【正文】 位 0 和位 1 為測得溫度信息的 LSB 和 MSB。終端設備能夠通過傳送數(shù) 據(jù)的單線接口得到想要讀出的數(shù)據(jù)，在得到的數(shù)據(jù)中，低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)字節(jié)的定義如表 41所示。 主程序設計 首先， PC 機通過串口 發(fā)送 溫度 采集命令 ，使單 片機進入主程序循環(huán)操作。 其中 單片機對電源噪聲很敏感 , 給單片機電源加一個 104 濾波電容 ，以減小電源噪聲對單片機的干擾。 D1LEDR44 .7 KV in1GND2V o u t3U9 L 7 8 0 5+C74 7 0 μ FC90 .1 μ FC 1 00 .1 μ F+C84 7 0 μ FS1S W P B+ 5 V12J1C O N 2 圖 47 電源電路 Power circuit 抗干擾措施 形成干擾的基本要素有三個： 1)干擾源，指產(chǎn)生干擾的元件、設備或信號，用數(shù)學語言描述如下： du/dt， di/dt 大的地方就是干擾源。通過 MAX232 進行電平轉(zhuǎn)換，就能由 RS232 串行通訊線把數(shù)據(jù)直接傳送給 PC 機。最后電路連接如圖 所示。 5)JTAG AVR 復位：復位寄存器為 1 時 MCU復位?？梢酝ㄟ^芯片熔絲位CKSEL3:0 選擇時鐘源。 當 CPU 與外設進行串行通信時，通常使用可編程的異步通信適配器 (UART)實現(xiàn)串并轉(zhuǎn)換。它用來表示，當數(shù)據(jù)通信設備已經(jīng)成功的開始傳送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)終端設備也相應的開始接收數(shù)據(jù)。接下來將介紹控制信號的應用。 (3～ 15)V 之間。由于本系統(tǒng)設計中應用了 PC 機上的 RS232 接口，所以僅對此做出描述。也就是說，當傳送端要開始傳送數(shù)據(jù)時，便將傳輸線上的電位由低電位提升至高電位；而當傳輸結(jié)束后，再將電位降至低電位。它是衡量串行數(shù)據(jù)傳送速度快慢的關(guān)鍵參數(shù)。握手信號在通信過程中遵循 統(tǒng)一協(xié)議。在半雙工形式下，并不是只能使用一條數(shù)據(jù)線，也可以使用兩條數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)的傳送。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)往往依賴于兩個站 (點對點 )之間進行傳送，依據(jù)數(shù)據(jù)流的方向，串行通信的工作模式可以分為 3 種：單工、半雙工、全牟昊楠：基于 VB 的溫度數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的設計 12 雙工。幀的最后一部分是一個幀結(jié)束標記。因此，每次異步傳輸?shù)男畔⒍家砸粋€起始位開頭，它通知接收方數(shù)據(jù)已經(jīng)到達了，這就給了接收方響應、接收和緩存數(shù)據(jù)比特的時間；在傳輸結(jié)束時，一個停止位表示該次傳輸信息的終止。 1) 異步傳輸 異步傳輸將比特分成小組進行傳送，小組可以是 8 位的 1 個字符或更長。在計算機網(wǎng)絡中，定時的因素稱為位同步。 串行通信是指通信的發(fā)送方和接收方之間數(shù)據(jù)信息的傳輸是在單根數(shù)據(jù)線上，以每次一個二進制的 0、 1 為最小單位一位一位的傳輸。需要修改上、下限溫度值時，只需使用一個功能命令即可對TL、 TH 寫入，十分方便。 1234 5678NCNCNCNCNCV D DDQ G N D 圖 21 DS18B20 的外形及管腳排列 Fig. 21 DS18B20 shape and pin arrangement 表 21 DS18B20 引腳定義 Detailed pin description 引腳 說明 DQ 數(shù)字輸入 /輸出端。 4)硅集成電路熱敏傳感器 集成電路熱敏電路傳感器是又一種測量溫度的解決方案，其優(yōu)點是：輸出信號形式為用戶友好型，易于安裝在印刷電路板等；作為一種集成電路，電路設計技術(shù)可以容易地以傳感器方式制作實現(xiàn)，從而可將最具有挑戰(zhàn)性的信號調(diào)理部分包括于同一 集成電路芯片內(nèi)，傳感器的信號輸出，如高電壓幅度，大電流，數(shù)字字符等，可以輕松地與電路其他元件接口，實際上，某些硅集成電路傳感器包括了廣泛的信號處理電路，提供數(shù)字式 I/O 接口至微控制器。 LM5 MAX6501MAX650 MAX6509/6510 是其典型代表。能夠測量不為靜止狀態(tài)的小目標及熱容量相對不大或者發(fā)生快速轉(zhuǎn)換的對象，也可測溫度場的溫度分布 。 它是將溫度傳感器集成在 芯片上，用來進行溫度的測量和模擬信號輸出的一種傳感器，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉。 硬 件方面是由 PC 機和 MAX232 來實現(xiàn)的， DS18B20 采集到的溫度數(shù)據(jù)通過 串行通訊線 傳送給 PC 機，運行在 PC 機上的編程軟件 VB 利用 串行通訊線 提供給硬件的接口，對整個單總線進行操作控制，并且對測量數(shù)據(jù)進行處理。比如全數(shù)字冷庫溫度檢測系統(tǒng) ，利用單片機及外圍電路作為數(shù)據(jù)采集器，通過電力載波線作為傳輸線實現(xiàn)和微機的通信。不僅如此，通過對歷史溫度記 錄數(shù)據(jù)的分析，還可以為使用者提供更多的理論依據(jù)。例如在身邊常見到的在糧食存儲過程中，為了避免糧食顆粒受潮，胚芽萌發(fā)，新陳代謝而產(chǎn)生霉變，必須 不間斷的檢測儲存糧食的溫度。 再有就是電子 產(chǎn)品的生產(chǎn)，煤礦的開采，化工、發(fā)電、煉油等工業(yè)生產(chǎn)領域，溫度也都是重要的控制指標。測量控制的作用是從生產(chǎn)現(xiàn)場中獲取各種參數(shù)，運用科學計算的方法，綜合各種先進技術(shù)，使每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都能夠得到有效的控制，不但保證了生產(chǎn)的規(guī)范化、提 高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本，還確保了生產(chǎn)安全。我國作為一個人口大國和農(nóng)業(yè)大國，同時也是自然災害頻發(fā)的國家，所以糧食儲備就顯得尤為重要，是關(guān)系國計民生的重要問題。 16 測溫系統(tǒng)的下位機系統(tǒng)設 計 12 通信參數(shù) 10 串行通信基礎 9 3 串行通信介紹 6 單總線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 5 四種常見的溫度傳感器的比較 5 不同接觸方式的溫度傳感器 最終測試結(jié)果顯示上位機 實現(xiàn)了實時數(shù)據(jù) 接收 、顯示 和基于 SQL Sever 的實時數(shù)據(jù)庫 管理。 介紹 了 前后臺軟件設計流程圖， 并 給出了設計實現(xiàn)的硬件實物圖和采集到的前后臺溫度顯示結(jié)果。 3 本文設計 的內(nèi)容 10 串行通信工作模式 13 串行通信接口標準 13 RS232串行接口 14 RS232電氣特性 14 RS232接口引腳定義 41 6 關(guān)于軟件通用 性的 思考 43 通用的溫度檢測軟件基本組成部件 46 致謝 47 參考文獻 因此，糧食的安全儲藏具有極其重要的意義。 綜上所述， 為了能更好對糧倉環(huán)境進行監(jiān)測，且實現(xiàn)對分散性糧站的集中性監(jiān)測和管理， 結(jié)合計算機技術(shù)及溫度檢測技術(shù)，提出了一種 新型的糧倉監(jiān)控系統(tǒng) ， 基于 VB 的 溫度監(jiān)測系統(tǒng)。對于這些領域，由于高溫高熱或危險性很大，人工檢測溫度也是不太現(xiàn)實的。傳統(tǒng)糧食溫度的檢測是靠人工測溫的方法，這不僅使糧庫測量工作人員工作量增大，且工作效率低，尤其是大型糧庫的溫度檢遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） 3 測工作任務如不能及時完成，則有可能造成糧食大面積變質(zhì)。所以本系統(tǒng)的設計 具有較高的理論和使用 價值。另外還有烘爐溫度檢測系統(tǒng)，利用單片機實現(xiàn)前端的數(shù)據(jù)采集，用微機實現(xiàn)數(shù)據(jù)保存和統(tǒng)計等，這些系統(tǒng)研究的都是某個專業(yè)領域溫度檢測系統(tǒng)的應用。 軟件方面主要是通過對系統(tǒng)參數(shù)的設置，通信控件的應用，最終實現(xiàn)對 DS18B20 的控制和溫度數(shù)據(jù)的讀取。 3)智能溫度傳感器。是 以上測量溫度方式的顯著優(yōu)點，然而這種方式較為受環(huán)境因素的影響 [2]。 3)數(shù)字式溫度傳感器 就是能把溫度物理量通過溫度敏感元件和相應電路轉(zhuǎn)換成方便計算機、 PLC、智能儀表等數(shù)據(jù)采集設備直接讀取的數(shù)字量的傳感器。但在另一方面，這種集成電路的傳感器在精度及溫度范圍方面不及本文論及其他傳感器，如溫度范圍只能達到 (55 度至 150 度 )，有些略高，有些略低。單線操作，漏極開路。用戶可以根據(jù)自己的需要，將溫度的精度設置為 9～ 12 位，這些設置能在配置寄存器中實現(xiàn)。 串行數(shù)據(jù)傳送的特點是： 1)串行傳送在一根傳輸線上既傳送數(shù)據(jù)信息又傳送聯(lián)絡控制信號； 2)有固定 的數(shù)據(jù)格式，分異步與同步數(shù)據(jù)格式； 3)串行通信中對信號的邏輯定義與 TTL不兼容，故需要進行邏輯關(guān)系與邏輯電平轉(zhuǎn)換； 4)串行傳送信息的速率需要控制，要求雙方設定通信傳輸?shù)牟ㄌ芈?。同步是要接收方按照發(fā)送方發(fā)送的每個位的起止時刻和速率來接收數(shù)據(jù)，否則會產(chǎn)生誤差。發(fā)送方可以在任何時刻發(fā)送這些比特組，而接收方從不知道它們會在什么時候到達。按照慣例，空閑 (沒有傳送數(shù)據(jù) )的線路實際攜帶著一個代表二進制 1 的信號，異步傳輸?shù)拈_始位使信號變成 0，其他的比 特位使信號隨傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息而變化。與同步字符一樣，它也是一個獨特的比特串，類似于前面提到的停止位，用于表示在下一幀開始之前沒有別的即將到達的數(shù)據(jù)了 [5]。 1) 單工方式 數(shù)據(jù)傳送是單向的，稱之為單工形式的顯著特點。 每端需要有一個收 /發(fā)切換電子開關(guān)是進行半雙工通信的關(guān)鍵，依靠切換電子開關(guān)來控制數(shù)據(jù)的傳輸方向。硬件握手指的是一種通過專用線而不是數(shù)據(jù)線進行的信號交換，參與握手的設備表明已做好發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的準備。計算機通信過程中常用的波特率是： 110， 300， 600，1200， 2400， 4800， 9600， 115200bps。接收端會因起始位的觸發(fā) (電壓由低電位升至高電位 )而開始接收數(shù)據(jù)，并且因為停止位的通 知 (電壓維持在低電位 )而明確數(shù)據(jù)的字符信號已經(jīng)結(jié)束，當加入了起始位及停止位才比較容易達到多字符的接收能力。 RS232 串行接口 到目前為止， RS232 是個人計算機與通信工業(yè)中常用的串行接口。介于 3～ +3V 之間，低于 15V 或高于 +15V 的電壓對于電路來說沒有任何作用。 請求發(fā)送 (RTS)—— 當數(shù)據(jù)終端設備想要向通信設備傳輸數(shù)據(jù)時，應用到此信號。當數(shù)據(jù)由一方到達另一方時，數(shù)據(jù)載波檢出線處于工作狀態(tài)。 CPU要發(fā)送數(shù)據(jù)時， UART 能把并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，并添上起始位、校驗位、停止位，然 后由發(fā)送數(shù)據(jù)線輸出。 本次設計采用片內(nèi) RC 振蕩器的 的時鐘，其配置熔絲和加密位為 E D FF[8]。 本次設計采用外部手動復位，手動復位一般采用按鈕的方法使得 AVR 單片機復位。 + 5V ...P D 2R110KR210KR310KD S 1 8 B 2 01 2 3U1D S 1 8B 20D S 1 8 B 2 01 2 3U2D S 1 8B 20D S 1 8 B 2 01 2 3U3D S 1 8B 20 圖 43 單總線溫度檢測 結(jié)構(gòu)圖 Single bus temperature detection diagram P B 0( T 0/ X C K )1P B 1( T 1)2P B 2( I N T 2/ A I N 0)3P B 3( O C 0/ A I N 1)4P B 4( S S )5P B 5( M O S I )6P B 6( M I S O )7P B 7( S C K )8R E S E T9V C C10GND11X T A L 212X T A L 113P D 0( R X D )14P D 1( T X D )15P D 2( I N T 0)16P D 3( I N T 1)17P D 4( O C 1B )18P D 5( O C 1A )19P D 6( I C P 1)20P D 7( O C 2)21P C 0( S C L )22P C 1( S D A )23P C 2( T C K )24P C 3( T M S )25P C 4( T D O )