基于串行口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-01-26 07:15本頁面
【正文】 些外圍 的輔助電路 構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是近年來微機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的結(jié)果，它具有如下特點(diǎn) : a系統(tǒng) 的開發(fā)要借助于專用的軟件設(shè)計(jì)工具，程序燒錄工具 。 c系統(tǒng) 程序是通過專門的燒錄工具燒錄進(jìn)去的，所以程序的穩(wěn)定性，安全性極高，一般不容易受到外界因素的破壞 。 利用 VB 自帶的控件庫，還可以實(shí)現(xiàn)大型的應(yīng)用程序的開發(fā)，不僅開發(fā)周期短，它采用的獨(dú)特的事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制，大大地減少了開發(fā)者的難度和工作量。 研究思路和方法比較 如前所述，本著 以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的需求 功能，使用更少的元器件、 提高系統(tǒng)的抗干擾能力， 降低系統(tǒng) 的 功耗及使系統(tǒng) 的處理能力更加快速 為目標(biāo) ， 開發(fā)基于單片機(jī) STC89C51 系列的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。利用 Visual Basic 來編寫串口傳輸?shù)耐ㄐ棚@示界面很容易實(shí)現(xiàn)，界面直觀明了 ，由 PC 機(jī)收集單片機(jī)采集和預(yù)處理的結(jié) 果，集中 地對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、 處理和 研究 。 Visual Basic（ VB） 是一個(gè)簡單、易學(xué)、高效的可視化軟件開發(fā)平臺(tái)，不但提供了良好的界面設(shè)計(jì)能力，而且在串口通信方面也有很強(qiáng)的功能，它所提供的Msm 通信控件有強(qiáng)大的串行通信功能 ，易于開發(fā)人員實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串口采集的界面設(shè)計(jì) 。硬件設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)接口電路的設(shè)計(jì)和單 片機(jī)作用對象的設(shè)計(jì)。通過分析各自的特點(diǎn)，易于得出一種性價(jià)比比較高的設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如下圖 所示 圖 系統(tǒng) 總體 結(jié)構(gòu)框圖 設(shè)計(jì)方案與論證 系統(tǒng)由 DS18B20作為溫度傳感器，檢測周圍環(huán)境的溫度，傳感器的 DQ端接單片機(jī)的 ，通過編寫初始化溫度傳感器，讀溫度傳感器，把溫度寫入 RAM中，溫度轉(zhuǎn)換子程序，把傳感器得到的信號轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的實(shí)際溫度值。為了直觀的顯示單片機(jī)與 PC機(jī)所處的狀態(tài)，我們在串口的 DTR（ Data Terminal Ready） 引腳與 GND之間接入指示 LED燈來顯是 PC機(jī)的狀態(tài)，是否準(zhǔn)備就緒，是否處于可以數(shù)據(jù)傳送狀態(tài)。 系統(tǒng)以 9 針串口作為連接下位機(jī)（單片機(jī)）和上位機(jī)（ PC 機(jī)）的橋梁，來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對下位機(jī)傳上來的數(shù)據(jù)的采集，在這里，單片機(jī)起到對信號的 接收，處理的作用。 本章小結(jié) 本章首先對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，給出了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的總體結(jié)構(gòu)框圖，接著比較詳細(xì)地論證了這種設(shè)計(jì)方案是否可行，總結(jié)性地概括了實(shí)現(xiàn)基于串口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案的原理，給出了詳細(xì)的電路狀態(tài)檢測的連線方式，同時(shí)也介紹了系統(tǒng)的信號數(shù)據(jù)的流通走向，分析了電路狀態(tài)的檢測方法，通過判斷相應(yīng)的功能引腳的狀態(tài)指示燈，來顯示和判斷計(jì)算機(jī)與單片機(jī)所處的狀態(tài)，方便了系統(tǒng)的調(diào)試和糾錯(cuò)，提高了開發(fā)效率。 ② 采用溫度傳感器 AD590： AD590 具有體積小、質(zhì)量輕、線形度好、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。 ℃，當(dāng)電源電壓在 5— 10V 之間，穩(wěn)定度為 1﹪時(shí)，誤差只有177。 ③ 采用溫度傳感器 DS18B20： DS18B20 具有 體積小，硬件開消少，最少只需一根數(shù)據(jù)線，具有安全性，穩(wěn)定性高，對溫度反應(yīng)敏感等優(yōu)點(diǎn)，他 全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出給設(shè)計(jì)者減少了很多工作。 2 采用溫度傳感器 AD590 需要 AD轉(zhuǎn)換模塊來實(shí)現(xiàn)電路對采集到的溫度信號進(jìn)行處理，從而加大了外圍硬件電路的開銷和加大了軟件程序的復(fù)雜程度。 綜合上述各溫度傳感器的特點(diǎn)，系統(tǒng)選擇 DS18B20 作為我們研究的溫度傳感器。 TTL 與 RS232 電平的轉(zhuǎn)化 單片機(jī)使用的是 TTL電平，而 PC機(jī)使用的 RS232電平，所以連接單片機(jī)與 PC機(jī)時(shí)， 我們要對單片機(jī)的輸出電平進(jìn)行轉(zhuǎn)化，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，這里，采用 MAXIM公司生產(chǎn)的 MAX232芯片來實(shí)現(xiàn)電平的轉(zhuǎn)換，具體電路圖如圖 ： 圖 MAX232 連線方式 MAX232 主要起到電位提升的作用。 單片機(jī) 電路設(shè)計(jì) 傳感器 DS18B20 與單片機(jī)的 P3^3 管腳相連，單片機(jī)通過此管腳來讀取傳感器傳來的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)并不就是當(dāng)前溫度值，要通過相應(yīng)的運(yùn)算把它轉(zhuǎn)化成實(shí)際的溫度值，由 DS18B20 的使用手冊可知，對接收到的數(shù)字信號乘以 就可以得到當(dāng)前的溫度值，這個(gè)過程有單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理子程序來完成。單片機(jī)連線如圖 所示 圖 單片機(jī)連線圖 這個(gè)部分主要包括單片機(jī)的上電復(fù)位電路，外接晶振的連線方式，全雙工串口的連線。針對下位機(jī)的硬件電路的設(shè)計(jì)，給出了系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)的流程圖。以下是 VB 的顯示界面。 表 Msm參數(shù)表 名稱 意義 CommPort 通信端口號 Settings 初始化參數(shù) PortOpen 使用 端口的狀態(tài) Input 輸入的內(nèi)容 Output 輸出的內(nèi)容 InputLen 輸入數(shù)據(jù)長度 HandShanking 通信 握手協(xié)議 Rthreshold 設(shè)置引發(fā) 系統(tǒng)響應(yīng) 接收 數(shù)據(jù) 事件的 數(shù)據(jù)長度 CommEvent 此事件產(chǎn)生將引發(fā) OnComm事件 DTREnable 是否使能數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備就緒有效 RTSEnable 是否使 能數(shù)據(jù)發(fā)送準(zhǔn)備就緒有效 InBufferCount 緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)量 DSRHolding DSR引腳的 狀態(tài) CTSHolding CTS引腳的 狀態(tài) CDHolding DCD引腳的 狀態(tài) 表 Msm事件表 常數(shù) 值 說明 ComEventBreak 1001 接收到一個(gè)中斷信號，此信號由傳送端通過屬性的設(shè)置即可作到。 ComEventDSRTO 1003 Data Set Ready 線超 ComEventFrame 1004 數(shù)據(jù)幀錯(cuò)誤（ Framing Error）。 ComEventCDTO 1007 Carrier Detect 線超時(shí)。 ComEventRxParity 1009 奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤。 ComEventDCB 1011 從連接端口接收 Device Control Block(DCB)時(shí)，發(fā)生沒有預(yù)料到的錯(cuò)誤。InBufferSize=1024。 3:添加 label控件，改其 Text屬性為“ **接收區(qū) **”； 4:添加 TextBox控件，改其“名稱”屬性為“ txtRecive” 5:添加兩個(gè)按鈕空間，改其 Caption屬性分別為“接收數(shù)據(jù)”（ Command1），“結(jié)束”（ Command2）。 5 系統(tǒng)結(jié)果和分析 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果 1 開啟計(jì)算機(jī)，連接上串口。我們可以在數(shù)碼管上看到顯示當(dāng)前采集到的溫度值，實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度是 24 度，同時(shí)我們看到串口接收引腳（ RXD）處于忽亮
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