【導(dǎo)讀】智能儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)試技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)。物，是含有微計(jì)算機(jī)或微處理器的測(cè)量?jī)x器。它具有對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、運(yùn)算、邏輯判。斷和自動(dòng)化操作的功能。多功能化、人工智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展。本文介紹了一種基于AT89C51單片機(jī)。PC機(jī)發(fā)出的控制執(zhí)行命令;用PC機(jī)作上位機(jī)接收單片機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,向單片機(jī)發(fā)送控制命令，四位一體共陰數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前溫度。采甪串行通信,可實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)和采集并處理數(shù)據(jù)的人機(jī)友好界面。能力強(qiáng)，適合于惡劣環(huán)境下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，有廣泛的應(yīng)用前景。溫度是工業(yè)生產(chǎn)中主要的被控參數(shù)之一，有。件下進(jìn)行分餾才能得到汽油、柴油、煤油等產(chǎn)品。床一般都采用水銀或電子溫度計(jì)，隔一段時(shí)間測(cè)量一次并手工記錄結(jié)果。更為欠缺的是測(cè)量時(shí)間間隔不。病控制與治療效果。以Intel公司的MCS–48為代表。從而大大縮短設(shè)計(jì)流程，把。PC機(jī)提供的COM1、COM2是采用RS-232借口標(biāo)準(zhǔn)的。單片機(jī)程序由主程序和中斷子程序組成的。主程序負(fù)責(zé)對(duì)來(lái)自上位機(jī)的命令進(jìn)

　　

【正文】 在進(jìn)行異步通信時(shí)，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分別在各自的時(shí)鐘（ TCLK 和 RCLK）控制下進(jìn)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(shí)鐘可由兩種方式產(chǎn)生，一種是由主機(jī)頻率 fosc 經(jīng)分頻后產(chǎn)生，另一種方式是由內(nèi)部定時(shí)器 T1 或 T2 的溢出率經(jīng) 16 分頻后提供。 發(fā)送和接收的過(guò)程如下： 串行口的發(fā)送過(guò)程由指令 MOV SBUF， A 啟動(dòng)， 即 CPU由一條寫(xiě)發(fā)送緩沖器的指令把數(shù)據(jù)（字符）寫(xiě)入串行口的發(fā)送緩沖器 SBUF（發(fā)）中，再由硬件電路自動(dòng)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(dāng) 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(gè)完整的字符數(shù)據(jù)后，控制電路進(jìn)行最后一次移位，自動(dòng)去掉啟始位，使接收中斷標(biāo)志 RI 置“ 1”，并向CPU申請(qǐng) 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。 四 軟件開(kāi)發(fā)輔助工具 28 50 12/21/2020 Proteus 特點(diǎn) 軟件提供數(shù)千種元器件和多達(dá) 30 多個(gè)元件庫(kù)。 Proteus 軟件中，理論上同一種儀器可以在一個(gè)電路中隨意的調(diào)用。 ， Proteus 還可以以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示線路上變化的信號(hào)。 ，可減少儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。 提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。 Keil 特點(diǎn) ； ； ； MAKE 工具可以匯編、編譯和連接用戶嵌入式應(yīng)用； ； CPU和外圍器件的調(diào)試器； GDI（ AGDI） 接口用來(lái)在目標(biāo)硬件上進(jìn)行軟件調(diào)試以及和 Monitor51 進(jìn)行通信。 VB 特點(diǎn) VB 是微軟公司出品的一個(gè) 快速可視化程序開(kāi)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(fēng)靡全球。 VB 是極有和功能強(qiáng)大的軟件，主要表現(xiàn)在：所見(jiàn)即所得的界面設(shè)計(jì)，基于對(duì)象的設(shè)計(jì)方法，極短的軟件開(kāi)發(fā)周期，較易維護(hù)的生成代碼。 美國(guó)微軟公司在 1991 年推出 至今已經(jīng)經(jīng)歷了 6 個(gè)版本， 運(yùn)行在win9x 或 winme， win2020， winxp， windowsNT 等操作系統(tǒng)下，是一個(gè) 32 位的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具。它主要有以下幾個(gè)特點(diǎn) [9]： （ 1）成功地簡(jiǎn)化了界面的設(shè)計(jì)過(guò)程。它在 windows 平臺(tái)上提供了圖形 用戶界面（ GUI）的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（ IDE）。 （ 2）采用簡(jiǎn)單易學(xué)的 Basic 語(yǔ)言。它既適用于沒(méi)有任何編程經(jīng)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)者學(xué)習(xí)，也適合于開(kāi)發(fā)各種復(fù)雜的底層應(yīng)用程序。 （ 3）具有強(qiáng)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(kuò)充。除了簡(jiǎn)單易學(xué)的特點(diǎn)以外， Visual Basic 還是一種易于擴(kuò)充功能的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。 29 50 12/21/2020 （ 5）提供了 IntelliSense 技術(shù)。當(dāng)你在 Visual Basic 的代碼窗口敲進(jìn)對(duì)象名稱的時(shí)候 IntelliSense 技術(shù)會(huì)自動(dòng)向你顯示一些相關(guān)的 信息，例如對(duì)象的屬性和方法等。 （ 6）提供了多種向?qū)А＠眠@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。 五 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)流程圖： 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)流程圖 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì) VB 控制界面圖 圖 單片機(jī)與 PC 的溫度控制系統(tǒng)的 VB 界面 初始化 向 DS18B20 讀一字節(jié) 向 DS18B20 寫(xiě)一字節(jié) 讀取溫度及轉(zhuǎn)換 顯示溫度 30 50 12/21/2020 溫度采集子程序 圖 溫度采集子程序 31 50 12/21/2020 主程序流程圖 開(kāi)始 系統(tǒng)初始化 發(fā)送溫度讀取指 令 讀出溫度值 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 16 進(jìn)制→ 10 進(jìn)制 溫度控制執(zhí)行 顯示當(dāng)前溫度和 設(shè)置溫度 Y 是否有外部中 斷 0 請(qǐng)求？ N 斷點(diǎn) 結(jié)束 六 系統(tǒng)調(diào)試 調(diào)試過(guò)程 硬件調(diào)試首先檢查電路的焊接是否正確，然后可用萬(wàn)用表測(cè)試或通電檢測(cè)。硬件調(diào)試主要是針對(duì)主控板中單片機(jī)模塊和外部輸入、輸出模塊進(jìn)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(duì)元器件的檢測(cè)。對(duì) AT89C5 DS18B20 在未接電路時(shí)是不能檢測(cè)其好壞的。對(duì)于其他器件則可利用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量。電阻的測(cè)量，用萬(wàn)用表的歐姆檔測(cè)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(gè)調(diào)試工作 32 50 12/21/2020 的第一步，也是非常重要的一個(gè)步驟。在這部分調(diào)試中主要使用的工具是萬(wàn)用表，用來(lái)完成檢測(cè)電路中是否存在斷路或者短路情況等。只要將一個(gè)表筆固定在電源端或接地端，另儀表筆接其他連接點(diǎn)，指針偏轉(zhuǎn)到 0 刻度就是通路的。通過(guò)萬(wàn)用表的檢測(cè) ,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)短路和斷路的地方了，電路基本正常后再進(jìn)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(wú)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(yàn)電路是否接錯(cuò)，同時(shí)還要檢驗(yàn)原理是否正確。 在本設(shè)計(jì)中，上電調(diào)試主要是檢測(cè)單片機(jī)部分與外部輸入、輸出電路是否接對(duì)。本次調(diào)試需要通過(guò)軟硬件聯(lián)調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于 DS18B20 與單片機(jī)采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，對(duì) DS18B20 進(jìn)行讀 /寫(xiě)編程時(shí)必須嚴(yán)格地保證讀 /寫(xiě)時(shí)序，否則將無(wú)法讀取測(cè)量結(jié)果。本程序采用單片機(jī) C 語(yǔ)言編寫(xiě)，用 Keil C51 編譯器編程調(diào)試。 33 50 12/21/2020 七 結(jié)論 首先，通過(guò)這次應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在很大程度上提高了自己的獨(dú)立思考能力和單 片機(jī)的專業(yè)知識(shí)，也深刻了解寫(xiě)一篇應(yīng)用系統(tǒng)的步驟和格式，有過(guò)這樣的一次訓(xùn)練，相信在接下來(lái)的日子我們都會(huì)了，而且會(huì)做得更好。 我所寫(xiě)的系統(tǒng)主要根據(jù)目前節(jié)省能源的發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)內(nèi)實(shí)際的應(yīng)用特點(diǎn)和要求，系統(tǒng)以單片機(jī) AT89C51為核心部件，采用了自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)、記錄與數(shù)據(jù)處理。利用 C語(yǔ)言編制 ,運(yùn)行程序該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是 : 1)適用性強(qiáng)，利用 VB友好的人機(jī)界面，用戶只需對(duì)界面參數(shù)進(jìn)行設(shè)置并啟動(dòng)系統(tǒng)正常運(yùn)行便可實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的測(cè)量、記錄與數(shù)據(jù)處理。 2)將單片機(jī)以及溫度傳感器引入對(duì)溫度的分析和處理中， 單片機(jī)控制決策無(wú)需建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)的魯棒性強(qiáng)，適合對(duì)非線性、時(shí)變、滯后系統(tǒng)的控制，對(duì)溫度測(cè)量系統(tǒng)采用單片機(jī)控制非常適合。 3)系統(tǒng)成本低廉，操作非常簡(jiǎn)單，可擴(kuò)展性強(qiáng)，只要稍加改變，即可增加其他使用功能。 通過(guò)對(duì)本設(shè)計(jì)的思考，更加加深了對(duì)單片機(jī)的認(rèn)識(shí)，熟練了單片機(jī)的編程，更對(duì)當(dāng)前的溫度傳感器有了更深刻的認(rèn)識(shí)與了解，但是由于此系統(tǒng)依賴溫度傳感器，因而對(duì)溫度傳感器的穩(wěn)定性，線性等諸多方面有著嚴(yán)格的要求，但是傳感器的性能越好，相對(duì)而言其價(jià)格也就越高，因而在此設(shè)計(jì)中，溫度傳感器我個(gè)人覺(jué)的還是存在遺憾，其次 ，由于采用了 C語(yǔ)言，所以其編程過(guò)程復(fù)雜不易查錯(cuò)。最后由于時(shí)間緊迫，本設(shè)計(jì)還有諸多地方需要改進(jìn)，比如改用 RS485串行接口或是網(wǎng)線，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作。 34 50 12/21/2020 八、心得體會(huì) 時(shí)光飛逝，一轉(zhuǎn)眼，一個(gè)學(xué)期又進(jìn)尾聲了，本學(xué)期的智能儀器論文也在兩周內(nèi)完成了。論文 是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí) ,發(fā)現(xiàn) ,提出 ,分析和解決實(shí)際問(wèn)題 ,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié) ,是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程 .隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說(shuō)得是無(wú)處不在。因此作為二十一 世紀(jì)的大學(xué)來(lái)說(shuō)掌握單片機(jī)的開(kāi)發(fā)技術(shù)是十分重要的。 回顧起此次 智能儀器論文 ，至今我仍感慨頗多 。 的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在整整兩星期的日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜 ，擁擠的實(shí)驗(yàn)室，忙碌著、設(shè)計(jì)著，真的很累很費(fèi)心。 但是可以學(xué)到很多很多的的東西，不僅可以鞏固以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí) ，并且把以前學(xué)到的理論知識(shí)很好的應(yīng)用到實(shí)踐中，更好的理解掌握了這些理論知識(shí) 。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使 我們 懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從 理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。 在這次課程設(shè)計(jì)中，我們還切身感受到團(tuán)結(jié)、合作的重要性。我們四個(gè)人在一開(kāi)始就分工明確，盡量讓每個(gè)人做自己擅長(zhǎng)的工作；在智能儀器論文設(shè)計(jì)中大家都對(duì)自己主要負(fù)責(zé)的事項(xiàng)認(rèn)真負(fù)責(zé)，同時(shí)也互相幫助，向同組的組員詢問(wèn)自己不擅長(zhǎng)的方面，盡量讓每個(gè)人都對(duì)各方面的知識(shí)都能有比較好的了解掌握。 在 智能儀器論文 設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到 很多 問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重， 因?yàn)檫@畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所 學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說(shuō)三極管 PNP 管腳不懂怎么放置，不懂分得二極管的正負(fù)極，對(duì)單片機(jī) C語(yǔ)言掌握得不好 。其中最難的應(yīng)該是程序的編寫(xiě)了， DS18B20 溫度感應(yīng)器是我們單片機(jī)課程里沒(méi)學(xué)過(guò)的，需要我們查資料自學(xué)，它的 ROM操作指令和存儲(chǔ)器操作命令，初始化程序、寫(xiě)時(shí)間隙和讀時(shí)間隙以及各種時(shí)序圖等，都讓我們費(fèi)好大勁才研究明白 ?? 在這次難得的智能儀器論文設(shè)計(jì)過(guò)程中我們鍛煉了自己的思考能力和動(dòng)手能力。通過(guò)題目選擇和設(shè)計(jì)電路的過(guò)程中，加強(qiáng)了我思考問(wèn)題的完整性和實(shí)際生活聯(lián)系的可行性。在方案設(shè)計(jì)選擇和 芯片的選擇上，培養(yǎng)了我們綜合應(yīng)用單片機(jī)的能力，對(duì)單片機(jī)的各個(gè)管腳的功能也有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。還鍛煉我們個(gè)人的查閱技術(shù)資料的能力，動(dòng)手能力，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。并且我們熟練掌握了有關(guān)器件的性能及測(cè)試方法。俗話說(shuō)“好的開(kāi)始是成功的一半”，課程設(shè)計(jì)最重要的就是做好設(shè)計(jì)的預(yù)習(xí)，認(rèn)真的研究老師給的題目，選一個(gè)自己有興趣的題目。其次，分析研究明白試驗(yàn)各實(shí)驗(yàn)硬件器材的工作原理，因?yàn)橹挥卸济靼琢?，做起設(shè)計(jì)才可能事半功倍，如果沒(méi)弄明白，就迷迷糊糊的去選題目做設(shè)計(jì)，到頭 35 50 12/21/2020 來(lái)可能就是事倍功半甚至一點(diǎn)收獲也沒(méi)有。最后，要重視程序 的模塊化，修改的方便，也要注重程序的調(diào)試，掌握其方法。 這次 智能儀器論文 終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多編程問(wèn)題，最后在 劉喜峰 老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時(shí)，在 劉喜峰 的身上我學(xué)得到很多實(shí)用的知識(shí)，在 此 我表示感謝！同時(shí)， 彼此感謝我們同半的所有 同學(xué)和各位指導(dǎo)老師 ！ 36 50 12/21/2020 九、參考文獻(xiàn) [1] 陳大欽主編 《電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》 高等教育出版社 2020 年 [2] 余錫存 曹國(guó)華 .單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M].陜西 :西安電子科技大學(xué)出版社 [3] 蘇家健 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) .高等教育出版社， [4] 周航慈 . 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) . 北京航空航天大學(xué)出版社， [5] 李仁發(fā)、肖玲、吳強(qiáng) .數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)（第四版） . 人民郵電出版社， 2020. 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