【正文】 的測量對象，按照輸出信號模式的不同，能夠粗略的分成為三類：模擬式、邏輯輸出、數(shù)字式溫度傳感器。 四種常見的溫度傳感器的比較 1)熱電偶傳感器 熱電偶由二根不同的金屬線材，將它們一端焊接在一起構(gòu)成，而兩種不同金屬的焊接端放置于需要測量溫度的目標(biāo)上。 在今日的溫度傳感器市場上，熱電偶，熱電阻，熱敏電阻及集成電路傳感器將繼續(xù)居于支配地位，熱電偶最適于高溫檢測，而熱電阻最適于溫度稍低但線性特性要求優(yōu)異的場合，熱敏電阻適用于溫度范圍更窄、但 對測量精度比熱電偶和熱電阻更高的場合。工作在寄生電源模式 時 ，提供電源 GND 電源地 VDD 外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式是接地） 以上 部分介紹了 DS18B20 的外形及其管腳排列、引腳的定義。 TH， TL 和配置寄存器都具有不容易丟失數(shù)據(jù)，并且 能夠擦除的功能，因此所得到的數(shù)據(jù)在突然掉電時能夠給予存儲。 總而言之，串行通信是指在單根數(shù)據(jù)線上將數(shù)據(jù)一位一位地按照順序進(jìn)行傳送。通?？梢圆捎猛交虍惒降膫鬏敺绞綄ξ贿M(jìn)行同步處理 [4]。一個常見的例子遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 是計算機鍵盤與主機的通信。最后，停止位使信號重新變回 1，該信號一直保持到下一個開始位到達(dá)。 綜上所述，我們可以歸結(jié)一下同步傳輸和異步傳輸?shù)膮^(qū)別，具體如下： 1)異步傳輸是面向字符的傳輸，而同步傳輸是面向比特的傳輸。在通信雙方的數(shù)據(jù)傳輸中，其中一方固定為發(fā)送端，另外一方則固定為接收端。由于存在切換，所以在通信過程中會出現(xiàn)時延，以此造就低效的信息傳輸速率。軟件握手由通過同樣的線路傳輸?shù)男盘柦M成， 用于傳送數(shù)據(jù)， 如遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 用調(diào)制解調(diào)器通過電話線 進(jìn)行通信 [6]。 在數(shù)據(jù)的傳送單位中，一般串行通信端口所傳送的數(shù)據(jù)是字符型。起始位固定為 1 位，然而 停止位可以有 、 2 位等多種選擇，具體設(shè)置方法要依據(jù)通信雙方協(xié)議即可。對于 RS232 接口，人們習(xí)慣的稱它為在低速率串行通信中，具有延長通信距離優(yōu)點的單端標(biāo)準(zhǔn)。所 以，電平在177。當(dāng)此信號有效時， RTS 自身詢問調(diào)制解調(diào)器是否需要發(fā)送數(shù)據(jù) [7]。并且告知另一方準(zhǔn)備接收信號，經(jīng)過調(diào)制解調(diào)信號后，送到終端設(shè)備。當(dāng) CPU接收數(shù)據(jù)時， UART 從串行線上接收數(shù)據(jù)，去掉起始位、停止位，并檢驗有無奇偶錯誤和幀錯誤，然后將串行數(shù)據(jù)變成并行 數(shù)據(jù)，送給 CPU。 復(fù)位是軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)總清除，同時復(fù)位系統(tǒng)寄存器。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 圖 42 單片機最小系統(tǒng) Single chip microputer system 輸入通道設(shè)計 DS18B20 模塊總共就 3 個引腳，一個數(shù)據(jù) I/O， 2 個電源線。當(dāng)溫度超過設(shè)定上限時繼電器 1 動作， LED5 閃爍亮，蜂鳴器急促報警。 RS232C 采用的是負(fù)邏輯，即邏輯“ 1”電平規(guī)定為：－ 5V至－ 15V 之間；邏輯“ 0”電平規(guī)定為：＋ 5V至＋ 15V之間。典型的干擾傳播路徑是通過導(dǎo)線的傳導(dǎo)和空間的輻射。 其次 電路板合理分區(qū)， 強、弱信號，數(shù)字、模擬信號。 ‘ 99’、‘ 98’、‘ 97’、‘ 96’ 分別表示采集并傳送第一、二、三、四個傳感器的溫度值 ，若接收到此值就進(jìn)入溫度檢測子程序，并將采集到的溫度值進(jìn)行顯示 ， 同時 將溫度值返回上位機 ， ‘ 95’、‘ 94’ 分別表示溫度超限報警信號值，若接收到此值則進(jìn)入溫度報警程序中。在這 16 位數(shù)當(dāng)中，從左向右看，二進(jìn)制中的前面 5 位是符號位。位 4 包含配置寄存器的數(shù)據(jù)，位 5， 6，和 7 被器件保留，禁止寫入；牟昊楠：基于 VB 的溫度數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的設(shè)計 22 這些數(shù)據(jù)在讀取 時全部表現(xiàn)為邏輯 1。 2)存儲器 由 一個暫存 SRAM 和一個存儲高低報 警觸發(fā)值 TH 和 TL 的非易失性電可擦除 E2PROM 組成。當(dāng)只有一個從機掛在總線上時，系統(tǒng)被 稱為“單點”系統(tǒng)；如果由多個從機掛在總線上，系統(tǒng)被稱為“多點”。布線時，電源線和地線要盡量粗。 牟昊楠：基于 VB 的溫度數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的設(shè)計 20 本次設(shè)計的干擾源是電源和繼電器，為抑制干擾源在 繼電器線圈 一側(cè)增加續(xù)流二極管，消除斷開線圈時產(chǎn)生的反電動勢干擾； 電路板上每個 IC 要并接一個 F～ F高頻電容，以減小 IC 對電源的影響。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 + 5 V+C21 μ F+C31 μ F+C41 μ F+C51 μ F+C61 0 μ FC 1 +1C 1 3C 2 +4C 2 5T 1 I N T 111T 2 I N T 210R 1 O U T 112R 2 O U T 29R 2 I N8R 1 I N13O U T7O U T14G N D15V+2V6V C C16U2M A X 2 3 2162738495J1D B 912J1T X DR X DR X DT X DR24 .7 KR34 .7 KD2L E DD3L E D 圖 46 電平轉(zhuǎn)換 電路 Level switching circuit 電源模塊設(shè)計 ATmega16 工作電壓范圍在 ~ 之間。由于本設(shè)計檢測環(huán)境固定，檢測溫度不 能 超過 40℃，所以能夠顯示 0℃ ~99℃。當(dāng)有多個 DS18B20 同時在同一根 I/O 線上進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換時，溫度轉(zhuǎn)換的精度問題就變得更加尖銳。 3)看門狗復(fù)位：看門狗使能并且看門狗定時器溢出時發(fā)生復(fù)位。 P C 機 單 片 機溫度傳感器2溫度傳感器1溫度傳感器N. . . 圖 41 系統(tǒng)構(gòu)成圖 System constitutes map 單片機 最小系統(tǒng) AVR 單片機最小系統(tǒng)如圖 42 所示。這些協(xié)議規(guī)定包括：收發(fā)雙方的同步方式、傳輸控制步驟、差錯檢驗方式、數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)傳輸速度、通信報文的格式及控制字符的定義。由于在全雙工系統(tǒng)中需要設(shè)置發(fā)送和接收通道，所以可以設(shè)置請求發(fā)送和允許發(fā)送為高電平。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 當(dāng)電源一通電時，數(shù)據(jù)發(fā)送準(zhǔn)備好和數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好就會處于工作狀態(tài)。 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)很直觀的闡述了邏輯電平的內(nèi)涵。其中， RS23牟昊楠：基于 VB 的溫度數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的設(shè)計 14 RS422 和 RS485 標(biāo)準(zhǔn)僅僅是針對接口的電氣特性制定的規(guī)范，并沒有關(guān)系到接插件、電纜或者協(xié)議 。 設(shè)置起始位和校驗位是由于異步串行傳輸中并沒有使用同步脈沖作基準(zhǔn)，所以 接收端完全不知道傳送端何時將進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送。 通信端口的初始化是對數(shù)據(jù)的傳輸速度 (波特率 )，數(shù)據(jù)的傳送單位，起始位與停止位，校驗位進(jìn)行的設(shè)置。 握手信號 握手信號實質(zhì)上是一系列相互識別的控制信號，這行信號發(fā)生在兩臺計算機或其他設(shè)備之間進(jìn)行通信或傳遞，以此來控制傳送的數(shù)據(jù)。另外在某些通信信道中，也應(yīng)用串行通信工作模式，比如單工無線發(fā)送等。 5)異步傳輸相對于同步傳輸效率較低。我們將這些組合稱為數(shù)據(jù)幀，或簡稱為幀。在它檢測到數(shù)據(jù)并做出響應(yīng)之前，第一個比特已經(jīng)過去了。同步傳輸?shù)奶攸c是可獲得較高的傳輸速度，但實現(xiàn)起來較復(fù)雜。 異步傳輸與同步傳輸 網(wǎng)絡(luò)通信過程中，通信雙方要交換數(shù)據(jù)，需要高度的協(xié)同工作。減法計數(shù)器 1 對低溫度系數(shù)晶 振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計數(shù)，在計數(shù)器 2 控制的閘門時間到達(dá)之前，如果計數(shù)器 1 的預(yù)值減到 0，則溫度寄存器的值將作加 1 運算，與此同時，用于補償和修正測溫過程中的非線性的斜率累加器將輸出一個與溫度變換相對應(yīng)的計數(shù)值，作為計數(shù)的新預(yù)置值，計數(shù)器 1 重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，如此循環(huán)，直到計數(shù)器 2 控制的閘門時間到達(dá)計數(shù)到 0 時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度 ， 這 是 DS18B20 的測溫原理。其中，低溫觸發(fā)器 TL、高溫 觸發(fā)器 TH，用于設(shè)置低溫、高溫的報警數(shù)值。 5℃ ，溫度計分辨率可以被使用者選擇為 9～ 12 位； 6)測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以“一線總線”串行傳送給 CPU，同時可傳送CRC 校驗碼，抗干擾糾錯能力得到了大大的提高； 7)負(fù)壓特性是 DS18B20 的 一個非常實用的特點，當(dāng)正負(fù)極性接反時，傳感器不會因溫度過高而使電路損壞，但是也不能處于正常工作狀態(tài)。其他的溫度檢測器件，如熱電偶，并不能讓設(shè)計人員有一種相當(dāng)線性的電阻隨溫度變化特性，而熱電阻這種線性度極好的電阻溫度特性，大大簡化了信號處理電路的設(shè)計制作。常見的模擬溫度傳感器有 LM391 LM33 LM4 AD22103 電壓輸出型、 AD590 電流輸出型。 2)非接觸式溫度傳感器 從非接觸角度來說，非接觸式溫度傳感器的測量溫度元件與待測介質(zhì)之間彼此不接觸。 它的關(guān)鍵作用在于實現(xiàn)非電量和電量之間相互轉(zhuǎn)換。 本文設(shè)計 的內(nèi)容 本次設(shè)計所做 的是基于 VB 的 溫度 數(shù)據(jù)采集與控制 系統(tǒng)，它采用 DS18B20 作為溫度傳感器，以微機作為主控計算機。國外的溫度追蹤技術(shù)正隨著新技術(shù)的出現(xiàn)在不斷的更新及完善。通過分析數(shù)據(jù)，生產(chǎn)人員可以在控制室就能得到現(xiàn)場的相關(guān)溫度值，從而實現(xiàn)生產(chǎn)管理的一體化、網(wǎng)絡(luò) 化 [1]。 近些年來，伴隨著信息技術(shù)的不斷提高， 計算機測量控制系統(tǒng)在很多場合得到了深入應(yīng)用。在人工氣候室監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中，相對于其他氣候參數(shù)，溫度的控制不管是在范圍、精度和均勻性方面都有更高的要求。管理信息系統(tǒng)就是計算機應(yīng)用一個重要方面，它的使用，使原來以手工管理為主的管理模式過渡到管理的電子化、自動化，大大提高了 工業(yè) 、 農(nóng)業(yè)及人們?nèi)粘Ｉ畹?效率。 64 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 前言 糧食是人類賴 以 生存的不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類從事各種活動的前提。 39 硬件數(shù)據(jù)采集模塊的測試 30 上位機軟件組成 10 異步傳輸與同步傳輸 Visual Basic 目錄 前言 本文對國內(nèi)外的溫度采集系統(tǒng)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合闡述，對其發(fā)展方向進(jìn)行了分析和推測 ， 結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場的需求特性 ，對溫度采集系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。 關(guān)鍵詞： 糧倉 監(jiān)控 ；溫度采集；串行通信 ； Visual Basic II Abstract In view of the problem that when storage the grain acquisition parameter and recording of the granary are not in time, automation degree is low, precision is hard to guarantee, work efficiency is low, design the multichannel data acquisition and control system based on VB, including hardware circuit and software programming. The development history and current situation of the temperature acquisition system are explained, the direction of its development is analyzed and hypothesized, bined with the demand characteristics of industry field, design the temperature acquisition system. The submitt