【正文】 再次感 謝您 們的幫助， 沒有你們的幫助，完成這篇論文將會(huì)有更大的難度。page=1 [11] 倪繼烈，劉新民 .微機(jī)原理與接口技術(shù) .成都：電子科技大學(xué)出版社， 2020： 230239 [12] 馬忠梅 .單片機(jī)的 c語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) .第一版 .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1997： 126144 [13] 彭為，黃科，雷道仲 .單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講 .北京：電子工業(yè)出版社， 2020： 116134 [14] 李勇平 .中文 Visual Basic 案例教程 .北京 :北京希望電子出版社 .2020： 177213 [15] 求是科技 .Visual Basic 串口通信工程開發(fā)實(shí)例導(dǎo)航 .北京 :人民郵電出版社 .2020： 452 [16] andyzx 的開發(fā)日記 . 致 謝 深深 感 謝 黃老師對(duì)本篇論文 思路 的 提出 、 發(fā)展進(jìn)度以及論文要解決的問題等給出了很有幫助的建議， 感謝您 對(duì)論文 一而再，再而三的完善做出詳細(xì)和負(fù)責(zé)的指 導(dǎo) ，同時(shí)， 黃老師指導(dǎo)我論文時(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度以及他那博大精深的學(xué)識(shí)也讓我深深佩服。star=1amp。本文論述的系統(tǒng)單片機(jī)的晶振采用的是 12M的，為了減小單片機(jī)串行通信中波特率的初始值誤 差，只 好 采用4800bit/s 的波特率。通過 AT89C52 控制 DS18B20數(shù)字式溫度采集器，利用 RS485 總線和串行通信實(shí)現(xiàn)數(shù) 據(jù) 的長(zhǎng)距離傳輸，傳輸電平經(jīng)過 232 轉(zhuǎn)換后再上傳到上位機(jī) 。在測(cè)試溫度采集系統(tǒng)的性能中，為了形成比較，在恒溫箱中放入一個(gè)普通水銀溫度計(jì)（量程范圍是 5℃ ~105，分度為 ℃） 和DS18B20 溫度傳感器進(jìn)行測(cè)量。 在用戶控制軟件和超級(jí)終端中都選擇 COM1 口作為通信的串口。當(dāng)然也可以把系統(tǒng)的各部分完全連接起，運(yùn)行一下看，采用發(fā)現(xiàn)問題就對(duì)該部分進(jìn)行分析的方法測(cè)試，另外，在系統(tǒng)的上位 機(jī)和下位機(jī)的連接時(shí)，在測(cè)試階段完全可以先不用 RS485 總線，即單片機(jī)的串口通過 232 轉(zhuǎn)換后直接與 PC 相連，然后再接下總線，測(cè)試遠(yuǎn)程情況下通信的質(zhì)量。 DS18B20 的精度很高，誤差指標(biāo)可以限制在177。 初 始 化等 待 控 制 命 令打 開 串 口 接 收 數(shù) 據(jù)在 P C 機(jī) 上 進(jìn) 行 顯示 等 數(shù) 據(jù) 處 理收 完 數(shù) 據(jù) ？返 回 正 確 信 息 ？否否是是 圖 19 PC 機(jī)上的軟件設(shè)計(jì)流程圖 4 系統(tǒng)調(diào)試 與分析 單片機(jī)中測(cè)溫顯示模塊的調(diào)試 系統(tǒng)調(diào)試以程序?yàn)橹?。顯然，從上圖可以看出，利用 做出來的測(cè)溫系統(tǒng)的人機(jī)界面 顯得 十分直觀和簡(jiǎn)單。 (2) 在 的 ()函數(shù)中對(duì) MSComm 作如下設(shè)置，以初始化串口。 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。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。 InputLen屬性的缺省值是 0。 Input： 從輸入寄存器返回并刪除字符。 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）。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）。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。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，文件名為 。 //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。PCON=0x00。 TL1=0xF3。溢出率為 )256(121 XfT os c??的溢出率 (2) 因此 )256(12322 Xf os cSM O D???波特率 (3) 定時(shí)器 T1 工作在模式 2 時(shí)自動(dòng)重載初始值為 波特率? ??? 384 )1(256 SMO DfX os c (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。復(fù)位時(shí)，PCON=00H。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)。 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。模式 0 中該位 不用。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。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)。若 SM2=1，則允許多機(jī)通信。 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)。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。間斷傳送時(shí)，在停止位后，線路上自動(dòng)保持為 1。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。 串行通信協(xié)議有兩類：異步通信和同步通信。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。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，則轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制小數(shù)值就是 ℃的倍數(shù)。溫度測(cè)量每 2 秒進(jìn)行一次，程序流程圖如圖 12 所示。 重新調(diào)出 EEPROM Recall E2 [B8h] 此命令把貯存在 EEPROM中溫度觸發(fā)器的值以及配置寄存器的值重新調(diào)至緩沖存儲(chǔ)器，這種重新調(diào)出的操作在對(duì) DS18B20 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。如果總線主機(jī)在此命令之后，只要DS18B20 正忙于把緩沖存儲(chǔ)器復(fù)制入 EEPROM，它就會(huì)在總線上輸出0； 當(dāng)復(fù)制過程完成之后它將返回 1。 在總線上的主控 MCU完成 ROM 操作命令后，主控 MCU 便可以對(duì)總線上的 DS18B20 進(jìn)行存儲(chǔ)器操作了（存儲(chǔ)器操作包括存儲(chǔ)器操作命令和控制操作命令）；存儲(chǔ)器操作命令有 6 個(gè)，描述如下： 寫緩沖存儲(chǔ)器 Write Scratchpad [4Eh] 此命令將后面跟著的數(shù)據(jù)寫至 DS18B20 的緩沖存儲(chǔ)器，從地址 2開始接著寫的 3 個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)將被保存在緩沖存儲(chǔ)器地址 2 到 4 之中；發(fā)出一個(gè)復(fù)位（ Reset Plus）便可在任何時(shí)刻終止寫操作。 Skip ROM（跳過 ROM） [CCh] 在單點(diǎn)總線系統(tǒng)中，通過此命令允許總線上的主控 MCU 不提供64 位 ROM 編碼而訪問存儲(chǔ)器操作，以此來節(jié)省時(shí)間；如果在總線上存在多于一個(gè)的從屬器件，而且在 Skip ROM 命令之后發(fā)出讀命令 ， 那么由于多個(gè)從片同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)會(huì)在總線上發(fā)生數(shù)據(jù)沖突，漏極開路下拉會(huì)產(chǎn)生線與的效果。 ROM 操作指令及流程一旦完成初始化后，主控 MCU 便可以發(fā)出對(duì) DS18B20的 6個(gè) ROM 操作命令之一，所有 ROM 操作命令均為 8 位長(zhǎng)。 單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集部分的主要程序 [9][10] DS18B20 操作流程 DS18B20 的一線制總線要求的操作流程 ： (1) 初始化； (2) ROM 操作命令； (3) 存儲(chǔ)器和控制操作命令； (4) 處理 /數(shù)據(jù)。當(dāng)總線上沒有信號(hào)傳輸時(shí) ， 正端 A+的電平大約為 ， 負(fù)端 B的電平大約為 ， 即使有干擾信號(hào) ， 也很難產(chǎn)生串行通信的起始信號(hào) 0， 從而增加了總線抗干擾的能力。 A T 8 9 C 5 2R X DT X D P 1 . 7 G N DM A X 4 8 5BAR 71 2 0 ΩR S 4 8 5 總 線R 81 2 0 ΩR O1/ R E23D E4D IG N DABV C C5678V C C 圖 10 MAX485 構(gòu)成的 RS485 總線及其和 單片機(jī)的接口電路 在 PC機(jī)端用 MAX485和 MAX232組成的電平轉(zhuǎn)換電路 完成 TTL電平到 PC機(jī)的 RS232串口電平的轉(zhuǎn)換。 轉(zhuǎn)換電路見圖 10。 PC 機(jī)和單片機(jī)之間遠(yuǎn)程通信的 RS485 原理方案，如圖 9 所示。單片機(jī)采用 RS485 進(jìn)行串行通信 ， 只需要將 TTL 電平的串行接口通過芯片轉(zhuǎn)換為 RS485 串行接口 。同時(shí)將 A 和B 端之間加匹配電阻，一般可選 120Ω 的電阻。 R 2 1 3 4 8 7 6 5 D R O RE DE DI V c c B A GND 圖 3 1 M A X 4 8 5 的 引 腳 和 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 圖 8 MAX485的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 從 MAX485 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 中可以看出 ， MAX485 芯片的結(jié)構(gòu)和引腳都非常簡(jiǎn)單 ,內(nèi) 部含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器。它 是 Maxim公司的一種 RS－ 485 芯片。整個(gè)通信總線系統(tǒng)由 1 個(gè)主節(jié)點(diǎn)、若干個(gè)從節(jié)點(diǎn)組成，按照輪循的方式，主節(jié)點(diǎn)依次和從節(jié)點(diǎn)通信，這樣就解決了 RS485 總線的沖突。接受靈敏度也相當(dāng)高 ， 能檢測(cè)低達(dá) 200mV的電壓 ， 某些芯片已經(jīng)能檢測(cè)到低達(dá) 50mV 的電壓 (如 MAX3080 等 ),同時(shí) ， 最大傳輸速率和最大傳輸 距離也大大提高 。 RS485 需要 2 個(gè) 匹配電阻 ， 其阻值要求等于傳輸電纜的特性阻抗。 RS485 的最大傳輸距離約為 1219m， 最大傳輸速率為10Mb/s 。 RS485 可以采用二線與四線方式 ,二線制 ， 可實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)雙向 半雙工 通信。 Q 29 0 1 2R 94 . 7 KR 1 04 . 7 KR 1 24 . 7 KR 1 14 . 7 KQ 39 0 1 2Q 49 0 1 2Q 59 0 1 2abcdefghV C CR 1 5 ~ R 2 25 1 0V 2V 1 a fV 3bedh c g V 48位段選線4 位 位 選 線 圖 7 數(shù)碼管顯示電路原理圖 RS485 總線及其與單片機(jī)的接口電路 的設(shè)計(jì) [4][5] RS485 是一個(gè)電氣接口規(guī)范 ， 屬于 7 層開放系統(tǒng)互連 (Open System Interconnection， OSI) 模型物理層的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。在輪 流點(diǎn)亮的過程中，每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間極為短暫（約 1ms） ， 由于人類眼睛的視覺暫留及發(fā)光二極管的 余 輝效應(yīng)，只要輪流點(diǎn) 亮 各位二極管 是 ，掃描的 頻率合適時(shí)不 會(huì)有閃爍感。 A T 8 9 C 5 2 P 2 . 7 G N DD S 1 8 B 2 04 . 7 KV C CD Q123A T 8 9 C 5 2 4 . 7 KV C CD S 1 8 B 2 0231D QV C CV C C 圖 6 直接由 VDD 供電 其中 DS18B20 采集到的數(shù)據(jù) 從它的 DQ 引腳輸出經(jīng) 過 一 根 數(shù)據(jù)線傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)的 腳 ， 同時(shí)， 單片機(jī)對(duì) DS18B20 進(jìn)行讀 /寫操作 也是通過 該引腳實(shí)現(xiàn)的。單總線器件僅在主機(jī)發(fā)出讀時(shí)序時(shí)才向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，當(dāng)主機(jī)向單總線器件發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時(shí)序，以單總線器件能傳輸數(shù)據(jù)。 基本的通信過程為：主機(jī)通過拉低單總線至少 480us 產(chǎn)生 Tx 脈沖；然后由主機(jī)釋放總線，進(jìn)入 Rx 模式。由于是主從結(jié)構(gòu)，只有主機(jī)呼叫時(shí)，從機(jī)才能應(yīng)答，主機(jī)訪問 1wire 器件必須嚴(yán)格遵循總線命令時(shí)序，即初始化、讀 ROM、命令功能命令。系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換、控制都由這根線完成。溫度值格式 的低、高字節(jié) 如表 表 2 所示。當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)， DS18B20 進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)門開通時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器決定。為了補(bǔ)償振蕩器溫度特性的非線性，斜率累加器提供的預(yù)置值也隨溫度作相應(yīng)的變化。 高溫度系數(shù)振蕩器是一個(gè)振蕩頻率對(duì)溫度很敏感的振蕩器，為計(jì)數(shù)器 2 提供一個(gè) 頻率隨溫度變