【正文】 示出來(lái)，這種設(shè)計(jì)需要用到 A/D 轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。長(zhǎng)沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)9第 2 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 功能與設(shè)計(jì)方案 功能要求設(shè)計(jì)一個(gè)基于 Visual Basic 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)器門(mén)仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)程，直到溫度寄存器值大致被測(cè)溫度值。DS18B20 的測(cè)溫原理是這這樣的,器件中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器 1；高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入。若 T＞TH 或 T＜TL，則將該器件內(nèi)的報(bào)警標(biāo)志位置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的報(bào)警搜索命令作出響應(yīng)。單片機(jī)可以通過(guò)單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以 ℃／LSB 形式表示。 表 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間表溫度 LSB溫度 MSBTH 用戶字節(jié) 1TL 用戶字節(jié)2配置寄存器保留保留保留CRCR0R1000101119101112分 辨 率 /位 溫 度 最 大 轉(zhuǎn) 向 時(shí) 間 /ms375750....長(zhǎng)沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)7高速暫存ＲＡＭ的第 8 字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯 1。該字節(jié)各位的定義如圖 3 所示。高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為 8 字節(jié)的存儲(chǔ)器，結(jié)構(gòu)如圖 所示。DS18B20 的性能特點(diǎn)如下：●獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信；●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)功能；●無(wú)須外部器件；●可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ~；●零待機(jī)功耗；●溫度以 9 或 12 位數(shù)字；●用戶可定義報(bào)警設(shè)置；●報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件；●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； DS18B20 采用３腳 PR－35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。在閑置模式下，CPU 停止工作。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。注意加密方式 1 時(shí)，/EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入）長(zhǎng)沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)4 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。并因此作為輸入時(shí)，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P1 口：P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出4TTL 門(mén)電流。 P0 口：P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流?？删幊檀型ǖ?28*8 位內(nèi)部 RAM與 MCS51 兼容 該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。在硬件電路設(shè)計(jì)方面，從電路的簡(jiǎn)單，可靠數(shù)字化，低成本等角度出發(fā)，設(shè)計(jì)者采用了硬件濾波軟件補(bǔ)償兩方面入手，使得設(shè)計(jì)達(dá)到所需精度要求，具有較高的性能價(jià)格比。其中涉及了傳感器，數(shù)據(jù)采集，單片機(jī)數(shù)據(jù)處理，單片機(jī)和 PC 機(jī)通訊 VB 等一系列相關(guān)理論。選擇適當(dāng)?shù)膯纹瑱C(jī)和溫度傳感器及前端處理電路，可以獲得較高精度的測(cè)量。所以對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，僅僅會(huì)使用微機(jī)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要想適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的需要，我們就必須能夠設(shè)計(jì)出基于 PC 技術(shù)的新的電子儀器，以滿足社會(huì)更高層次的需求。長(zhǎng)沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)I基于 的溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘 要 .........................................................IABSTRACT ......................................................II第 1 章 緒論 ...................................................1 AT89C51 簡(jiǎn)介 ................................................2 DS18B20 傳感器簡(jiǎn)介 ..........................................5第 2 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...............................................9 功能與設(shè)計(jì)方案 ..............................................9 功能要求 ..............................................................................................9 設(shè)計(jì)方案 ..............................................................................................9 設(shè)計(jì)中所需要的器件 .........................................11 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ..............................................12 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ...............................................13 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì) ................................................................................13 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì) .................................................................................16第 3 章 程序設(shè)計(jì) ...............................................19 下位機(jī)程序 ................................................19 上位機(jī)程序 ................................................22長(zhǎng)沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)II第 4 章 結(jié)論 ...................................................25參考文獻(xiàn) ......................................................26致 謝 ........................................................27附錄 1 下位機(jī)程序 .............................................28附錄 2 上位機(jī)程序 ..............................................34 長(zhǎng)沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1第 1 章 緒論隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子學(xué)的發(fā)展也越來(lái)越快，帶動(dòng)了大批相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其應(yīng)用的范圍也越來(lái)越廣泛。近年來(lái)，單片機(jī)發(fā)展十分迅速，一個(gè)以微機(jī)應(yīng)用為主的新技術(shù)革命浪潮正在蓬勃興起，單片機(jī)已經(jīng)滲透到工業(yè)，農(nóng)業(yè)，國(guó)防，科研及日常生活等各個(gè)領(lǐng)域。不但方便快捷，成本低廉，省事省力，而且大幅度提高了測(cè)量精度 [1]。本文就如何將溫度這一連續(xù)的物理量轉(zhuǎn)換成模擬的電壓信號(hào)，再將電壓信號(hào)通過(guò)單片機(jī)編碼轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)這一過(guò)程，進(jìn)行了闡述和分析。長(zhǎng)沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2 AT89C51 簡(jiǎn)介AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。由于將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，AT89C2051 是它的一種精簡(jiǎn)版本。4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命：1000 寫(xiě)/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10 年32 可編程 I/O 線低功耗的閑置和掉電模式當(dāng) P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。P1 口管腳寫(xiě)入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P3 口：P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流。 RST：復(fù)位輸入。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令是 ALE才起作用。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN 有效。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（VPP）。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。芯片擦除： 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來(lái)完成。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 圖 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖I/OC64 位ROM和單線接口高速緩存存儲(chǔ)器與控制邏輯溫度傳感器高溫觸發(fā)器 TH低溫觸發(fā)器 TL配置寄存器8 位 CRC 發(fā)生器Vdd長(zhǎng)沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)664 位 ROM 的結(jié)構(gòu)開(kāi)始 8 位是產(chǎn)品類型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟一的序號(hào)，共有 48 位，最后 8 位是前面 56 位的 CRC 檢驗(yàn)碼，這也是多個(gè) DS18B20 可以采用一線進(jìn)行通信的原因。頭 2 個(gè)字節(jié)包含測(cè)得的溫度信息，第 3 和第 4 字節(jié) TH 和 TL 的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。低 5 位一直為１，ＴＭ是工作模式位，用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是在測(cè)試模式，DS18B20 出廠時(shí)該位被設(shè)置為 0，用戶要去改動(dòng)，R1 和 R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來(lái)設(shè)置分辨率。第 9 字節(jié)讀出前面所有８字節(jié)的 CRC 碼，可用來(lái)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。當(dāng)符號(hào)位 S=0 時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號(hào)位 S=1 時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計(jì)算十進(jìn)制數(shù)值。因此，可用多只 DS18B20 同時(shí)測(cè)量溫度并進(jìn)行報(bào)警搜索。器件中還有一個(gè)計(jì)數(shù)門(mén)，當(dāng)計(jì)數(shù)門(mén)打開(kāi)時(shí)，DS18B20 就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)進(jìn)而完成溫度測(cè)量。另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫(xiě)時(shí)序很重要。用單片機(jī)系統(tǒng)接收溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)，并在數(shù)碼管上顯示當(dāng)前溫度值，可測(cè)溫范圍－55125 攝氏度，精度 攝氏度。方案二 ：進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)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 DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測(cè)溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計(jì)要求。顯示電路顯示電路采用 8 位共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼管，從 P0 口輸出段碼，P2 口為 LED 的位選信號(hào)。 設(shè)計(jì)中所需要的器件 單片機(jī):AT89C51 一塊； 溫度傳感器:DS18B20 一塊；8位共陽(yáng)極數(shù)碼管 一塊； 30PF電容一個(gè)，開(kāi)關(guān)一個(gè)，蜂鳴器一個(gè)； 10K電阻 2個(gè)、5K的電阻排； 串行通信線。實(shí)際使用中只用到七個(gè) LED，最后 2 個(gè)用來(lái)顯示攝氏度符號(hào)，第二個(gè)用來(lái)顯示溫度的正負(fù)，當(dāng)溫度為負(fù)時(shí)，顯示“—”號(hào)，為正時(shí)不顯示，同樣由軟件可以實(shí)現(xiàn)，當(dāng)百位為零時(shí)，百位不顯示，百位十位為零時(shí)，百位十位都不顯示，這樣設(shè)計(jì)方便觀察，更加直觀。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計(jì)算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。其程序流程圖如圖 所示。程序流程圖如圖 所示。具體在上下位機(jī)程序里面體現(xiàn)出來(lái)。一般說(shuō)來(lái)，計(jì)算機(jī)都有一個(gè)或多個(gè)串行端口，它們依次為 ComCom2 、… ，這些串口還提供了外部設(shè)備與 PC 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通信的通道。你只首先要確定一個(gè) msm 控件在 system 目錄下并且該控件已經(jīng)被 windows 注冊(cè)，程序才能正常運(yùn)行。VB 編寫(xiě)的實(shí)時(shí)顯示界面如圖 所示，點(diǎn)擊查詢可查詢歷史溫度信息。 。 init()。 }if (RI) {RI = 0。) {send_char()。波特率的產(chǎn)生用定時(shí)器產(chǎn)生