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正文內(nèi)容

畢業(yè)設(shè)計-基于單片機與pc機串口通信的低功耗溫度記錄儀(編輯修改稿)

2025-02-13 01:02 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 信號地)的電平, DB25各引腳定義參見圖 29。典型的 RS232信號在正負電平之間擺動,在發(fā)送數(shù)據(jù)時,發(fā)送端驅(qū)動器輸出正電平在 +5~ +15V,負電平在 5~ 15V電平。當無數(shù)據(jù)傳輸時,線上為 TTL,從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束,線上電平從 TTL電平到 RS232電平再返回 TTL電平。 接收器典型的工作電平在 +3~ +12V與 3~ 12V。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為 2V至 3V左右,所以其共模抑制能力差,再加上雙絞線上的分布電容,其傳送距離最大為約 15米,最高速率為 20kb/s。 RS232是為點對點(即只用一對收、發(fā)設(shè)備)通訊而設(shè)計的,其驅(qū)動器負載為 3~ 7k217。所以 RS232適合本地設(shè)備之間的通信。上位機和下位機的接線方法如圖 福建工程學院國脈信息學院本科畢業(yè)設(shè)計 上位機和下位機的接線方法 MCS51內(nèi)部含有一個可編程全雙工串行通信接口,具有 UART的全部功能。該接口電路不僅能同時進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收,也可作為一個同步移位寄存器使用。 在進行異步通信時,數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分別在各自的時鐘( TCLK和 RCLK)控制下進行的,但都必須與字符位數(shù)的波特率保持一致。 MCS51串行口的發(fā)送和接收時鐘可由兩種方式產(chǎn)生,一種是由主機頻率 fosc經(jīng)分頻后產(chǎn)生,另一種方式是由內(nèi)部定時器 T1或 T2的溢出率經(jīng) 16分頻后提供。 發(fā)送和接收的過程如下: 串行口的發(fā)送過程由指令 MOV SBUF, A啟動,即 CPU由一條寫發(fā)送緩沖器的指令把數(shù)據(jù)(字符)寫入串行口的發(fā)送緩沖器 SBUF(發(fā))中,再由硬件電路自動在字符的始、末加上起始位(低電平)、停止位(高電平)及其它控制位(如奇偶位等),然后在移位脈沖 SHIFT的控制下,低位在前,高位在后,從 TXD端(方式 0除外)一位位地向外發(fā)送。 串行口的接收與否 受制于允許接收位 REN的狀態(tài),當 REN被軟件置“ 1”后,允許接收器接收。接收端 RXD一位位地接收數(shù)據(jù),直到收到一個完整的字符數(shù)據(jù)后,控制電路進行最后一次移位,自動去掉啟始位,使接收中斷標志 RI置“ 1”,并向 CPU申請中斷。 CPU響應(yīng)中斷,用一條指令( MOV A, SBUF)把接收緩沖器 SBUF(收)的內(nèi)容讀入累加器。 TI和 RI是由硬件置位的,但需要用軟件復(fù)位。 福建工程學院國脈信息學院本科畢業(yè)設(shè)計 系統(tǒng)軟件設(shè)計 單片機 軟件 設(shè)計: 上位機軟 件設(shè)計: VB 是微軟公司出品的一個快速可視化程序開發(fā)工具軟件,借助微軟在操作系統(tǒng)和辦公軟件的壟斷地位, VB在短短的幾年內(nèi)風靡全球。 VB是極有和功能強大的軟件,主要表現(xiàn)在:所見即所得的界面設(shè)計,基于對象的設(shè)計方法,極短的軟件開發(fā)周期,較易維護的生成代碼。 美國微軟公司在 1991 年推出 至今已經(jīng)經(jīng)歷了 6 個版本, 運行在 win9x 或winme, win2022, winxp, windowsNT等操作系統(tǒng)下,是一個 32位的應(yīng)用程序開發(fā)工具。它主要有以下幾個特點 [9]: ( 1)成功地簡化了界面的設(shè)計過程。 它在 windows 平臺上提供了圖形用戶界面( GUI)的集成開發(fā)環(huán)境( IDE)。 ( 2)采用簡單易學的 Basic 語言。它既適用于沒有任何編程經(jīng)驗的開發(fā)者學習,也適合于開發(fā)各種復(fù)雜的底層應(yīng)用程序。 ( 3)具有強大的數(shù)據(jù)和字符串處理功能。 Visual Basic 提供了許多現(xiàn)成的字符串處理函數(shù)。 ( 4)易于擴充。除了簡單易學的特點以外, Visual Basic 還是一種易于擴充功能的開發(fā)系統(tǒng)。 ( 5)提供了 IntelliSense 技術(shù)。當你在 Visual Basic 的代碼窗口敲進對象名稱的時候 IntelliSense技術(shù)會自動向你顯示一些相關(guān)的信息,例如對象的屬性和方法等。 ( 6)提供了多種向?qū)?。利用這些向?qū)?,你可以快速地完成一般性的任?wù),例如生成其控件不綁定到數(shù)據(jù)控件上的純代碼窗體,建立查詢,添加工具,制作圖表,以及發(fā)布創(chuàng)建的應(yīng)用程序等。 完成后的界面如圖 33所示 初始化 向 DS1820 讀一字向 DS1820 寫一字讀取溫度及轉(zhuǎn)換 顯示溫度 福建工程學院國脈信息學院本科畢業(yè)設(shè)計 單片機與 PC的溫度控制系統(tǒng)的 VB界面 福建工程學院國脈信息學院本科畢業(yè)設(shè)計 系統(tǒng)調(diào)試 硬件調(diào)試首先檢查電路的焊接是否正確,然后可用萬用表測試或通電檢測。硬件調(diào)試主要是針對主控板中單片機模塊和外部輸入、輸出模塊進行調(diào)試。這一部分硬件調(diào)試主要分成兩大塊:上電前的調(diào)試和上電后的調(diào)試。 在電路安裝焊接前,首先是對元器件的檢測。對 AT89C5 DS18B20 在未接電路時是不能檢測其好壞的。對于其他器件則可利用萬用表進行測量。電阻的測量,用萬用表的歐姆檔測量。 ( 1)上電前的調(diào)試 在上電前,必須確保電路中不存在斷路或短路情況,這一工作是整個調(diào)試工作的第一步,也是非常重要的一個步驟。在這部分調(diào)試中主要使用的工具是萬用表,用來完成檢測電路中是否存在斷路或者短路情況等。只要將一個表筆固定在電源端或接地端,另儀表筆接其他連接點,指針偏轉(zhuǎn)到 0 刻度就是通路的。通過萬 用表的檢測 ,沒有發(fā)現(xiàn)短路和斷路的地方了,電路基本正常后再進行下一步調(diào)試。 ( 2)上電后的調(diào)試 在確保硬件電路正常,無異常情況 (斷路或短路 )方可上電調(diào)試,上電調(diào)試的目的是檢驗電路是否接錯,同時還要檢驗原理是否正確。 在本設(shè)計中,上電調(diào)試主要是檢測單片機部分與外部輸入、輸出電路是否接對。本次調(diào)試需要通過軟硬件聯(lián)調(diào)來實現(xiàn)。由于 DS18B20與單片機采用串行數(shù)據(jù)傳送,因此,對 DS18B20進行讀 /寫編程時必須嚴格地保證讀 /寫時序,否則將無法讀取測量結(jié)果。本程序采用單片機C 語言編寫,用 Keil C51 編譯器編程調(diào)試。 福建工程學院國脈信息學院本科畢業(yè)設(shè)計 結(jié)論 首先,通過這次應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計,在很大程度上提高了自己的獨立思考能力和單片機的專業(yè)知識,也深刻了解寫一篇應(yīng)用系統(tǒng)的步驟和格式,有過這樣的一次訓練,相信在接下來的日子我們都會了,而且會做得更好。 我所寫的系統(tǒng)主要根據(jù)目前節(jié)省能源的發(fā)展趨勢和國內(nèi)實際的應(yīng)用特點和要求,系統(tǒng)以單片機 AT89C51為核心部件,采用了自動化的結(jié)構(gòu)形式,實現(xiàn)對溫度的檢測、記錄與數(shù)據(jù)處理。利用 C語言編制 ,運行程序該系統(tǒng)的主要特點是 : 1)適用性強,利用 VB友好的人機界面,用戶只需對界面參數(shù)進行設(shè)置并 啟動系統(tǒng)正常運行便可實現(xiàn)對 溫度的測量、記錄與數(shù)據(jù)處理 。 2)將單片機以及溫度傳感器引入對 溫度 的分析和處理中,單片機控制決策無需建立被控對象的數(shù)學模型,系統(tǒng)的魯棒性強,適合對非線性、時變、滯后系統(tǒng)的控制,對 溫度測量 系統(tǒng)采用單片機控制非常適合。 3)系統(tǒng)成本低廉,操作非常簡單,可擴展性強,只要稍加改變,即可增加其他使用功能。 通過對本設(shè)計的思考,更加加深了對單片機的認識,熟練了單片機的編程,更對當前的溫度傳感器有了更深刻的認識與了解,但是由于此系統(tǒng)依賴溫度傳感器,因而對溫度傳感器的穩(wěn)定性,線性等諸多方面有著嚴格的要求,但是傳感器的性能越好,相對而言其價格也就越高,因而在此設(shè)計中,溫度傳感器我個人覺的還是存在遺憾,其次,由于采用了 C語言,所以其編程過程復(fù)雜不易查錯。最后由于時間緊迫,本設(shè)計還有諸多地方需要改進,比如改用 RS485串行接口或是網(wǎng)線,實現(xiàn)遠距離操作。 致謝 在我論文即將完成之際,我首先要向在論文寫作中給予我 悉心關(guān)懷、鼓勵和指導的 陳松嶺 老師致以深深的敬意和謝意!老師一絲不茍的鉆研精神,嚴謹求實的治學態(tài)度,執(zhí)著忘我的工作作風,獨樹一幟的思維方式,使學生受益匪淺,并終身難忘。 所有人的青春,從一開始的空白無物,到后來的極欲飛揚,陰霾滿地 ,再到現(xiàn)在的塵埃落定,一切都在發(fā)生,一切都在結(jié)束 .美好而繽紛的大學生活,就這樣畫上了句號,真有些難忘和難舍。 純?nèi)玢@,強如鋼。最大的收獲是心智的成熟,一千多個日子里曾悲傷過、失落過、苦惱過,委屈過。而現(xiàn)在懂得擦干眼淚,收拾傷痕,站起繼續(xù)勇往直前,前面的荊棘,不算什么,路上的障礙,我每 攀登越過一次,便往云端靠近了一步。感謝我的朋友和同學對我的關(guān)心和幫助! 福建工程學院國脈信息學院本科畢業(yè)設(shè)計 參考文獻 [1] 陳大欽主編 《電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗》 高等教育出版社 2022 年 [2] 余錫存 曹國華 .單片機原理及接口技術(shù) [M].陜西 :西安電子科技大學出版社 [3] 蘇家健 . 單片機原理及應(yīng)用技術(shù) .高等教育出版社, [4] 周航慈 . 單片機程序設(shè)計基礎(chǔ) . 北京航空航天大學出版社, [5] 李仁發(fā)、肖玲、吳強 .數(shù)字邏輯設(shè)計(第四版) . 人民郵電出版社, [6] 51 單片機學 習網(wǎng) [7] 單片機學習網(wǎng) [8]《單片機 C 語言應(yīng)用程序設(shè)計》第四版,馬忠梅主編,北 京航空航天大學出版社 [9]《單片機開發(fā)與典型工程項目實例詳解》,邊 海龍、孫永奎編著,電子工業(yè)出版社 [10]《 51 單片機 C 語言教程 入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略》,郭天祥 編著, 電子工業(yè)出版社, 2022 [11] 吳黎明主編 《單片機原理及應(yīng)用技術(shù)》 科學出版社 2022 年 [12] 劉樂善主 編 《微型計算機接口技術(shù)及應(yīng)用》 華中科技大學出版社 2022 年 [13] . ANALOG INTEGRATE
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