問題集 steve summit(原著） 翻譯：朱群英 孫云 單片機c語言程序設(shè)計實訓100例基于80c51+proteus仿真 彭偉 北京航空航天大學出版社附錄附錄1、總體電路圖：電腦端程序：dim n as integerdim t as integer 定義全局變量private sub command2_click() 單擊按鈕執(zhí)行數(shù)據(jù)采集或停止采集 if command2.caption = 采集數(shù)據(jù) then command2.caption = 停止采集 timer1.enabled = true mscomm1.output = a else command2.ca

39、ption = 采集數(shù)據(jù) timer1.enabled = false mscomm1.output = b mscomm1.output = b end ifend subprivate sub command4_click() 單擊按鈕清空數(shù)據(jù)text1.text = text4.text = end subprivate sub command5_click() 單擊按鈕開關(guān)通信端口 if command5.caption = 開啟通信 then command5.caption = 關(guān)閉通信 com.enabled = false command2.enabled = true com

40、mand1.enabled = true text2.enabled = true select case com.listindex 指定端口號（com） case 0 mscomm1.commport = 1 case 1 mscomm1.commport = 2 case 2 mscomm1.commport = 3 case 3 mscomm1.commport = 4 end select mscomm1.settings = 9600,n,8,1 9600 波特，無校驗，8 位數(shù)據(jù)位，1 位停止位 mscomm1.inputmode = cominputmodetext 接收文本數(shù)

41、據(jù) mscomm1.inputlen = 0 讀出接收緩沖區(qū)的所有內(nèi)容 mscomm1.inbuffersize = 1024 mscomm1.outbuffersize = 1024 mscomm1.rthreshold = 1 每接收到 1 個字符，發(fā)生 1 次事件 mscomm1.portopen = true 打開串口 else timer1.enabled = false mscomm1.output = b mscomm1.output = b command5.caption = 開啟通信 com.enabled = true mscomm1.portopen = false c

42、ommand2.caption = 采集數(shù)據(jù) command2.enabled = false command1.enabled = false text2.enabled = false end ifend subprivate sub command7_click() 單擊按鈕保存溫度數(shù)據(jù)commondialog1.action = 2open commondialog1.filename for append as #1 write #1, now write #1, text4.textclose #1end subprivate sub form_load() com.additem

43、 com1 com.additem com2 com.additem com3 com.additem com4end subprivate sub mscomm1_oncomm() 串口接收到數(shù)據(jù)時讀出數(shù)據(jù) select case mscomm1.commevent case comevreceive text1.text = text1.text & mscomm1.input case else end selectend subprivate sub text1_change() 對讀出的數(shù)據(jù)進行處理if (len(text1.text) mod 4 = 0) and (len(text1.text) 0) thentext3.text =