【正文】 1提供一個頻率穩(wěn)定的計數(shù)脈沖。 DS18B20的8腳SO封裝 DS18B20的3腳PR35封裝 8腳封裝的NC為空引腳；VDD為電源引腳，~；GND接地；DQ為數(shù)據(jù)的輸入和輸出引腳（單線總線），常態(tài)下呈高電平。根據(jù)實際需要通過簡單的編程實現(xiàn)9~12位的數(shù)字值讀數(shù)方式，℃，測量范圍為55~125℃。 數(shù)字式溫度傳感器DS18B20DS18B20數(shù)字式溫度傳感器與傳統(tǒng)的熱敏電阻不同，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號進(jìn)行處理，每片DS18B20都具有惟一的產(chǎn)品號并可存入其ROM中，便于構(gòu)成大型溫度測控系統(tǒng)時在單線上掛接多個DS18B20芯片，CPU可用簡單的協(xié)議就可識別。 遠(yuǎn)程溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖 DS18B20數(shù)字式溫度傳感器模塊的硬件電路設(shè)計為了降低溫度采集的硬件復(fù)雜性與提高整個設(shè)計電路的抗干擾能力，降低成本，數(shù)據(jù)采集模塊中，采用美國達(dá)拉斯（DALLAS）公司推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器DS18B20作為檢測元件。這種系統(tǒng)主要由DS18B20數(shù)字式溫度傳感器模塊、單片機控制模塊、數(shù)碼管顯示模塊、RS485傳輸總線模塊、RS485/RS232轉(zhuǎn)換接口模塊、上位PC機顯示和控制模塊五個部分組成[3][4]。此轉(zhuǎn)換電路一邊與RS232 標(biāo)準(zhǔn)9針接口相連，另一邊與RS485總線相連。這種轉(zhuǎn)換比較簡單，本系統(tǒng)采用MAX485芯片來完成這種轉(zhuǎn)換。為了降低成本和設(shè)計難度，本系統(tǒng)采用的是將RS232接口轉(zhuǎn)換成RS485接口，再在單片機和PC機之間加入RS485總線，采用RS485進(jìn)行長距離、高速的串行異步通信。該項技術(shù)的應(yīng)用為IST(Intemet Sensor Technology網(wǎng)絡(luò)傳感技術(shù))、局部環(huán)境自動控制等Internet化提供了技術(shù)保證。(5) TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，需要專門的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和從ISP基于固話短信技術(shù)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實現(xiàn)(Internet服務(wù)提供商)處申請專用的IP地址，硬件投資和運行成本都較高，適合于擁有大量的數(shù)據(jù)需要交互傳輸?shù)膽?yīng)用場合。該方式適用于點對點大量的實時數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用場合，對一些數(shù)據(jù)量少的多點數(shù)據(jù)采集場合其并不適用。幾種狀態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)換。在命令狀態(tài)下Modem命令形式接受命令，例如指示Modem去撥號或當(dāng)電話響鈴時給予自動應(yīng)答。除了撥號占據(jù)短暫的時間之外，Modem總是處于一種狀態(tài)。(3) 電話MODEM。但無線傳輸?shù)馁M用過高，對于工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用無線數(shù)傳技術(shù)進(jìn)行短距離小規(guī)模的數(shù)據(jù)通訊很難應(yīng)用。如對于分散測控系統(tǒng)，由于測量點比較分散，線路鋪設(shè)及維護均需較高的代價。在測量終端較集中的現(xiàn)場和Internet能夠覆蓋到的地方，通常都采用有線連接的數(shù)據(jù)通信方式。利用現(xiàn)有的GPRS網(wǎng)絡(luò)資源，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)覆蓋率高、傳輸特性好等優(yōu)勢，為現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供一種便捷的無線數(shù)據(jù)傳輸方式，代表著工業(yè)控制及現(xiàn)場監(jiān)測等領(lǐng)域的一個發(fā)展方向。遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于GPRS技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信，GPRS業(yè)務(wù)具有接入迅速、永遠(yuǎn)在線、流量計費等特點，在遠(yuǎn)程突發(fā)性數(shù)據(jù)實時傳輸中有不可比擬的優(yōu)勢。（3）編制相關(guān)的程序，包括數(shù)據(jù)采集子程序，PC應(yīng)用程序界面等。 （2）選擇合適的通信方式實現(xiàn)單片與PC之間的通信。 課題主要內(nèi)容本課題通過學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計，結(jié)合單片機的理論知識，構(gòu)成建立主站計算機與遠(yuǎn)程微處理器之間的通信，通過計算機的串口接受微處理器所發(fā)來的數(shù)據(jù)，而微處理器通過數(shù)據(jù)采集的芯片來獲得現(xiàn)場的運行數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相比具有不受地理環(huán)境、氣候、時間的影響等優(yōu)點，己經(jīng)廣泛用于石油、電力、水利、公安、交通和安防等行業(yè)。隨著社會的發(fā)展，各行各業(yè)都在向信息化和自動化方向發(fā)展。就其采樣頻率和分辨率來說屬于中速類型，適合對數(shù)據(jù)采樣頻率要求不是特別高的應(yīng)用場合。設(shè)計采用了模塊化的思想，條理清楚，主要有硬件設(shè)計與軟件程序設(shè)計兩部分。 系統(tǒng)上位機由一臺微機構(gòu)成，軟件采用Visual Basic編程，做出十分直觀的人機界面，由單片機構(gòu)成的測溫模塊檢測到的溫度數(shù)據(jù)分別顯示在單片機的顯示模塊和通過串口通信顯示在PC機上。為了簡化電路，降低成本，提高性價比，增強抗干擾能力和擴大傳輸距離和使用的靈活性，研究一種新的溫度數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)也就很有必要。傳統(tǒng)的溫度檢測大多以熱敏電阻或熱電偶為傳感器，它們測出的一般都是電壓，再通過相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度，這種結(jié)構(gòu)需要比較多的外部硬件支持，硬件電路復(fù)雜，軟件調(diào)試復(fù)雜，制作成本高。在日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要用到溫度的檢測及控制，能獨立工作的溫度檢測系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于諸多的領(lǐng)域。通信、計算機等技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是遠(yuǎn)程傳輸手段的多元化和技術(shù)水平的提高，使遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集技術(shù)有了廣泛的應(yīng)用。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相比，具有不受地理環(huán)境、氣候、時間的影響等優(yōu)勢。數(shù)據(jù)采集技術(shù)作為信息科學(xué)的一個重要分支，是以傳感器、信號測量與處理、微型計算機等技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的一門綜合應(yīng)用技術(shù)。關(guān)鍵詞：單片機AT89C52；溫度傳感器DS18B20；RS232；總線串行通信RS485； AbstractA designing method which uses DS18B20 digital sensor as temperaturecollecting tool, and MCU AT89C52 as Microcontroller unit is introduced.，It makes a longrange conveyance by using RS485 Bus to send the collected data to PC temperaturemeasuring system by RS232 interface. Acquisition of longrange Microcontroller unitbased system, using a serial protocol and RS485 bus, which bus RS485 munications distance can reach about 1000 meters。本系統(tǒng)接口簡單、使用方便、可靠性好，在溫度檢測中有較廣泛的應(yīng)用前景，具有較強的使用價值。本文論述的系統(tǒng)單片機的晶振采用的是12MHz的，為了減小單片機串行通信中波特率的初始值誤差，采用4800bit/s的波特率。摘 要本論文提出一種利用DS18B20數(shù)字式溫度傳感器作為溫度采集的工具，用單片機AT89C52對它進(jìn)行控制，并且通過RS485總線做遠(yuǎn)程傳送將采集到的數(shù)據(jù)通過RS232接口送入PC機測溫系統(tǒng)的設(shè)計方法?；趩纹瑱C的遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)中，采用串行協(xié)議和RS485總線，其中RS485總線的通信距離可以達(dá)到1000m左右；在此通信距離下，串行通信的速率最高可以達(dá)到9600bit/s。設(shè)計采用了模塊化的思想，條理清楚，主要有硬件設(shè)計與軟件程序設(shè)計兩部分。就其采樣頻率和分辨率來說屬于中速類型，適合對數(shù)據(jù)采樣頻率要求不是特別高的應(yīng)用場合。 in this munication distance, the highest rate of serial munication can be achieved 9600bit/s. In this paper, the crystal of MCU AT89C52 system is used in the 12MHz, in order to reduce the initial value error of the MCU serial munication baud rate , the system uses 4800 bit/s baud rate.This design has its clear order and has two main part of hardware design and software process design for its Modular thoughts. This system has widely perspective in temperature measurement and good use value for its simple and convenient interfaces. As far as sampling frequency and resolution ratio, it belongs to middlespeed type. It is proper to be used in application occasion without high requirement to data sampling frequency.Key words: MCU AT89C52；Temperature Sensor DS18B20；RS232；Bus Serial Communication RS485；52目 錄摘 要 IAbstract II1 緒 論 1 課題來源 1 課題意義、目的 2 課題主要內(nèi)容 22 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計 3 系統(tǒng)方案設(shè)計 3 DS18B20數(shù)字式溫度傳感器模塊的硬件電路設(shè)計 5 數(shù)碼管顯示模塊的設(shè)計 8 RS485總線及其與單片機、PC機的接口電路的設(shè)計 143 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計 20 單片機的數(shù)據(jù)采集模塊的程序設(shè)計 20 數(shù)據(jù)采集的串口通信協(xié)議 23 人機界面的設(shè)計 284 系統(tǒng)仿真與分析 32 單片機中測溫顯示模塊的仿真 32 串口通信仿真 32 結(jié)果分析 345 結(jié)論 35參考文獻(xiàn) 36附 錄 38附錄1 系統(tǒng)的整體硬件電路 38附錄2 DS18B20顯示模塊相關(guān)程序 39附錄3 串口程序 47附錄4 VB控件相關(guān)程序 50致 謝 53畢業(yè)設(shè)計（論文）1 緒 論 課題來源數(shù)據(jù)采集(Data Acqusition)是獲取信息的基本手段。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是利用計算機、通信、測控等技術(shù)采集、記錄和顯示現(xiàn)場的各種物理參量，以供管理人員和現(xiàn)場操作者參考的系統(tǒng)，是現(xiàn)代測控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，用于獲取各種現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)。而借助單片機手段的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，更具有工程造價和人力資源成本低，傳輸數(shù)據(jù)不受地域的影響，可靠性高，免維護等優(yōu)點。數(shù)據(jù)采集在各個測試和控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)包括很多方面的內(nèi)容，涉及面也很廣。于是本文采用溫度檢測作為引子來模擬遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計。在一些測量與控制系統(tǒng)的應(yīng)用場合中，數(shù)據(jù)采集點與控制點通常有一定的距離，因此需要將采集的數(shù)據(jù)從采集現(xiàn)場進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，而傳統(tǒng)的串口通信傳輸?shù)淖畲蟮木嚯x只有15m，因此相要完成遠(yuǎn)距離的傳輸，就應(yīng)對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸問題采取新的方法。本設(shè)計提出一種利用DS18B20數(shù)字式溫度傳感器作為溫度采集的工具，用單片機對它進(jìn)行控制，并且通過RS485總線做遠(yuǎn)程傳送將采集到的數(shù)據(jù)通過RS232接口送入PC機測溫系統(tǒng)的設(shè)計方法。本系統(tǒng)設(shè)計完成了對溫度數(shù)據(jù)的采集、數(shù)碼管顯示以及PC機的用戶程序界面。本設(shè)計接口簡單、使用方便、可靠性好，在溫度檢測中有較廣泛的應(yīng)用前景，具有較強的使用價值。 課題意義、目的基于單片機的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集應(yīng)用范圍十分廣泛，意義重大。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集在電力電子系統(tǒng)信息自動化、遠(yuǎn)程控制監(jiān)測、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程信息管理等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。隨著通信技術(shù)、微電子技術(shù)的進(jìn)步和智能化建設(shè)的發(fā)展，越來越多的設(shè)備如家電、電表、工業(yè)終端等都有了需要進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集的需求，并且有大量的數(shù)據(jù)需要遠(yuǎn)距離傳輸，那么設(shè)計出功能齊全的、智能化水平較高的、能夠?qū)崟r傳輸數(shù)據(jù)的基于單片機的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是本論文研究的目的。因此課題的主要內(nèi)容為 （1）設(shè)計單片機與底層數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的接口電路。并在通過幾種方案的比較上，通訊方式上選擇了利用單片機并且通過RS485總線做遠(yuǎn)程傳送將采集到的數(shù)據(jù)通過RS232接口送入PC機測溫系統(tǒng)的設(shè)計方法[1][2]。2 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計 系統(tǒng)方案設(shè)計目前常用的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集解決方案有(1) GSM/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)，它利用GSM/GPRS的話音信道或者短消息來進(jìn)行信息傳遞，一般僅適用于移動應(yīng)用場合，如車輛的監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)，但其終端設(shè)備成本和運行費用都較高。既具有有線方式的效率高，實時性好、成本低的優(yōu)點，同時安裝方便、可維護性好、易實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理。在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的前端，由于測量終端數(shù)量較多，為每個測量終端都配置GPRS模塊，勢必造成成本很大，因此在測量現(xiàn)場對測量終端數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的集中成為必要。然而在許多特殊工作場合，由于現(xiàn)場環(huán)境的制約，有線的連接方式已經(jīng)不能滿足數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的參量要求。對于運動構(gòu)件上的傳感器信號的采集，由于傳感器空間位置不固定，使得通過電纜引出信號變得不可靠、甚至不可能,在環(huán)境惡劣、危險性大、對人體有危害的場合，操作者希望可以遠(yuǎn)離被測控對象，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和控制。(2) 無線電臺數(shù)字通訊，適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)無人值守的場合，其最大的缺點是設(shè)備復(fù)雜，維護和運行成本很高，而且覆蓋范圍小。Modem的狀態(tài)可以分為命令狀態(tài)和在線狀態(tài)。當(dāng)Modem啟動后，首先處于命令狀態(tài)，連接后進(jìn)入在線狀態(tài)。在在線狀態(tài)下，Modem與遠(yuǎn)端系統(tǒng)通信，這時Modem不再嘗試對發(fā)送給它的數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋，而是直接將其發(fā)送出去。當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的一種遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集解決方案，它通過電話的話音信道來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。(4) 電力線載波，該方式由于不能跨越變壓器，傳輸距離有限而且誤碼率高等許多原因，現(xiàn)己很少使用。將Intranet網(wǎng)技術(shù)引入控制領(lǐng)域，通過連接不同的網(wǎng)絡(luò)，形成一致的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以十分自然地將網(wǎng)絡(luò)規(guī)范應(yīng)用于控制設(shè)備領(lǐng)域，將Intranet與Internet相連，實現(xiàn)信息的完整共享。PC機的串行接口為RS232或USB總線，然而