【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 上電時(shí)也自動(dòng)發(fā)生，因此只要器件一接電緩沖存儲(chǔ)器內(nèi)就應(yīng)該有有效的數(shù)據(jù)可供使用。在此命令發(fā)出之后，對(duì)于總線上主控MCU所發(fā)出的第一個(gè)讀數(shù)據(jù)時(shí)間片，從器件都將輸出其忙的標(biāo)志：0 =忙、1 =準(zhǔn)備就緒。 讀供電狀態(tài)Read Power Supply [B4h] 對(duì)于在此命令送至DS1820 之后所發(fā)出的第一讀出數(shù)據(jù)的操作，從器件都會(huì)給出其電源方式的信號(hào)：0 =寄生電源供電、1 =外部電源供電。主函數(shù)的功能是初始化并負(fù)責(zé)溫度的讀出、處理計(jì)算、顯示及傳輸。溫度測(cè)量每2秒進(jìn)行一次，程序流程圖如圖12所示。在測(cè)得溫度后，將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)的溫度表示，然后再通過查表（在c語言中是一個(gè)數(shù)組），數(shù)據(jù)處理類似于由二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，再由十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為ASCII碼。溫度數(shù)據(jù)處理程序?qū)?2位的溫度值進(jìn)行BCD碼轉(zhuǎn)換運(yùn)算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判斷，其程序流程圖如圖13所示，源程序見附錄2。 圖12 DS18B20數(shù)字測(cè)溫主函數(shù)流程圖 圖13 溫度計(jì)算轉(zhuǎn)換函數(shù)程序流程圖 溫度數(shù)據(jù)的處理方法前面提到了DS18B20的轉(zhuǎn)換精度為9~12位，為了提高精度采用12位的話，℃為步進(jìn)的，℃，是實(shí)際的十進(jìn)制溫度值。從前面的圖24的溫度數(shù)據(jù)值格式知道，小數(shù)部分是四位二進(jìn)制數(shù)，其范圍為0~F，℃的倍數(shù)。這樣需要4位數(shù)碼管才能完全顯示小數(shù)部分，實(shí)際應(yīng)用中精確到如此的溫度值在一般情況下是沒有必要的，故設(shè)計(jì)1位數(shù)碼管來顯示小數(shù)，如表4列出了小數(shù)部分二進(jìn)制和十進(jìn)制的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在編程時(shí)，溫度小數(shù)部分可以用查表法來實(shí)現(xiàn)， 表4 小數(shù)部分二進(jìn)制和十進(jìn)制的對(duì)應(yīng)關(guān)系二進(jìn)制值0123456759ABCDEF十進(jìn)制值0112334456678899 數(shù)據(jù)采集的串口通信協(xié)議通信的基本方式可分為并行通信和串行通信兩種。并行通信是指數(shù)據(jù)的各位同時(shí)進(jìn)行傳送。其優(yōu)點(diǎn)是傳送速度快，缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)有多少位，就需要多少根傳輸線，適合于近距離傳輸；串行通信是數(shù)據(jù)的各位按順序一位一位傳送。其優(yōu)點(diǎn)是只需要一對(duì)傳輸線，占用硬件資源少，從而降低了傳輸成本，特別適合于遠(yuǎn)程通信，缺點(diǎn)是傳送速度較慢。本系統(tǒng)的下位單片機(jī)和上位PC機(jī)之間數(shù)據(jù)的傳送采用串行通信方式。所謂通信協(xié)議是指通信雙方的一種約定。在約定中對(duì)數(shù)據(jù)格式、同步方式、傳送速度、傳送步驟、檢錯(cuò)方式以及控制字符定義等作出統(tǒng)一規(guī)定，通信雙方必須共同遵守，也叫做通信控制規(guī)程，或稱傳輸控制規(guī)程，它屬于ISO’OSI（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出的開放系統(tǒng)互連參考模型）7層參考模型中的數(shù)據(jù)鏈路層。串行通信協(xié)議有兩類：異步通信和同步通信。本系統(tǒng)采用的異步通信方式，故介紹異步通信協(xié)議。 異步通信協(xié)議[11]異步傳輸格式亦稱為起止式異步協(xié)議，其特點(diǎn)是通信雙方以一個(gè)字符（包括特定的附加位）作為數(shù)據(jù)傳輸格式，且發(fā)送方傳送字符的間隔時(shí)間是不定的。一個(gè)字符又稱為一幀信息，每個(gè)字符由4個(gè)部分組成：起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶檢驗(yàn)位和停止位。這樣一組信息就稱為一幀數(shù)據(jù)或簡(jiǎn)稱一幀，一幀信息在傳輸時(shí)，總是以起始位開始，以停止位結(jié)束。異步傳送的字符格式如圖14所示。圖14導(dǎo)步傳送字符格式起始位為0信號(hào)，占用1位，用來表示一幀信息的開始；其后是數(shù)據(jù)位，它可以是5位、6位、7位或8位，傳送時(shí)低位在前，高位在后；再后面的是奇偶校驗(yàn)位（即可編程位），只占一位；最后是停止位，它用邏輯1來表示一幀信息的結(jié)束，可以是1位、1位半或2位。異步通信的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)在線路上的傳送不連續(xù)，傳送時(shí)，字符間隔不固定，各個(gè)字符可以是連續(xù)傳送，也可以是間斷傳送，這完全取決于協(xié)議或約定。間斷傳送時(shí)，在停止位后，線路上自動(dòng)保持為1。在異步通信時(shí)，通信雙方必須約定：（1）字符格式。雙方事先約定字符的形式，奇偶校驗(yàn)形式及起始位和停止位的規(guī)定。（2）波特率。波特率就是傳送速率，即每秒傳送的二進(jìn)制位數(shù)，單位為波特或bit/s。要求發(fā)送端與接收端的波特率一致。異步串行通信的波特率一般為50~4800bit/s。在本系統(tǒng)中，波特率設(shè)為4800bit/s，無奇偶校驗(yàn)位，8位數(shù)據(jù)位，1位起始位，1位停止位，一幀有10位二進(jìn)制數(shù)據(jù)。 單片機(jī)串行口的控制[12][13]串行口的工作主要受串行口控制寄存器SCON的控制，另外也和電源控制寄存器PCON有關(guān)。(1) 串行口控制寄存器SCON用以設(shè)定串行口的工作模式、接收/發(fā)送控制及狀態(tài)標(biāo)志，字節(jié)地址98H，可位尋址，其格式如表5所示。表5串行口控制寄存器SCON的格式D7D6D5D4D3D2D1D0SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0、SM1：串行口工作模式選擇位，可選擇4種工作模式，見表6所示：表6 串行口工作模式SM0 SM1工作模式功能說明波特率0 0模式0同步移位寄存器方式fosc/120 1模式110位異步接收發(fā)送可變（由定時(shí)器控制）1 0模式211位異步接收發(fā)送fosc/32或fosc/641 1模式311位異步接收發(fā)送可變（由定時(shí)器控制）SM2：多機(jī)通信控制位。主要用于模式2和模式3。若SM2=1，則允許多機(jī)通信。本系統(tǒng)只有一個(gè)從機(jī)，故此位置0。在模式1時(shí)，若SM1=1，則只有接收到有效停止位時(shí)，RI才置1，以便接收下一幀數(shù)據(jù)；在模式0時(shí)，此位必須為0。REN：允許接收控制位。只有當(dāng)REN=1時(shí)，允許招收數(shù)據(jù)；否則，禁止招收數(shù)據(jù)。該位相當(dāng)于串行口的開頭，由軟件置1或清零。TB8：在模式2和模式3中，TB8是發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位，根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)的需要由軟件置位或復(fù)位。它可作為奇偶校驗(yàn)位（單機(jī)通信），也可以多機(jī)通信中作為發(fā)送地址幀或數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位。多機(jī)通信時(shí)，一般約定：發(fā)送地址幀時(shí)，設(shè)置TB8=1；發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)，設(shè)置TB8=0。在模式0或模式1，該位不用。RB8：在模式2或模式3中，RB8為接收數(shù)據(jù)的第9位，它即可以是約定的奇偶校驗(yàn)位，也可以是約定的地址/數(shù)據(jù)標(biāo)志位，可根據(jù)RB8被置位的情況對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行某種判斷。在模式1時(shí)，若SM2=0（即不是多機(jī)通信時(shí)），則RB8是已接收到的停止位。模式0中該位不用。TI：發(fā)送中斷標(biāo)志，在一幀數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束時(shí)由硬件置位。在模式0中，串行發(fā)送完8位數(shù)據(jù)后，或其他模式發(fā)送到停止位的開始時(shí)由硬件置位。TI=1表示“發(fā)送緩沖器已空”，通知CPU可以發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。TI位可作為查詢，也可作為中斷申請(qǐng)標(biāo)志位，TI不會(huì)自動(dòng)復(fù)位，必須由軟件清零。RI：接收中斷標(biāo)志，在接收到一幀有效數(shù)據(jù)后由硬件置位。在模式0中，接收完8位數(shù)據(jù)后，或其他模式中接收到停止位時(shí)由硬件置位。RI=1表示一幀數(shù)據(jù)接收完畢，并已裝入接收緩沖器中，即表示“接收緩沖已滿”，通知CPU可取走數(shù)據(jù)。該位可作為查詢，也可作為中斷申請(qǐng)標(biāo)志位，同樣RI=1不會(huì)自動(dòng)復(fù)位，必須由軟件清零，以準(zhǔn)備接收下一幀數(shù)據(jù)。（2）電源控制寄存器PCON，字節(jié)地址為87H，不可位尋址，PCON的內(nèi)容如表7所示。表7 PCON按制字格式D7D6D5D4D3D2D1D0SMOD———GF1GF0PDIDLSMOD為波特率倍增位。在模式模式模式3時(shí)，若SMOD=1，則波特率提高1倍；若其值為0，則波特率不加倍。復(fù)位時(shí)，PCON=00H。 單片機(jī)波特率設(shè)置在本系統(tǒng)中，波特率設(shè)為4800bit/s，一幀包含10位數(shù)據(jù)，故可以使串行口工作在模式1中，即SM0=0，SM1=1。在模式1中，波特率由定時(shí)器T1的溢出率與SMOD共同確定，即 (1)當(dāng)T1做波特率發(fā)生器時(shí)，使T1工作在模式2（初值自動(dòng)重載）定時(shí)方式，若計(jì)初值為X，則每過“256X”個(gè)機(jī)器周期，定時(shí)器就會(huì)產(chǎn)生一次溢出。為了避免因溢出引起的中斷，此時(shí)應(yīng)禁止中斷。溢出率為 (2)因此 (3)定時(shí)器T1工作在模式2時(shí)自動(dòng)重載初始值為 (4)當(dāng)晶振選為12MHz為減少計(jì)數(shù)誤差，波特率選為4800bit/s時(shí)，設(shè)置SMOD=1，X=F3H。 單片機(jī)串行通信程序設(shè)計(jì)進(jìn)行串口數(shù)據(jù)通信，它包括串口初始化，波特率及數(shù)據(jù)格式設(shè)置，在此系統(tǒng)中波特率設(shè)為4800bit/s傳輸數(shù)據(jù)位設(shè)為8，奇偶校驗(yàn)設(shè)為N（無奇偶檢驗(yàn)）即可；單片機(jī)通過檢測(cè)串口控制寄存器SCON中的接收中斷標(biāo)志位RI的狀態(tài)來決定是否要進(jìn)行通信，其串口通信的程序流程圖如圖15所示，源程序見附錄3。 圖15單片機(jī)串口通信流程圖相應(yīng)的串口設(shè)置程序如下：TMOD=0x20。 //定時(shí)器1工作在模式2（自動(dòng)重載初值）。TL1=0xF3。 TH1=0xF3。 //在12M晶振下，設(shè)置波特率為//4800bit/s時(shí)，定時(shí)器T1的計(jì)數(shù)初值。SCON=0x50。PCON=0x00。 //設(shè)置串行口工作在方式1，//REN=1，波特率倍增系數(shù)SMOD=1。TR=1。 IE=0x90。 //啟動(dòng)定時(shí)器1，允許串口中斷 人機(jī)界面的設(shè)計(jì)Microsoft Communications Control(簡(jiǎn)稱MSComm)是Microsoft公司提供的簡(jiǎn)化Windows下串行通信編程的ActiveX控件，它為應(yīng)用程序提供了通過串行接口收發(fā)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)便方法，在Visual Basic、VC、Delphi等語言中均可使用。 PC機(jī)編程軟件的選用[13][14]PC機(jī)采用Visual Basic (簡(jiǎn)稱VB)編程。VB已成為WINDOWS系統(tǒng)開發(fā)的主要語言，以其高效、簡(jiǎn)單易學(xué)及功能強(qiáng)大的特點(diǎn)越來越為廣大程序設(shè)計(jì)人員及用戶所青睞。VB支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)化的事件驅(qū)動(dòng)編程模式并可以使用無限擴(kuò)增的控件，而且可以十分簡(jiǎn)便地做出良好的人機(jī)界面。在標(biāo)準(zhǔn)串口通信方面，VB提供了具有強(qiáng)大功能的通信控件MSCOMM。該控件可設(shè)置串行通信的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，對(duì)串口狀態(tài)及串口通信的信息格式和協(xié)議進(jìn)行設(shè)置。這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的十位串口通信，包括8位標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的起始位和停止位。在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)過程中觸發(fā)OnComm事件，通過編程訪問CommEvent屬性了解通信事件的類型，分別進(jìn)行各自的處理。每個(gè)通信控件對(duì)應(yīng)一個(gè)串口，可以設(shè)計(jì)多個(gè)通信控件來訪問多個(gè)通信口。 MSComm控件的屬性Commport：設(shè)置或返回通信連接端口代號(hào)（1～16）。語法 [value ] (value 一整型值，說明端口號(hào))。在設(shè)計(jì)時(shí)，value 可以設(shè)置成從1到16的任何數(shù)（缺省值為 1）。但是如果用 PortOpen 屬性打開一個(gè)并不存在的端口時(shí)，MSComm控件會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤68（設(shè)備無效）。必須在打開端口之前設(shè)置CommPort屬性。Settings：設(shè)置初始化參數(shù)。語法：[= value]。當(dāng)端口打開時(shí)，如 value 非法，則MSComm控件產(chǎn)生錯(cuò)誤380（非法屬性值）。其格式為“BBBB，P，D，S”其中BBBB為波特率，P為字符校驗(yàn)方式，D為數(shù)據(jù)位，S為停止位。例如：“4800，N，8，1”。Portopen：設(shè)置或返回通信連接端口的狀態(tài)。Input：從輸入寄存器返回并刪除字符。inputlen：設(shè)置并返回Input屬性從接收緩沖區(qū)讀取的字符數(shù)。語法 [ = value]。InputLen屬性語法包括下列部分：value 整型表達(dá)式，說明Input屬性從接收緩沖區(qū)中讀取的字符數(shù)。InputLen屬性的缺省值是0。設(shè)置InputLen為0時(shí)，使用Input將使MSComm控件讀取接收緩沖區(qū)中全部的內(nèi)容。若接收緩沖區(qū)中InputLen字符無效，Input屬性返回一個(gè)零長(zhǎng)度字符串 ()。在使用Input前，用戶可以選擇檢查InBufferCount屬性來確定緩沖區(qū)中是否已有需要數(shù)目的字符。該屬性在從輸出格式為定長(zhǎng)數(shù)據(jù)的機(jī)器讀取數(shù)據(jù)時(shí)非常有用。InputMode常數(shù)語法：常數(shù)值描述：InputModeText0（缺?。┩ㄟ^Input屬性以文本方式取回?cái)?shù)據(jù)；InputModeBinary1通過Input屬性以二進(jìn)制方式檢取回?cái)?shù)據(jù)。OnComm常數(shù)。常數(shù)值描述如下：EvSend： 發(fā)送事件；EvReceive： 接收事件；EvCTS： cleartosend 線變化；EvDSR： dataset ready 線變化；EvCD： carrier detect 線變化；EvRing： 振鈴檢測(cè)；EvEOF： 文件結(jié)束。 PC人機(jī)界面設(shè)計(jì)PC機(jī)采用Visual Basic(簡(jiǎn)稱VB)編程，在標(biāo)準(zhǔn)串口通信方面應(yīng)用通信控件MSComm。MSComm控件的使用方法如下：(1) MSComm控件的加入。，因此首先要把它加入到工具欄中。在VB運(yùn)行后選擇“工程/部件”選項(xiàng)卡或在常