【正文】 RS232 是用正負(fù)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(jì)算機(jī)借口或終端的 TTL 器件（如單 片機(jī)）連接，必須在 RS232 與 TTL 電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換，變換電路選用有德州儀器公司（ TL）推出的一款兼容 RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片 MAX232.該器件包含 2個(gè)驅(qū)動(dòng)器、 2個(gè)接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供 TIA/EIA232F電平轉(zhuǎn)換成5V TTL/CMOS 電平。每一個(gè)發(fā)送器將 TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成 TIA/EIA232F 電平。 方案 ： ①單片機(jī)軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)程序由主程序和中斷子程序組成的。主程序負(fù)責(zé)對(duì)來自上位機(jī)的命令進(jìn)行解析并執(zhí)行讀溫度值、存儲(chǔ)溫度值、輸出控制等等 ，中斷服務(wù)程序只負(fù)責(zé)單片機(jī)和上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)發(fā)送與接收。 ②上位機(jī)程序設(shè)計(jì) AT89C51 PC 機(jī) RS232 數(shù)碼管顯示 恒壓電源 晶振電路 復(fù)位電路 DS18B20 溫度傳感器 福建工程學(xué)院國(guó)脈信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 由單片機(jī)采集的 測(cè)試點(diǎn) 實(shí)時(shí)溫度，通過 MAX232 傳輸?shù)缴衔粰C(jī) PC，利用在 Visual Basic 的通信控件 Msm 屬性設(shè)置和事件響應(yīng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)串行通信，在上位機(jī)中，完成溫度傳感器 64位激光 ROM讀取并顯示、實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、曲線繪制、歷史數(shù)據(jù)查詢，其中在數(shù)據(jù)查詢功能中，設(shè)計(jì)了時(shí)間查詢、溫度查詢等功能。 系統(tǒng)各個(gè)模塊設(shè)計(jì)： （ 1） AT89C51管腳圖如下： AT89C51封裝引腳圖 引腳說明： ① 電源引腳 Vcc（ 40腳）：典型值＋ 5V。 Vss（ 20腳）：接低電平。 ② 外部晶振 X X2分別與晶體兩端相連接。當(dāng)采用外部時(shí)鐘信號(hào)時(shí)， X2接振蕩信號(hào)， X1接地。 ③ 輸入輸出口引腳： P0口： I/O雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置 “ 1” 。 P1口： I/O雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置 “ 1” 。 P2口： I/O雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置 “ 1” 。 P3口： I/O雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置 “ 1” 。 福建工程學(xué)院國(guó)脈信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) ④ 控制引腳： RST/Vpd、 ALE/PROG、 PSEN、 EA/Vpp組成了 MSC51的控制總線。 RST/Vpd（ 9腳）：復(fù)位信號(hào)輸入端（高電平有效）。 第二功能：加 +5V備用電源，可以實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù) RAM信息不丟失。 ALE/PROG(30 腳）：地址鎖存信號(hào)輸出端。 第二功能：編程脈沖輸入。 PSEN（ 29腳）：外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。 EA/Vpp(31 腳）：外部程序存儲(chǔ)器使能端。 第二功能：編程電壓輸入端（ +21V）。 （ 2） 單片機(jī)最小系統(tǒng)： 單片機(jī)最小系統(tǒng) （ 3） 復(fù)位電路： 單片機(jī)上電時(shí)，當(dāng)振蕩器正在運(yùn)行時(shí)，只要持續(xù)給出 RST引腳連個(gè)機(jī)器周期的高電平，便可完成系統(tǒng)復(fù)位。外部復(fù)位電路是為內(nèi)部復(fù)位電路提供兩個(gè)機(jī)器周期以上的電平而設(shè)計(jì)的。系統(tǒng)采用上電自動(dòng)復(fù)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(jìn)行，電 福建工程學(xué)院國(guó)脈信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(huì)有效復(fù)位。電容 C可取 10~33uF，電阻 R 可取 ~10kΩ 。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中， C取10uf,R取 10kΩ 。 （ 4）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(bǔ)償電容 C C2選 47uF構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。當(dāng)外接石英晶振時(shí)，電容 CC2 選 30Pf177。 10pF； 當(dāng)外接陶瓷振蕩器時(shí)，電容 C C2選 47uF177。 10uF。 系統(tǒng)中， 外接電 CC2 的大小會(huì)影響振蕩器頻率的穩(wěn)定度、起振時(shí)間及溫度穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)電路板時(shí)，晶振和電容應(yīng)靠近單片機(jī)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(jì)中，為保證串行通行波特率的誤差，選擇了 的標(biāo)準(zhǔn)石英晶振，電容 C C2為 30pF。 （ 3） EA 接高電平，選用片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。 （ 4） 單片機(jī)編程 顯示電路 數(shù)碼管顯示電路部分如圖： 福建工程學(xué)院國(guó)脈信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 顯示部分 采用四位一體共陰數(shù)碼管， 為了顯示數(shù)字或字符，必須對(duì)數(shù)字或字符進(jìn)行編碼。七段數(shù)碼管加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，共計(jì) 8段。因此為 LED顯示器提供的編碼正好是一個(gè)字節(jié)。 共陰數(shù)碼管碼表 ? 0x3f , 0x06 , 0x5b , 0x4f , 0x66 , 0x6d , ? 0 1 2 3 4 5 ? 0x7d , 0x07 , 0x7f , 0x6f , 0x77 , 0x7c , ? 6 7 8 9 A B ? 0x39 , 0x5e , 0x79 , 0x71 , 0x00 ? C D E F 無顯示 靜態(tài)顯示方式 LED 顯示器工作方式有兩種：靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是每個(gè)數(shù)碼管的段選必須接一個(gè) 8位數(shù)據(jù)線來保持顯示的字形碼。當(dāng)送入一次字形碼后，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(diǎn)是占用 CPU時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測(cè)和控制。缺點(diǎn)是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。 動(dòng)態(tài)顯示 動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)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(dòng)態(tài)掃描顯示。所謂動(dòng)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(shí)都在顯示。動(dòng)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(shí)應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。 本設(shè)計(jì)采用四位一體共陰數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示。 由于串口用的是 TTL 電平，和 RS232電平不同，因此，單片機(jī)和 PC通信時(shí)需要進(jìn)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(jì)算機(jī)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(jiǎn)單的連接方法，但是對(duì)我們來說已經(jīng)足夠使用了，電路如下圖所示， MAX232的第 10 腳和單片機(jī)的 11腳連接，第 9腳和單片機(jī)的 10 腳連接 。 福建工程學(xué)院國(guó)脈信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) MAX232 串口通信電路圖（ 9孔串口接頭） DS18B20溫度傳感器電路 DS18B20 溫度傳感器是美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè) 溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn) 912位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 DS18B20 的性能特點(diǎn)如下： （ 1）獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信， DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20的雙向通訊 。 （ 2） DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能 ，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)測(cè)溫； （ 3）無須外部器件， 全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi) ； （ 4）可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ； （ 5）零待機(jī)功耗； （ 6）溫度以 9或 12位數(shù)字， 對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ 、 ℃ 、 ℃ 和 ℃ ，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫 ； （ 7）用戶可定義報(bào)警設(shè)置； （ 8）報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件； （ 9）負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作； （ 10） 測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以 一線總線 串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力 DS18B20采用 3腳 PR35 封裝或 8腳 SOIC封裝，其 引腳排列及 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 以及測(cè)溫原 福建工程學(xué)院國(guó)脈信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 理圖如下 所示 ： 引腳排列 電路連接如下圖： 恒壓電源電路 本設(shè)計(jì)的供電電路主要變壓器、整流橋、濾波電路和 78L05芯片組成。電源供電電路如圖所示： 系統(tǒng)供電電源總體電路圖 福建工程學(xué)院國(guó)脈信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 單片機(jī)與 PC 機(jī)串口連接 電路 ： 目前 RS232是 PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。 RS232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。 RS232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。 圖 29 RS232引腳圖 收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號(hào)是相對(duì)于信號(hào)地，如從 DTE設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)在使用 DB25連接器時(shí)是 2腳相對(duì) 7腳（