【正文】 據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越寬、所涉及到的測量信號和信號源的類型越來越多、對測量的要求也越來越高，國內(nèi)現(xiàn)在已有不少數(shù)據(jù)測量和 采集的系統(tǒng)，但很多系統(tǒng)存在功能單一、采集通道少、采集速率低、操作復(fù)雜，并且對測試環(huán)境要求較高等問題。伴隨工業(yè)科技、農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，溫度測量需求越來越多，也越來越重要。控制器通過溫度傳感器實(shí)時檢測各節(jié)點(diǎn)的溫度變化，并在 LCD1602 上循環(huán)顯示各節(jié)點(diǎn)溫度的 變化。若采用一般溫度傳感器采集溫度信號，則需要設(shè)計(jì)信號調(diào)理電路、 A/D 轉(zhuǎn)換及相應(yīng)的接口電 路，才能把傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送到計(jì)算機(jī)去處理。 即使能實(shí)現(xiàn) ，也要用到復(fù)雜的算法，一定程度上也增加了軟件實(shí)現(xiàn)的難度。 采用溫度芯片 DS18B20 測量溫度，可以體現(xiàn)系統(tǒng)芯片化這個趨勢。既可以單獨(dú)對多 DS18B20 控制工作，還可以與 PC 機(jī)通信 .運(yùn)用主從分布式思想，由一臺上位機(jī)XXX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 （ PC 微型計(jì)算機(jī)），下位機(jī)（單片機(jī)）多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)采集，組成兩級分布式多點(diǎn)溫度測量的巡回檢測系統(tǒng) ,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。下面將依次對各個模塊進(jìn)行說明。 穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)電網(wǎng)電壓波動，負(fù)載和溫度變化時，維持輸出直流電壓穩(wěn)定。測溫分辨率可達(dá) ℃ ，被測溫度用符號擴(kuò)展的 16 位數(shù)字量方式串行輸出。 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如圖 。 其中 R0、 R1：溫度計(jì)分辨率設(shè)置位，其對應(yīng)四種 分 辨率如 下 表所列，出廠時 R0、 R1 置為缺省值： R0=1，R1=1（即 12位分辨率），用戶可根據(jù)需要改寫配置寄存器以獲得合適的分辨率。在這種情況下我們可以采用分組的方式，用單片機(jī)的多個 I/O 來驅(qū)動多路 DS18B20。 DS18B20 在三線制應(yīng)用時，應(yīng)將其三線焊接牢固；在兩線應(yīng)用時，應(yīng)將 VCC與 GND接在一起，焊接牢固。 在通常使用中，一般采用 8 位地址碼和 4 位數(shù)據(jù)碼，這時編碼電路 PT2262 和解碼PT2272 的第 1～ 8腳為地址設(shè)定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態(tài)， 3 的 8 次方為 6561，所以地址編碼不重復(fù)度為 6561 組，只有發(fā)射端 PT2262 和接收端 PT2272 的地 址編碼完全相同，才能配對使用，例如將發(fā)射機(jī)的 PT2262 的第 2 腳接地第 3 腳接正電源，其它引腳懸空，那么接收機(jī)的 PT2272 只要第 2 腳接地第 3 腳接正電源，其它引腳懸空就能實(shí)現(xiàn)配對接收。第 10~13 引腳為數(shù)據(jù)輸入端，這四個引腳分別與單片機(jī) AT89S51 的 ~ 口相連。當(dāng)解碼有效時 17 腳輸出瞬間的高電平同時使單片機(jī)產(chǎn)生中斷 來讀取數(shù)據(jù)XXX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 和二極管瞬間發(fā)光。 RW 為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。它與通用 80C51 系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)和引腳兼容。 P0也可用做訪問外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器時的低 8 位地址 /數(shù)據(jù)總線的復(fù)用線。在串行編程和效驗(yàn)時， ， 、輸出和移位脈沖引腳。 P3 口用做輸出口時，輸出緩沖器可吸收 4各 TTL 的灌電流；用做輸入口時，首先將引腳置 1，由內(nèi)部上拉電阻抬位高電平。在正常操作情況下， ALE 以振蕩器頻率的 1/6 的固定速率發(fā)出脈沖，它是用作對外輸出的時鐘，需要注意的是，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。 /Vpp：訪問外部程序存儲器允許端 。二是執(zhí)行軟件（子程序），它是用來完成各種實(shí)質(zhì)性的功能如測量、計(jì)算、顯示、通訊等。 在一線制總線上串接多個 DS18B20 器件時 ， 需要先發(fā)送跳過 ROM 指令 ， 將所有傳感器都進(jìn)行一次溫度轉(zhuǎn)換 ， 之后通過匹配 ROM依次讀取每個傳感器的溫度數(shù)據(jù) ， 實(shí)現(xiàn)對單I/O 口上的多個 DS18B20 器件的操作 [10]。 測試方法 使系統(tǒng)運(yùn)行，觀察系統(tǒng)硬件檢測是否正常（包括單片機(jī)最小系統(tǒng)，鍵盤電路，顯示電路，溫度測試電路等）。 本系統(tǒng)還是一個不完善的系統(tǒng)，還有許多需要改進(jìn)的地方。 RST9XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE(PROG)30EA(VPP)31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC4012345(MOSI)6(MISO)7(SCK)8(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RO)17UA89S5120pC1Cap20pC2Cap12Y1x1x2x1x2S1SWPBVCCVCC200R1Res210KR2Res222pC3Cap Pol1GNDRSTRSTVCCGND112233445566778899101011111212131314141515161617171818U2PT2262GNDR6GNDVCC1234F05VD1LED0VCCGNDE1Antenna1 2 3J1DS18B20 AGNDVCCR3Res2VCC1 2 3J2DS18B20 BGNDVCC1 2 3J3DS18B20 CGNDVCCRST9XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE(PROG)30EA(VPP)31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC4012345(MOSI)6(MISO)7(SCK)8(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RO)17UB89S51X1X2VCCRTVCCGNDVSS1VCC2VO3RS4RW5E6RB07BLA15BLK16RB18RB29RB310RB411RB512RB613RB714LCD1LCD1602GNDVCCRT110KGNDRSRWE10,1/2WR7VCCGND112233445566778899101011111212131314141515161617171818U3PT2272GND1234J05VE2AntennaVCCGND200KR8VCCRSRWEd1D2LED2GND1KR9Res2D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7d2d3d4d1d2d3d420pCB1Cap20pCB2Cap12Y2X1X2SB1SWPBVCC200RB1Res210KRB2Res222pCB3Cap Pol1GNDRTGND123J0AC/9V~8VD0Bridge1C7CapC9Cap470uC6Cap Pol1220uC8Cap Pol1123V VGNDINOUTU4 78L05GNDVCC10KR10Res2D3LED2XXX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 P2=x1。 define DQ P1_0 //溫度接收口 uchar tpl。 i=100。 i=4。i++。i++) { j=rdbit()。0x01。 } else { DQ=0。 delay_b(1)。 tpl=rdbyte()。 } void disp_led() { P0=a[y1]。 P2=0XFF。b++) for(c=0。0x07)*16。 uchar temp1,temp2,temp3。 wc51_data(temp1%10)。 wc51r(0xC0)。 } /***************pt2272讀函數(shù) *************************/ uchar recv_dat() { uchar y。 } else if(flag_dat==3) { temp3=dat*10。 } dat1=dat1amp。 */ define RS P2_5 define RW P2_6 define E P2_7 void init()。//使用 8位數(shù)據(jù)，雙行顯示， 5*7點(diǎn)陣 //wc51r(0x0e)。//上升沿時數(shù)據(jù)才開始建立，也就是讀入 P0口的數(shù)據(jù) _nop_()。 _nop_()。 } void wc51_str(uchar *p)//輸入字符串函數(shù) { while(*p) { wc51_data(*p)。 XXX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 E=1。 RW=0。// 作為輸入時，應(yīng)該被拉高，初始化輸入端口 RS=0。//聲明寫字符串函數(shù) void fbusy()。 dat=dat1|dat2。//讀取高 4數(shù)據(jù)位 flag++。//開總中斷 EX0=1。 wc51_data(39。 wc51_data(39。 wc51_data(temp1%100/10)。0x0f)*(100/16)。 delay_2(500)。 P2=0XFF。 P0=a[y2]amp。i8。 rxwait()。 i++。i++。 uchar j, btm。 return (b)。 DQ=0。 while(i0) i。i125。//讀取溫度 send_dat(temp1)。 設(shè)計(jì)得以順利完成 ,得感謝我的指導(dǎo)老師，在這個過程中 他 都一直指導(dǎo)著我，雖然他沒有時時刻刻在我們身邊親歷指導(dǎo)，但是他每天都詢問我的進(jìn)展情況，對我遇到的問題給予我解答，并對我的設(shè)計(jì)進(jìn)行一些優(yōu)化。 使用串口調(diào) 試助手與單片機(jī)通訊，觀察單片機(jī)與串口之間傳輸數(shù)據(jù)正確否。另外，由于 DS1820單線通信功能是分時完成的，遵循嚴(yán)格的時隙概念 ， 系統(tǒng)對 DS1820和各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行，即：初始化 DS18B20(發(fā)復(fù)位脈沖 )→發(fā) ROM功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數(shù)據(jù)。 程序設(shè)計(jì) 流程圖 圖 發(fā)射流程圖 圖 接收流程圖 XXX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 溫度傳感器多點(diǎn)數(shù)據(jù)采集 DS18B20 可設(shè)定 9～ 12 位的分辨率 ， 本系統(tǒng)采用 12位分辨率 ， 轉(zhuǎn)換精度為 ℃ ，轉(zhuǎn)換溫度信號所需最長時間為 750ms。 XTAL1：振蕩器反向放大器輸入端和內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。若微控制器在外部執(zhí)行方式， ALE 禁止位無效。 表 P3口的替代功能 引腳 符號 說明 RXD 串行口輸入 TXD 串行口輸出 /INT0 外部中斷 0 /INT1 外部中斷 1 T0 T0 定時器的外部的計(jì)數(shù)輸入 T1 T1 定時器的外部的計(jì)數(shù)輸入 /WR 外部數(shù)據(jù)存儲器的寫選通 /RD 外部數(shù)據(jù)存儲器的讀選通 RST：復(fù)位端。 CPU 訪問外部 16 位地址的存儲器時， P2XXX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 16