【正文】 ........................................22 主程序 ..........................................................................................................................22 各部分子程序的設(shè)計 .................................................................................................24 液晶驅(qū)動程序 ..................................................24 單總線驅(qū)動程序 ................................................24 讀取溫度程序 ..................................................24 軟件濾波及數(shù)據(jù)校驗 ..................................................................................................25 通訊協(xié)議介紹 ..............................................................................................................26 上位機(jī)數(shù)據(jù)采集程序 ..................................................................................................26結(jié) 論 ..................................................................................................................27致謝 ....................................................................................................................28參考 文獻(xiàn) ............................................................................................................29附錄 A 總原理圖 ..............................................................................................30附錄 B PROTUES 仿真 DS18B20 截圖 ........................................................31第一章 緒論 課題背景在當(dāng)代社會的生產(chǎn)生活中，溫度檢測系統(tǒng)被廣泛用于社會生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域。通過對溫室中溫度大小采集和控制，改變植物生長的自然環(huán)境、創(chuàng)造適合植物最佳的生長條件。由此而引發(fā)的各種溫室測控技術(shù)的實際應(yīng)用與研究也取得了長足的發(fā)展,并向高層次的自動化、智能化方向發(fā)展。 在很多電子產(chǎn)品中也將其用到溫度檢測和溫度控制。目前溫度測量系統(tǒng)種類繁多，功能參差不齊。有簡單的應(yīng)用于家庭的如空調(diào)，電飯煲、太陽能熱水器，電冰箱等家用電器的溫度進(jìn)行檢測和控制。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高，造價低和開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，為自動化和各個測控領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件，在日常生活中成為必不可少的器件，尤其是在日常中發(fā)揮的作用也越來越大。因此，單片機(jī)對溫度的控制問題是一個日常中經(jīng)常會遇到的問題。溫室工程主要包括兩個方面內(nèi)容，一方面是溫室結(jié)構(gòu)工程，另一方面是溫室測控系統(tǒng)，而溫室測控系統(tǒng)又是由溫室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與溫室環(huán)境控制系統(tǒng)兩個部分組成的，兩者相輔相成缺一不可。溫室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為溫室內(nèi)各環(huán)境因子的采集部分，由溫度傳感器所組成的，這些傳感器通常分布在非常廣的范圍內(nèi)，通訊距離遠(yuǎn)，因此，需要一種可靠性高且適合溫室環(huán)境使用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，滿足數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)囊?。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)相比，用戶能夠在遠(yuǎn)程及時獲得現(xiàn)場情況，能更準(zhǔn)確、有效地得到現(xiàn)場的數(shù)據(jù)。近年來，隨著 Inter 網(wǎng)絡(luò)的普及和遠(yuǎn)程控制策略的完善，基于網(wǎng)絡(luò)通信的手段在遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)上的應(yīng)用發(fā)展迅猛。遠(yuǎn)程溫濕度測控系統(tǒng)是一種用于家庭、倉庫、溫室、商場等需要對環(huán)境信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的系統(tǒng)。傳感器通過單總線組網(wǎng)，把現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳送給處理器進(jìn)行處理，然后由處理器通過網(wǎng)絡(luò)傳送給上位機(jī)（PC機(jī)），供用戶分析，控制，從而提高了工作效率。 課題的發(fā)展歷史隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，對遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)以及設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控和故障報警已成為保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性和安全性、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵技術(shù)。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)手段日益引起行業(yè)內(nèi)的廣泛重視。作為一個涉及多學(xué)科的綜合性學(xué)科問題，監(jiān)控的模式經(jīng)歷了從單片機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)到分布式監(jiān)控系統(tǒng)，再到遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)這樣一個發(fā)展歷程。第一代監(jiān)控系統(tǒng)是以多用戶聯(lián)機(jī)、集中式控制為特征的單機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)時的監(jiān)控系統(tǒng)主要是針對某一特定的被測對象而設(shè)計的，它主要由1臺計算機(jī)和1塊或多塊功能模板構(gòu)成，信息的交換與處理僅限于監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部，是一種封閉式的系統(tǒng)。第二代監(jiān)控系統(tǒng)以局域網(wǎng)、集散化控制為特征，主要是針對大型設(shè)備主機(jī)和多輔助工程分布和地域分布的特點(diǎn)，通過局域網(wǎng)把分布于各個局部的現(xiàn)場，獨(dú)立完成特定功能的本地計算機(jī)互連起來，以實現(xiàn)資源共享、協(xié)同工作、分散監(jiān)控和集中操作、管理與報警功能的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。第二代系統(tǒng)是基于工業(yè)局域網(wǎng)的相對開放的系統(tǒng)，監(jiān)控信息的處理在局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行。進(jìn)入90年代后期，隨著計算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，特別信息高速公路的開通，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)和計算機(jī)的有機(jī)融合，是數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制技術(shù)發(fā)展的嶄新階段。它以計算機(jī)為主，在現(xiàn)場安置數(shù)據(jù)采集探頭，采集數(shù)據(jù)，在控制中心提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。遠(yuǎn)程監(jiān)控對現(xiàn)場一些數(shù)據(jù)實時測試，以及環(huán)境的信息進(jìn)行采集，通過對數(shù)據(jù)分析、處理然后傳送給遠(yuǎn)程主機(jī)，同時還可以保存這些數(shù)據(jù)，在需要的時候進(jìn)行比較分析控制等。 本篇論文的內(nèi)容本課題完成了基于單總線的溫室環(huán)境檢測系統(tǒng)，通過單片機(jī)系統(tǒng)采集單總線上的溫度傳感器的數(shù)據(jù)，并在液晶顯示器上實時顯示溫度信息，通過 RS485 網(wǎng)絡(luò)，把溫度數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)端的 PC 機(jī)。通過 WINDOWS 平臺的數(shù)據(jù)采集軟件，顯示下位機(jī)采集的溫度數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對溫室環(huán)境的本地和遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)采集管理，也可應(yīng)用于其它需要溫度數(shù)據(jù)的領(lǐng)域。本課題的主要內(nèi)容如下：數(shù)據(jù)采集：制作單總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采集溫度大小。在單總線上，可通過識別傳感器的序列號，應(yīng)用總線型網(wǎng)絡(luò)掛接多個傳感器。數(shù)據(jù)處理、分析、顯示：通過單片機(jī)采集單總線的數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)學(xué)運(yùn)算，CRC 校驗，軟件濾波等技術(shù)處理后，用液晶顯示器實時顯示溫度大小。數(shù)據(jù)傳輸：通過 RS485 網(wǎng)絡(luò)，將下位機(jī)采集的數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)系統(tǒng)，上位機(jī)（PC 機(jī)）用 C++Builder 編制串口通訊程序，實現(xiàn)對下位機(jī)數(shù)據(jù)的顯示和處理，由于PC 機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，任何個性化的要求以及生產(chǎn)生活的需要，都可以通過 PC機(jī)的數(shù)據(jù)采集軟件來實現(xiàn)。第二章 方案論證及選型通過對該系統(tǒng)的調(diào)查研究，可以得到系統(tǒng)的總體框圖如下 圖 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)主要由單片機(jī)系統(tǒng)、單總線傳感器網(wǎng)絡(luò)、顯示部分、數(shù)據(jù)采集、通信部分和上位機(jī)數(shù)據(jù)采集軟件幾個部分組成。 單片機(jī)系統(tǒng)方案論證單片機(jī)系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心，通過單片機(jī)系統(tǒng)才能采集傳感器的數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行處理、顯示。方案一：8051 系列單片機(jī)8051 單片機(jī)最早是由 Intel 公司推出，其后，多家公司購買了 8051 的內(nèi)核，使得以 8051 為內(nèi)核的 MCU 系列單片機(jī)在世界上產(chǎn)量最大，應(yīng)用也最廣泛 。這些公司都在保持與 8051 單片機(jī)兼容的基礎(chǔ)上改善了 8051 許多特性，改變時序特性、增加 ISP 功能、提高機(jī)器周期、降低時鐘頻率、放寬了電源電壓的動態(tài)范圍等，使 8051 單片機(jī)的性能有了很大的提高和改善。根據(jù)具體系統(tǒng)要求選用不同公司合適的型號，可以完成很多設(shè)計。方案二：Atmel 單片機(jī)CPU溫度檢測軟件1wire通信顯示器ATMEL 公司是世界上著名的高性能低功耗非易失性存儲器和數(shù)字集成電路的一流導(dǎo)體制造公司 ATMEL 公司最令人注目的是它的 EPROM 電可擦除技術(shù)閃速存儲器技術(shù)和質(zhì)量高可靠性的生產(chǎn)技術(shù)在 CMOS 器件生產(chǎn)領(lǐng)域中 ATMEL 的先進(jìn)設(shè)計水平優(yōu)秀的生產(chǎn)工藝及封裝技術(shù)一直處于世界的領(lǐng)先地位這些技術(shù)用于單片機(jī)生產(chǎn)使單片機(jī)也具有優(yōu)秀的品質(zhì)在結(jié)構(gòu)性能和功能等方面都有明顯的優(yōu)勢 ATMEL 公司的單片機(jī)是目前世界上一種獨(dú)具特色二性能卓越的單片機(jī)它在計算機(jī)外部設(shè)備通訊設(shè)備自動化工業(yè)控制宇航設(shè)備儀器儀表和各種消費(fèi)類產(chǎn)品中都有著廣泛的應(yīng)用前景。其生產(chǎn)的 AT90系列是增強(qiáng)型 RISC 內(nèi)載 FLASH 單片機(jī)，通常稱為 AVR 系列。AT91M 系列是基于ARM7TDMI 嵌入式處理器的 ATMEL16/32 微處理器系列中的一個新成員該處理器用高密度的 16 位指令集實現(xiàn)了高效的 32 位 RISC 結(jié)構(gòu)且功耗很低。方案三：Microchip 單片機(jī)Microchip 單片機(jī)是市場份額增長最快的單片機(jī)。他主要產(chǎn)品是 16C 系列 8 位單片機(jī)，CPU 采用 RISC 結(jié)構(gòu)，僅 33 條指令，運(yùn)行速度快，且以低價位著稱，一般單片機(jī)價格都在 1 美元以下，Microchip 單片機(jī)沒有掩膜產(chǎn)品，全部都是 OTP 器件（現(xiàn)已推出 FLASH 型單片機(jī)） 。 Microchip 強(qiáng)調(diào)節(jié)約成本的最優(yōu)化設(shè)計，是使用量大，檔次低，價格敏感的產(chǎn)品。在辦公自動化設(shè)備，消費(fèi)電子產(chǎn)品，電訊通信，智能儀器儀表，汽車電子，金融電子，工業(yè)控制不同領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。方案四：ARM 處理器ARM 處理器是 Acorn 計算機(jī)有限公司面向低預(yù)算市場設(shè)計的第一款 RISC 微處理器。ARM 處理器本身是 32 位設(shè)計，但也配備 16 位指令集。一般來講比等價的 32 位代碼節(jié)省達(dá) 35%，卻能保留 32 位系統(tǒng)的所有優(yōu)勢。ARM 的 Jazelle 技術(shù)是 Java 加速得到比基于軟件 Java 虛擬機(jī)高得多的性能，和同等的非 Java 加速核相比功耗降低80%。 CPU 功能上增加 DSP 指令集提供增強(qiáng)的 16 位和 32 位算術(shù)運(yùn)算能力，提高了性能和靈活性。ARM 還提供兩個前沿特性來輔助帶深嵌入處理器的高集成 SoC 器件的調(diào)