【文章內(nèi)容簡介】 終端或外設(shè)之間的近端連接標(biāo)準(zhǔn)。顯然，它和計算機(jī)系統(tǒng)是不一致的，甚至是相矛盾的。既然我們了解了這個，對RS232C標(biāo)準(zhǔn)與計算機(jī)不兼容的地方就不難理解了 DB9連接器因為在AT機(jī)之后，不支持20mA電流環(huán)接口，所以使用DB9連接器，作為提供多功能I/O卡或主板上COM1與COM2兩個串行接口的連接器。它只可以提供異步通信的9個信號。RS232是異步通訊中應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)總線，適用于數(shù)據(jù)中端設(shè)備和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備之間的接口。在微機(jī)通訊中，通常用 的RS232接口信號是九根引腳。如圖：各引腳功能如下：引腳號符號方向功能1DCD輸入載波檢測2RXD輸入接收數(shù)據(jù)3TXD輸出發(fā)送數(shù)據(jù)4DTR輸出數(shù)據(jù)終端就緒5GND信號地6DSR輸入數(shù)據(jù)裝置就緒7RTS輸出請求發(fā)送8CTS輸入清除發(fā)送9RI輸入振鈴指示 圖312 DB9引腳圖當(dāng)計算機(jī)與終端之間利用RS232作近程連接時，有幾根線實現(xiàn)交換連接。本設(shè)計不需要檢測數(shù)據(jù)等信號狀態(tài)的通訊程序。數(shù)據(jù)發(fā)送和接收線：發(fā)送數(shù)據(jù)——通過TxD終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到MODEM。接收數(shù)據(jù)——通過RxD線終端接收從MODEM發(fā)來的串行數(shù)據(jù)。 MAX232芯片介紹MAX232芯片是美信（MAXIM）公司專為RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，使用+5v單電源供電。電容器應(yīng)選擇1μF的電容。由于RS232電平較高，在接通時產(chǎn)生的瞬時電涌非常高，很有可能擊毀max232，所以在使用中應(yīng)盡量避免熱插拔。①符合所有的RS232C技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 　?、谥恍枰獑我?+5V電源供電。 　?、燮d電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生+10V和10V電壓V+、V。 　　④功耗低，典型供電電流5mA。 　?、輧?nèi)部集成2個RS232C驅(qū)動器。 　　⑥高集成度，片外最低只需4個電容即可工作。 串口硬件連接圖串口硬件連接圖如314所示:圖314 串口硬件連接圖 繼電器驅(qū)動電路設(shè)計 固態(tài)繼電器的分類與工作原理固態(tài)繼電器是一種無觸點(diǎn)電子開關(guān)，由分立元器件、膜固定電阻網(wǎng)絡(luò)和芯片組成，采用混合工藝組裝來實現(xiàn)控制回路和負(fù)載回路的電隔離，由固態(tài)器件實現(xiàn)負(fù)載的通斷切換功能，內(nèi)部沒有任何可動部件。雖然市場上的固態(tài)繼電器型號規(guī)格眾多，但是它們的工作原理是相似的。主要是由負(fù)載電路，驅(qū)動電路和控制電路三部分組成的。固態(tài)繼電器的輸入電路是為輸入控制信號提供一個回路，使之成為固態(tài)繼電器的觸發(fā)信號源。固態(tài)繼電器的輸入電路多為直流輸入，個別的為交流輸入。直流輸入電路又分為阻性輸入和恒流輸入。阻性輸入電路的輸入控制電流隨輸入電壓呈線性的正向變化。恒流輸入電路，在輸入電壓達(dá)到一定值時，電流不再隨電壓的升高而明顯增大，這種繼電器可適用于相當(dāng)寬的輸入電壓范圍。固態(tài)繼電器的驅(qū)動電路包括隔離耦合電路、功能電路和觸發(fā)電路三部分。隔離耦合電路，目前多采用光電耦合器和高頻變壓器兩種電路形式。常用的光電耦合器有光雙向可控硅、光三極管、光二極管陣列(光伏)等。高頻變壓器耦合，是在一定的輸入電壓下，形成10MHz的自激振蕩，通過變壓器磁芯將高頻信號傳遞到變壓器次級。功能電路可包括檢波整流、過零、保護(hù)、顯示等各種功能電路。觸發(fā)電路的作用是給輸出器件提供觸發(fā)信號。固態(tài)繼電器原理： 固態(tài)繼電器是一種由固態(tài)電子組件組成的新型無觸點(diǎn)開關(guān)，利用電子組件的開關(guān)特點(diǎn)，達(dá)到無觸點(diǎn)、無火花、而能接通和斷開電路的目的，因此又被稱為“無觸點(diǎn)開關(guān)”。相對于以往的“線圈—簧片觸點(diǎn)式”繼電器，SSR沒有任何可動的機(jī)械零件，具有超越EMR的優(yōu)勢，如反應(yīng)快、可靠度高、壽命長、耐機(jī)械沖擊、具有良好的防潮防霉防腐等特性。這些特點(diǎn)使SSR在軍事、各種工業(yè)民用電控設(shè)備中都有廣泛應(yīng)用。固態(tài)繼電器的控制信號所需的功率很低，所以可以用弱信號控制強(qiáng)電流。同時交流型的SSR采用過零觸發(fā)技術(shù)，使SSR可以安全地用在計算機(jī)輸出接口，不會像EMR那樣產(chǎn)生一系列對計算機(jī)的干擾，甚至?xí)?dǎo)致嚴(yán)重當(dāng)機(jī)。因此會有DCAC、ACAC、ACDC等型式，它們分別在交流或直流電源上做負(fù)載的開關(guān)，不能混用.這里使用交流固態(tài)繼電器(AC—SSR)，單片機(jī)高電平驅(qū)動三極管9014的基極，固態(tài)繼電器的一端接在三極管的發(fā)射極。電路連接圖如315所示：圖315 串口硬件連接圖河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)軟件設(shè)計4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計設(shè)計軟件時需遵循以下原則：①容易理解、容易維護(hù)。②實時。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生變化，需要及時的反饋信號，做出應(yīng)答③準(zhǔn)確。當(dāng)我們控制系統(tǒng)時，需要精確的測量數(shù)據(jù)，以達(dá)到對溫度優(yōu)越的控制 主程序的設(shè)計STC89C52單片機(jī)上電復(fù)位后，即進(jìn)入歡迎界面顯示程序，顯示“dian zu lu wen kong zhi xi tong”,按切換鍵可以進(jìn)行溫控溫控1時間、溫控溫控2時間及報警溫度的設(shè)置，按運(yùn)行鍵啟動溫控。主程序的作用是完成溫度的檢測，并把檢測結(jié)果通過LCD1602顯示出來。主程序首先要做初始化，包括DS18B20測量開始命令的初始化，LCD1602顯示初始化，串口通信初始化等等。主程序的流程圖如圖41所示。 當(dāng)前計時=預(yù)設(shè)時間一？開始 Y要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置。請使用“繪圖工具”選項卡更改引言文本框的格式。]按鍵掃描，設(shè)置溫度及時間界面初始化Y常加熱當(dāng)前溫度+10預(yù)設(shè)溫度二？一？溫度讀取，顯示及控制N要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置。請使用“繪圖工具”選項卡更改引言文本框的格式。]N要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置。請使用“繪圖工具”選項卡更改引言文本框的格式。]停止加熱當(dāng)前溫度預(yù)設(shè)溫度二？Y聲光報警當(dāng)前溫度報警溫度？N要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置。請使用“繪圖工具”選項卡更改引言文本框的格式。]Y要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置。請使用“繪圖工具”選項卡更改引言文本框的格式。]N要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置。請使用“繪圖工具”選項卡更改引言文本框的格式。]PID加熱Y當(dāng)前溫度+10預(yù)設(shè)溫度一？常加熱檢測當(dāng)前溫度=預(yù)設(shè)溫度二？N要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置。請使用“繪圖工具”選項卡更改引言文本框的格式。]N要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置。請使用“繪圖工具”選項卡更改引言文本框的格式。]停止加熱當(dāng)前溫度預(yù)設(shè)溫度一？Y要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置。請使用“繪圖工具”選項卡更改引言文本框的格式。]開始計時Y要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置。請使用“繪圖工具”選項卡更改引言文本框的格式。]PID加熱當(dāng)前計時=預(yù)設(shè)時間二？N要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置。請使用“繪圖工具”選項卡更改引言文本框的格式。]檢測當(dāng)前溫度=預(yù)設(shè)溫度一？Y要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置。請使用“繪圖工具”選項卡更改引言文本框的格式。]跳出溫控Y要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置。請使用“繪圖工具”選項卡更改引言文本框的格式。]開始計時 圖41 系統(tǒng)流程圖 液晶顯示模塊液晶顯示模塊主要完成人機(jī)交互界面的顯示及系統(tǒng)相關(guān)的操作指示。具體能顯示預(yù)設(shè)溫度值、預(yù)設(shè)溫控時間、當(dāng)前的溫度值。液晶工作流程如圖42：液晶驅(qū)動函數(shù)寫命令函數(shù)寫數(shù)據(jù)函數(shù)液晶管腳定義溫度讀取顯示子函數(shù)圖42 液晶顯示流程圖 DS18B20測溫數(shù)據(jù)的讀取程序設(shè)計對爐內(nèi)溫度的檢測通過數(shù)字溫度傳感器DS18B20實現(xiàn)的，在溫度模塊硬件電路的設(shè)計中已經(jīng)對的硬件電路做了設(shè)計，現(xiàn)在設(shè)計DS18B20的軟件部分。①.DS18B20的內(nèi)部數(shù)據(jù)部件1)光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的, 它可以看作是DS18B20的地址序列碼。64位光刻的ROM排列是:開始8位(24H)是產(chǎn)品類型標(biāo)號, 接著的48位是該DS18B20自身的序列號, 最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗碼(CRC=X8+X5+X4+1)。光刻ROM的作用是使每一個DS18B20都各不相同, 這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20的目的。2)DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量, 以12位轉(zhuǎn)化為例用16位符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供, ℃/LSB的形式表達(dá), 其中S為符號。如表41所示：表41 DS18B20溫度值格式表這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù), 存儲在的兩個8比特的RAM中, 二進(jìn)制中的前面5位是符號位, 如果測得的溫度大于0, 這位為0, ,如果溫度小于0, 這位為1, 。例如+125℃的數(shù)字輸出為,07D0H,+ ℃的數(shù)字輸出為,0191H,℃的數(shù)字輸出為,FF6FH 55℃的數(shù)字輸出為FC90H。②.單總線協(xié)議單總線協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸, 操作包括數(shù)據(jù)的讀寫和復(fù)位功能。下面對各個方面進(jìn)行具體的介紹。1)總線復(fù)位,首先必須對DS18B20進(jìn)行復(fù)位，由單片機(jī)給DS18B20單總線至少480Us的低電平信號，當(dāng)DS18B20接到此復(fù)位信號后，延時1560us，通過大地總線60240us來產(chǎn)生應(yīng)答脈沖。主機(jī)接收到從機(jī)的應(yīng)答脈沖后，說明有單總線器件在線，通信雙方達(dá)成基本協(xié)議。復(fù)位時序如圖43所示。圖43 復(fù)位時序圖2)控制器發(fā)送ROM指令。一旦總線主機(jī)檢測到應(yīng)答信號，便可以發(fā)起ROM操作指令。ROM指令為8位長度，功能是對片內(nèi)的64位光刻ROM進(jìn)行操作。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接多少個DS18B20并做出處理。一般只掛一個DS18B20時可以跳過ROM指令。指令表如42所示：表42 ROM指令表指令代碼功能說明讀ROM 0x33用于讀出DS18B20內(nèi)集成的64位激光ROM序列號匹配ROM 0x55跳過ROM 0xCC搜索ROM 0xF0多個DS18B20在線時, 可用此命令匹配一個給定序列號，此后命令就針對該芯片忽略序列號, 對所有在線的DS18B20進(jìn)行配置用于讀出在線的DS18B20的序列號報警ROM 0xEC對溫度超過上限或者下限時，讀出報警的DS18B203)DS18B20共有9個RAM,每個字節(jié)為8位。第2個字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)值信息，4個字節(jié)是用戶E2PROM(常用于溫度報警值存儲)的鏡像，在上電復(fù)位時旗幟被刷新。第五個字節(jié)則是用戶第三個E2PROM的鏡像。第8個字節(jié)為計數(shù)器寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計算的暫存單元。第9個字節(jié)為前8個字節(jié)的CRC碼。E2PROM非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)。RAM及E2PROM結(jié)構(gòu)圖如圖44所示。圖44 DS18B20 RAM及E2PROM結(jié)構(gòu)圖控制器發(fā)送存儲器操作指令：在執(zhí)行ROM指令后才能執(zhí)行內(nèi)存指令。在ROM指令發(fā)送給DS18B20之后，緊接著就是發(fā)送存儲器操作指令了。操作指令同樣為8位，共6條，見表43。表43 RAM指令表指令代碼功能說明溫度變換 0x44啟動溫度轉(zhuǎn)換，12位轉(zhuǎn)換最長750ms讀溫度寄存器 0xBE讀取溫度寄存器的溫度值寫溫度寄存器 0x4E發(fā)出內(nèi)部RAM的4字節(jié)寫上下限溫度數(shù)據(jù)命令，在該命令后緊跟兩個字節(jié)數(shù)據(jù)復(fù)制溫度寄存器 0x4B將RAM中的4字節(jié)數(shù)據(jù)復(fù)制到E2PROM中重調(diào)E2PROM 0xB8將E2PROM中的數(shù)據(jù)拷貝到溫度寄存器中讀供電方式 0xB4寄生供電時，DS18B20發(fā)送“0”；外接電源供電時，DS18B20發(fā)送“1”4)數(shù)據(jù)處理：DS18B20要求嚴(yán)格的時序來保證數(shù)據(jù)的完整性。在單線DQ上，存在復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫“0”、寫“1”、讀“0”、讀“1”幾種信號類型。數(shù)據(jù)位的讀寫是由讀寫時序來實現(xiàn)的。寫時序：當(dāng)主機(jī)將數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平時，產(chǎn)生時序，寫時序分別為寫“0”和寫“1”，時序圖如下圖所示。在寫數(shù)據(jù)時序的前15us總線需要是被控制器拉為低電平，而后則將是芯片對總線數(shù)據(jù)的采樣時間，采樣時間在1560us，采樣時間內(nèi)如果控制器將總線拉高則表示寫“1”，如果控制器將總線拉低則表示寫“0”。每一位的發(fā)送都應(yīng)該至少15us的低電平起始位，隨后的數(shù)據(jù)“0”或“1”應(yīng)該在45us內(nèi)完成。整個位的發(fā)送時間應(yīng)該保持在60120us，否則不能保證通信的正常。 寫時序圖如圖45所示。圖45 寫時序圖讀時序：該時序也是必須有主機(jī)產(chǎn)生1us的低電平，表示該時間的起始。然后在總線被釋放后的15us中DS18B20會發(fā)送內(nèi)部數(shù)據(jù)位，因此再次15us內(nèi)主機(jī)必須停止把DQ引腳置底，這時控制如果發(fā)現(xiàn)總線為高電平表示讀數(shù)據(jù)“1”，如果總線為低電平，則表示讀數(shù)據(jù)“0”。每一位的讀取之前都由控制器加一個起始信號。圖45為讀時序圖。圖45讀時序圖所有的讀寫時序至少需要60us且每兩個獨(dú)立的時序至少1us的回復(fù)時間。在寫時序中，主機(jī)將在拉低總線15us內(nèi)釋放總線，并向DS18B20寫“1”。若主機(jī)拉低總先后能保持至少60us的低電平，則向單總線器件寫“0”。DS18B20僅在主機(jī)發(fā)出讀時序時才產(chǎn)生向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，所以當(dāng)主機(jī)向DS18B20發(fā)出度數(shù)據(jù)命令后。