【正文】 輸出和驅(qū)動器的輸入端，與單片機(jī)連接時(shí)只需分別與單片機(jī)的RXD和TXD相連即可；/RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)/RE為邏輯0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng)DE為邏輯1時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)镸AX485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可；A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號端,當(dāng)A引腳的電平高于B時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1；當(dāng)A的電平低于B端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。它完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS－485電平的功能。 將AT89S51和1602按封轉(zhuǎn)相接，其中數(shù)據(jù)接受的I/O口接單片機(jī)的P0口，RS、RW、滑動變阻器R6作為電位器是用來調(diào)節(jié)液晶顯示的對比度的。這些LCM雖然顯示字?jǐn)?shù)各不相同，但是都具有相同的輸入輸出界面。點(diǎn)陣字符位之間有一空點(diǎn)距的間隔起到了字符間距和行距的作用。在顯示器件上的電極圖型設(shè)計(jì)，它是由若干個(gè)5*7或5*11等點(diǎn)陣符位組成。 LCD的應(yīng)用很廣泛，簡單如手表上的液晶顯示屏，儀表儀器上的液晶顯示器或者是電腦筆記本上的液晶顯示器，都使用了LCD?！　≡诒驹O(shè)計(jì)中，最核心的器件是AT89S51。它集Flash程序存儲器既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用8位微處理器于單片機(jī)芯片中，ATMEL公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)位AT89S51單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 溫度采集模塊設(shè)計(jì)依據(jù)對DS18B20的介紹和了解，：。 這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲在18B20的兩個(gè)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5位為0，；如果溫度小于0，這5位為1。: DS18B20管腳圖DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。DS18B20使電壓、特性及封裝有更多的選擇，讓我們可以構(gòu)建適合自己的經(jīng)濟(jì)的測溫系統(tǒng)。分辨率設(shè)定，及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存。C。DS18B20可以程序設(shè)定9~12位的分辨率，精度為177。且適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，支持3V~，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便。C。C范圍內(nèi),精度為177。C~+125176。第三部分是系統(tǒng)的調(diào)試及總結(jié)。本設(shè)計(jì)可以分為三大部分：第一部分是硬件部分設(shè)計(jì),其中包括三大模塊：分別為溫度采集模塊，溫度顯示模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇 為了設(shè)計(jì)簡單更有效的實(shí)現(xiàn)所需功能，筆者選用第一種方案，在硬件電路更加簡潔情況下實(shí)現(xiàn)了課題的目標(biāo)。方案二：首先通過集成溫度傳感器AD590將溫度值轉(zhuǎn)換為電量輸出，然后送入多路開關(guān)，再分時(shí)送入放大電路，經(jīng)放大以后進(jìn)入采樣保持器，再由數(shù)字轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)模擬信號的數(shù)字化，所得的數(shù)字量經(jīng)單片機(jī)89C51處理以后由外接的數(shù)碼顯示器對溫度數(shù)值進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。所得的數(shù)字信號經(jīng)單片機(jī)處理后由外接的液晶顯示器進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。采用單片機(jī)作為控制核心，對溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理等操作，選用AT89S51單片機(jī)。具體就是利用用溫度傳感器進(jìn)行采集和轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，利用單片機(jī)對傳感器所輸入的信號完成處理與顯示，按照RS485通信協(xié)議將得到的數(shù)據(jù)傳輸給PC機(jī)并顯示出來。制作出相應(yīng)的硬件系統(tǒng)并完成軟件的調(diào)試。本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是遠(yuǎn)程數(shù)字采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，利用單片機(jī)設(shè)計(jì)一遠(yuǎn)程數(shù)字采集系統(tǒng)，對遠(yuǎn)距離參數(shù)進(jìn)行適時(shí)的采集，顯示及傳輸。目 錄1 緒論 1 遠(yuǎn)程數(shù)字采集系統(tǒng)的概述 1 課題要求 12 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案論證 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇 13 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 2 溫度采集模塊 2 2 3 數(shù)據(jù)顯示模塊 3： 3 4 4 數(shù)據(jù)傳輸模塊 5 5 6 124 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 12 總程序流程圖 12 各模塊程序設(shè)計(jì) 14 14 16 185 系統(tǒng)的制作和調(diào)試 20 硬件PCB板的設(shè)計(jì) 21 硬件調(diào)試 21 軟件調(diào)試 226 總結(jié) 22謝辭 23參考文獻(xiàn) 24附錄 25附錄1 硬件原理圖： 25附錄2 硬件PCB圖： 26附錄3 總程序： 271 緒論 遠(yuǎn)程數(shù)字采集系統(tǒng)的概述遠(yuǎn)程數(shù)字采集系統(tǒng)是指，從傳感器和其它待測設(shè)備等模擬和數(shù)字被測單元中自動采集信息的過程。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計(jì)算機(jī)的測量軟硬件產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測量系統(tǒng)，利用各種通信協(xié)議以達(dá)到遠(yuǎn)程采集的目的，采集的目標(biāo)數(shù)據(jù)通常有溫度或濕度等。本設(shè)計(jì)以采集溫度數(shù)據(jù)為例子，需要收集相關(guān)資料，了解并掌握常見的溫度數(shù)據(jù)采集方案，確定采集的方式和方法，顯示采集溫度數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。 課題要求 利用單片機(jī)的串行口設(shè)計(jì)一個(gè)通訊距離要求達(dá)到1500m以上的、具有顯示功能的數(shù)字采集系統(tǒng)，來模擬工業(yè)上對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的要求。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案論證根據(jù)該課題的目標(biāo)，在所學(xué)范圍范圍內(nèi)可采取以下兩種方案：方案一：首先用溫度傳感器DS18B20進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集，該傳感器傳遞的是數(shù)字信號，其內(nèi)部集成有AD轉(zhuǎn)換模塊，其不加驅(qū)動，可傳送距離為100米。設(shè)計(jì)中可直接將DS18B20的輸出數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)，省去AD轉(zhuǎn)換等復(fù)雜電路。采用RS485串口通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)AT89S51單片機(jī)和PC機(jī)的通信。在按照RS485串口通信協(xié)議和RS232串口通信協(xié)議將所得數(shù)據(jù)傳輸給電腦，并實(shí)時(shí)顯示出來。對于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集部分，將在論文中體現(xiàn)。本文第二部分是軟件部分的設(shè)計(jì)，主要是通過AT89S51單片機(jī)的控制來實(shí)現(xiàn)各部分模塊的銜接，從而對溫度采集系統(tǒng)總體思想的實(shí)現(xiàn)。3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 溫度采集模塊 DS18B20是“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器，是DALLAS最新單線數(shù)字溫度傳感器，它支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為 55176。C，在10~+85176。176?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。另外其價(jià)格更低廉，體積更小。176?？蛇x更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。DS18B20的性能是新一代產(chǎn)品中最好的！性能價(jià)格比也非常出色！ 繼“一線總線”的早期產(chǎn)品后，DS18B20開辟了溫度傳感器技術(shù)的新概念。 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。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形式表達(dá)，其中S為符號位。 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。 溫度采集模塊 數(shù)據(jù)顯示模塊 AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4K的可編程的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。AT89S51具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。： 時(shí)鐘電路SFR和RAMROMCPU定時(shí)/計(jì)數(shù)器并行端口中斷系統(tǒng)串行端口系 統(tǒng) 總 線時(shí)鐘源T0 T1P0 P1 P2 P3TXD RXD INT0 INT1 AT89S51單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)示意顯示部分在本設(shè)計(jì)中是作為一個(gè)信息指使部分是很重要的，本論文中使用LCD作為顯示部分，因?yàn)樗c數(shù)碼管比較起來更具有整體性和連貫性。在一般的辦公設(shè)備上也很常見，如傳真機(jī)，復(fù)印機(jī)，以及一些娛樂器材玩具等也常常見到LCD的足跡。 本本所涉及的LCD為字符型點(diǎn)陣式LCD模塊（liquid Crystal Display Module)簡稱LCM，或者是字符型LCD。 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母，數(shù)字，符號等的點(diǎn)陣式液晶顯示模塊。每一個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。 目前市面上常用的有16字*1行，16字*2行，20字*2行和40字*2行等的字符模塊組。本設(shè)計(jì)中使用的是1602LCD，屬第二種模塊組。： 數(shù)據(jù)顯示模塊 數(shù)據(jù)傳輸模塊MAX485芯片采用單一電源+5 V工作，額定電流為300 μA，采用半雙工通訊方式。MAX485芯片的結(jié)構(gòu)和引腳都非常簡單,內(nèi)部含有一個(gè)驅(qū)動器和接收器。在與單片機(jī)連接時(shí)接線非常簡單。同時(shí)將A和B端之間加匹配電阻，一般可選100Ω的電阻。 串行通信串行數(shù)據(jù)傳送的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)傳送按位順序進(jìn)行，最少只需要一根傳輸線即可完成，節(jié)省傳輸線。在長距離內(nèi)串行數(shù)據(jù)傳送速率會比并行數(shù)據(jù)傳送速率快，串行通信的通信時(shí)鐘頻率容易提高，串行通信的抗干擾能力十分強(qiáng)，其信號間的互相干擾完全可以忽略。⑵串行通信工作模式通過單線傳輸信息是串行數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)。①單工形式：早期的電流環(huán)單工形式的數(shù)據(jù)傳送是單向的。信息只能沿一個(gè)方向傳送，使用一根傳輸線。如計(jì)算機(jī)與打印機(jī)之間的通信是單工形式，因?yàn)橹挥杏?jì)算機(jī)向打印機(jī)傳送數(shù)據(jù)，而沒有相反的數(shù)據(jù)傳送。②半雙工形式：RS485半雙工通信使用同一根傳輸線，即可發(fā)送數(shù)據(jù)又可接收數(shù)據(jù)，但不能同時(shí)發(fā)送和接收。因此半雙工形式即可以使用一條數(shù)據(jù)線，也可以使用兩條數(shù)據(jù)線。因?yàn)橛星袚Q，所以會產(chǎn)生時(shí)間延遲，信息傳輸效率低些。波仕電子的RS232/RS485轉(zhuǎn)換器使用了獨(dú)特的零延時(shí)自動收發(fā)轉(zhuǎn)換技術(shù)，直接從RS485信號中用硬件方法提取收發(fā)切換控制信號，并且具備零延時(shí)的性能。③全雙工形式：RS23RS422全雙工數(shù)據(jù)通信分別由兩根可以在兩個(gè)不同的站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送和接收的傳輸線進(jìn)行傳送，通信雙方都能在同一時(shí)刻進(jìn)行發(fā)送和接收操作。⑶握手信號握手信號實(shí)際上是控制信號，用來控制數(shù)據(jù)的傳送。接收方通過握手信號通知發(fā)送方它是否已經(jīng)準(zhǔn)備好了接收信號。 當(dāng)發(fā)送方和接收方處理數(shù)據(jù)的不一樣時(shí)，可能會造成數(shù)據(jù)丟失。發(fā)送方何時(shí)可以繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，何時(shí)必須暫停發(fā)送，從而讓接收方有時(shí)間處理數(shù)據(jù)，稱為流量控制，必須靠握手信號來解決這個(gè)問題。①硬件握手在硬件握手中，發(fā)送方通過將某一個(gè)導(dǎo)線拉到高電平或者低電平。接收方已經(jīng)準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)之