【正文】 感謝同宿舍的“兄弟同胞”，有了他們設(shè)計(jì)與制作不再是一件苦悶的事，有了他們即使遇上困難也不像想像中的那樣困難，互相支持，互相鼓勵。 感謝 導(dǎo)師 的指導(dǎo)以及為我們做單片機(jī)系統(tǒng)的同學(xué)提供制作設(shè)備 ，使我的單片機(jī)系統(tǒng)能夠順利完成。 經(jīng)過一段時(shí)間的“奮戰(zhàn)”，畢業(yè)設(shè)計(jì)與畢業(yè)論文都告一段落了。但是，有了設(shè)計(jì)方案，有了設(shè)計(jì)框架，之后的應(yīng)用開發(fā)會好走很多。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)基本上達(dá)到了預(yù)期的效果，有些問題還沒有得到有效地解決。 數(shù)字 測溫系統(tǒng) 用在溫室中，可以方便的 監(jiān)測與 控制溫室中的溫度， 從而提高效益 。 其實(shí) 這個(gè)設(shè)計(jì)只是 個(gè)雛形，可以往里面添加更多的實(shí)用模塊以適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用的需求， 使用更加高性能的單片機(jī)，以滿中更高端的應(yīng)用。 這編論文 對數(shù)字 溫 度監(jiān)測 系統(tǒng)做出一個(gè)簡 易的設(shè)計(jì)方案。在軟件方面重點(diǎn)介紹了 DS18B20 初始化及相關(guān)操作和串口通信的原理及實(shí)現(xiàn)，下位機(jī)最重要同時(shí)也是最難的是溫度采樣的部分，這部分完成不好整個(gè)系統(tǒng)就沒有意義；上位機(jī)最重要的是正確通信，其次就是功能的豐富程度。 廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 結(jié) 論 本文介紹了基于 AT89S52 單片機(jī)的數(shù)字溫度 監(jiān)測 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對整個(gè)硬件電路和軟件程序設(shè)計(jì)做了 詳細(xì) 分析 與相關(guān)知識和經(jīng)驗(yàn)的介紹 。這是由于蜂鳴器發(fā)聲函數(shù)大大延長了串?dāng)?服務(wù)時(shí)間，不能及時(shí)地回到主程序，出現(xiàn)很大的顯示間斷，所以出現(xiàn)顯示不完整。只有在發(fā)送命令太頻繁的時(shí)候會出現(xiàn)較明顯的閃爍，只上位機(jī)請求發(fā)送溫度值的時(shí) 間間隔在 1 秒以上，基本不會注意到閃爍。后來，放棄了無規(guī)律地發(fā)送與隨機(jī)的接收等待，改用了串口中斷來控制 。在單片機(jī)方面，顯示出現(xiàn)了明示的閃爍 。這兩個(gè)函數(shù)寫 在主函數(shù)的一個(gè)死循環(huán)里面。這個(gè)問題 真的是很奇怪，也許這就是仿真器的缺餡。這部分代碼是找到 DS18B20 的中文資料后，根據(jù)資料中的讀寫時(shí)序來寫，在溫度轉(zhuǎn)換部分也放棄原來正負(fù)溫度都要讀到的念頭，只關(guān)注于溫度，這樣在溫度轉(zhuǎn)換的程序就相對簡單，這也意味著相對穩(wěn)定。在仿真電路中已經(jīng)成功的程序，編譯后燒入實(shí)際電路中，發(fā)現(xiàn)根本不能正常顯示，到底能不能采集到溫度也不知道。最后就是焊到電路板上，進(jìn)行實(shí)物系統(tǒng)的調(diào)試。可以在仿真畫出粗略的電路畫，用于調(diào)試程序。 廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 第五章 調(diào)試 前期的設(shè)計(jì) 與調(diào)試都是在仿真里面完成。上位機(jī)程序由 來編寫，主要是從下位機(jī)中獲得數(shù)據(jù)，完成更加復(fù)雜數(shù)據(jù)處理以及控制單片機(jī)。 下位機(jī)的程序由 C語言來編寫，編譯成HEX 文件后寫入單片機(jī)，單片機(jī)的能完成怎樣的任務(wù)由下位機(jī)程序決定。在軟件設(shè)計(jì)部分，又分了兩個(gè)大塊：下位機(jī)軟件、上位機(jī)軟件。 本章是本文的主體部分 ，分為兩個(gè)大塊：硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)。余下的就是數(shù)據(jù)格式部分了。因?yàn)橹挥姓_地收發(fā)數(shù)據(jù) ，上位機(jī)才能得到正確測溫?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)行下步的數(shù)據(jù)處理才有意義；上位機(jī)才能控制下位機(jī)工作。新窗口有兩個(gè)部分，左邊是一個(gè)列表，顯示有多個(gè)日志文件，只要點(diǎn)擊一個(gè)文件，該文件就會在右邊的 RichTextBox 中全部顯示出來，方便查看文件。因?yàn)辄c(diǎn)了“記錄”后，文本一直被當(dāng)前程序讀寫，所以無法直接把一個(gè)完整的文本載入到一個(gè) RichTextBox 控件當(dāng)中。日志是以天為單位來創(chuàng)建的，日志文件的名稱都是記錄的當(dāng)天日期。在程序中設(shè)置了定時(shí)清 空文本框，因?yàn)槲谋究蝻@示的內(nèi)空不是無限的，文本框只能存儲或顯示 64K的內(nèi)容，當(dāng)超過時(shí)就會發(fā)生溢出堆棧的錯誤，所以要定時(shí)清空。當(dāng)溫度大于上限溫度或者小于下限溫度，上位機(jī)就會發(fā)出于 0x22 控制字，使下位機(jī)執(zhí)行蜂鳴器發(fā)聲的程序段發(fā)出警報(bào)。 StrReceive 變量的值為一次采樣中得到的溫度值，有了這個(gè)溫度就能作實(shí)時(shí)比較，發(fā)送出警報(bào)控制字，使單片機(jī)發(fā)出警報(bào)。清空接收文本框 End Select 廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 End Sub 本系統(tǒng)測量的范圍是 0～ ℃ ,單片機(jī)是一個(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)來發(fā)送對應(yīng)數(shù)值的，所以上位機(jī)也要一個(gè)字一個(gè)字地接收，存入數(shù)組里，然后遍列數(shù)組，把每個(gè)數(shù)組元素從 Acsii 碼譯成十進(jìn)制數(shù)，再拼裝成一個(gè)完整的數(shù)值。清空接收文本框 Case EventTxFull 39。清空接收緩沖區(qū) Case EventRxOver 39。 39。 Space(5) amp。 CStr(StrReceive amp。 Chr(ReArr(i)) 39。存入數(shù)組 For i = 0 To UBound(ReArr) 39。等待 5個(gè)接收字節(jié)接收完畢 buf = 39。觸發(fā)接收事件 Do DoEvents 39。定義動態(tài)數(shù)組 Dim temp As String temp = ℃ ’攝氏度符號 Dim StrReceive As String 39。 程序代碼段如下： Private Sub MSComm1_onComm() Dim buf As Variant 39。一些 URAT（通用異步收發(fā)器）不支持該事件 ComEvEOF 7 收到了 EOF 字符（ ASCII 字符 26） 以上事件中，本系統(tǒng)只會用到 ComEvReceive。持續(xù)產(chǎn)生該事件，直到使用 了 Input 屬性刪除了接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù) ComEvCTS 3 CTS（ ClearToSend）線改變 ComEvDSR 4 DSR（ DataSetReady）線改變。在串口初始化時(shí)，設(shè)置 的值為 4，這表示收接收緩沖區(qū)收到 4個(gè)字節(jié)時(shí)觸發(fā) onComm 事件 ，執(zhí)行 onComm事件 里面的代碼。 CommEvent 屬性的值來檢測事件和通信錯誤。例如，當(dāng)在 CD（ Carrier Detect）線或 RTS（ Request To Send）線上有字符到達(dá)或發(fā)生了改變，在這種情況下，可以使用 MSComm 控件的 OnComm 事件捕獲和處理這些通信事件。 （ 7） ComEvEOF：值為 7，接收數(shù)據(jù)中出現(xiàn)文件尾（ ASCII 碼為 26）字符。 （ 5） ComEvTxFull：值為 1010，發(fā)送緩沖區(qū)溢出。 （ 3） ComEvFrame：值為 1004，硬件檢測到幀錯誤。 CommEvent 屬性值及其含義如下： （ 1） ComEvSend：值為 1，發(fā)送緩沖區(qū)的內(nèi)容少于 SThreshold 指定的值。 （ 12） OutPut：向發(fā)送緩沖區(qū)傳送一串字符。 （ 10） OutBufferSize：設(shè)置或返回發(fā)送緩沖區(qū)的大小，缺省值為 512 字節(jié)。 （ 8） InputLen：設(shè)置或返回接收緩沖區(qū)內(nèi)用 Input 讀入的字節(jié)數(shù)，設(shè)置該屬性為 0 表示 Input 讀取整個(gè)緩沖區(qū)的內(nèi)容。 （ 6） RThreshold：該屬性為一閥值，它確定當(dāng)接收緩沖區(qū)內(nèi)的字節(jié)個(gè)數(shù)達(dá)到或超過該值后就產(chǎn)生代碼為 ComEvReceive 的 OnComm 事件。例如： :=′9600,n,8,1′ （ 3） PortOpen：打開或關(guān)閉串行端口，格 式為：:={True|False} （ 4） InBufferSize：設(shè)置或返回接收緩沖區(qū)的大小，缺省值為 1024 字節(jié)。MSComm 控件的主要屬性及事件 廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 （ 1） CommPort：設(shè)置或返回串行端口號，缺省值 1。 圖 418 顯示部分代碼段 上位機(jī)程序 上位機(jī)程序由 編寫， 通信部分使用了 的 MSComm 控件，實(shí)現(xiàn)與串口的連接， 當(dāng)收到一定量的數(shù)據(jù)或都通信中出現(xiàn)錯誤時(shí)觸發(fā)控件的 OnComm 事件進(jìn)行相應(yīng)的處理。 溫度顯示 本系統(tǒng)使用共陽極的 7 段數(shù)碼管作為顯示設(shè)備。 通信端口初始化及數(shù)據(jù)發(fā)送 的部分已經(jīng)介紹完了。轉(zhuǎn)換的方法是把十進(jìn)制數(shù)的后面加上 0x30（十進(jìn)制的 0）即可。當(dāng)單片機(jī)接收到 0x11 控制字時(shí)，就向串口發(fā)送溫度數(shù)據(jù)。使用中斷的好處在于每當(dāng)一組數(shù)據(jù)接收完成或者有數(shù)據(jù)壓進(jìn) SBUF 時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)中斷請求。 SCON 的設(shè)置為： SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 地址 9FH 9EH 8DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H 值 0 1 0 1 0 0 0 0 PCON 的設(shè)置為： PCON SMOD GF1 GF0 PD ID 值 0 0 0 0 0 0 0 0 定時(shí)器 T1 的初值為： 程序如下： 圖 417 串口初始化程序段 廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 當(dāng)串口初始化完成后，單片機(jī)就能通過串口與 PC通信了。一般選用定時(shí)器 T1 工作方式 2，因?yàn)槎〞r(shí)器 T1工作方式 2具有自動加載功能，可避免通過程序反復(fù)裝入初值所引起的定時(shí)誤差，使波特率更加穩(wěn)定。 本系統(tǒng)使用工作方式 1 收發(fā)數(shù)據(jù)，方式 1 以 10 位數(shù)據(jù)為一幀進(jìn)行傳輸，設(shè)有 1 個(gè)起始位、 8 個(gè)數(shù)據(jù)位、 1位停止位，格式如下： 起始 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止 方式 1的波特率是可變的。 電源管理寄存器 PCON 的 單元地址是 87H， 不可位尋址， 其結(jié)構(gòu)格式如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SMOD GF1 GF0 PD ID 廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 與串行口工作有關(guān)的僅有它的最高位 SMOD， SMOD 稱為串行口的波特率倍增位。接收完第 8 位數(shù)據(jù)后，該位由硬件置位，在其他工作方式下，該位由硬件置位， RI=1 表示幀接收完成。 (7).RI：接收中斷標(biāo)志位。 可尋址標(biāo)志位。 在方式 2和方式 3 中， RB8存放接收到的第 9位數(shù)據(jù)，用以識別接收到的數(shù)據(jù)特征。在多機(jī)通信中同樣亦要傳輸這一位，并且它代表傳輸?shù)牡刂愤€是數(shù)據(jù)， TB8=0 為數(shù)據(jù)，TB8=1 時(shí)為地址。 (4).TB8—— 發(fā)送接收數(shù)據(jù)位 8。 (3).REN—— 允許接收位。當(dāng) SM2=0 時(shí)，就不管第 9 位數(shù)據(jù)是 0 還是 1，都會將數(shù)據(jù)送入 SBUF，并發(fā)出中斷申請。 多機(jī)通信是工作于方式 2 和方式 3， SM2 位主要用于方式 2 和方式 3。 串行口通信由兩個(gè)特殊功能寄存器對數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送進(jìn)行控制，分別是串行口控制寄存器 SCON 和電源控制寄存器 PCON. 串行口控制寄存器 SCON 地址為 98H,位地址為 9FH～ 98H，具體格式如下： SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 9FH 9EH 8DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H 廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 (1).SM0、 SM1—— 串行口工作方式控制位。 AT89S51 串行端口有四種基本工作方式，通過編 程設(shè)置，可以使其工作在任一方式，以滿足不同場合的需要。串行發(fā)送時(shí)，從片內(nèi)總線向發(fā)送 SBUF 寫入數(shù)據(jù)；單片機(jī)接收時(shí)，從接收 SBUF 向片內(nèi)總線讀出數(shù)據(jù)。 AT89S51 集成了一個(gè)全兩 工串行口（ UART），串行口通過引腳 RXD（ ,串行口數(shù)據(jù)接收端）和引腳 TXD（ ,串行口數(shù)據(jù)發(fā)送端）與外部設(shè)備之間進(jìn)行串行通信。 5. 空閑位：空閑位表示線路處于空閑狀態(tài)，此時(shí)線路上為邏輯 “1” 電平。 廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 4. 停止位：停止位為 1位、 位或 2位，可有軟件設(shè)定。數(shù)據(jù)位究竟是幾位，可由硬件或軟件來設(shè)定。 2. 數(shù)據(jù)位：數(shù)據(jù)位為 58 位，它緊跟在起始位之后，是被傳送字符的有效數(shù)據(jù)位。 圖 415 串行異步通信數(shù)據(jù)格式 在一個(gè)有效字符正式發(fā)送前，發(fā)送器先發(fā)送一個(gè)起始位，然后發(fā)送有效字符位，在字符結(jié)束時(shí)再發(fā)送一個(gè)停止位，起始位至停止位構(gòu)成一幀。它是以字符為單位進(jìn)行傳輸?shù)?，字符之間沒有固定的時(shí)間間隔要求，而每個(gè)字符中的各位則以固定的時(shí)間傳送。 通信端口初始化及數(shù)據(jù)發(fā)送 本系統(tǒng)使用的 USB 通信模塊是通過虛擬串口來實(shí)現(xiàn)與 USB 口通信的，所以在下位機(jī)不必使用 USB 的通信協(xié)議來收發(fā)數(shù)據(jù)，使用 RS232 串口的協(xié)議來通信既可 ,其余的處理工作由 PL2303 芯片來完成 . 本系統(tǒng)使用 的是串行異步通信。 這部分最關(guān)鍵的是嚴(yán)格遵守元件的讀寫時(shí)序， DS18B20 的讀寫都要是通過時(shí)間隙來完成的，這是單總線型元件的一大特點(diǎn)，也是編寫控制程序的難點(diǎn)。 以上是 DS18B20 的初始化處理及數(shù)據(jù)處理部分，該部分是本系統(tǒng)的核心部分。 由于本系統(tǒng)只測量 0攝氏度 上的溫度 ，并沒有考慮到負(fù)溫度，所以并沒有把有關(guān)負(fù)溫度的處理寫進(jìn)程序里面。從 temp_data[0]中取上低 4位，低 4位是小數(shù)部分，把它單獨(dú)提取出來乘以 10/16(即 ),廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）