單片機與PC機遠程溫度監(jiān)控系統(tǒng).doc

1、 畢業(yè)設計（論文）專 業(yè): 班級: 設計題目: 遠程溫度監(jiān)控系統(tǒng) 學生姓名: 學號： 起止日期: （共 周）設計地點: 指導教師: 2011 年 05 月 13 日福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告2 1.1.摘要摘要單片機地應用正在不斷地走向深入,同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新.在實時檢測和自動控制地單片機應用系統(tǒng)中,單片機往往是作為一個核心部件來使用,僅單片機方面知識是不夠地,還應根據(jù)具體硬件結構,以及針對具體應用對象特點地軟件結合,加以完善.ds18b20 是美國 dallas 公司生產(chǎn)地數(shù)字溫度傳感器芯片,具有結構簡單.體積小.功耗小.抗干擾能力強.使用方便等優(yōu)點.本文設計地

2、一種溫度控制系統(tǒng),用 stc89c52 單片機作為溫控器,選用 ds18b20 數(shù)字溫度傳感器,可任意設置上下限報警溫度,采用數(shù)碼管實時顯示溫度,通過串口利用單片機與上位機地通信,對庫房溫度采集并進行控制.關鍵詞：stc89c52 單片機.串口通信.上下限報警.數(shù)碼管顯示溫度福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告32.引論引論隨著時代地進步和發(fā)展,單片機技術已經(jīng)普及到我們生活.工作.科研.各個領域,已經(jīng)成為一種比較成熟地技術.溫度是工業(yè)生產(chǎn)中主要地被控參數(shù)之一,與之相關地跟中溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到地過過程控制,有些工藝過程對其溫度地控制效果直接影響著產(chǎn)品地質量.用單片機做成地產(chǎn)品

3、外圍元件很少,能實現(xiàn)地功能卻很廣,廣泛應用于工業(yè),農(nóng)業(yè)等.兼于此,特用單片機設計此電路.溫度控制在實際生產(chǎn)中有著廣泛地應用.例如：在冶金工業(yè).化工生產(chǎn).電力工程.造紙行業(yè).機械制造和食品加工等諸多領域中,人們都需要對各類加熱爐.熱處理爐.反應爐和鍋爐中地溫度進行檢測和控制.因而設計一種較為理想地溫度控制系統(tǒng)是非常有價值地.在國內外溫度控制成了一科廣泛應用于很多領域地技術.具體如空調.冰箱.茶葉烘烤.糧倉溫度控制.等等.糧食溫度檢測是儲備庫中防止糧食霉爛.保質存放地重要環(huán)節(jié).對于一個農(nóng)業(yè)大國來講,糧食生產(chǎn).需求與儲備量都很大.大量糧食在儲備地過程中常因糧食濕度過大而升溫發(fā)熱,導致糧食大量腐爛變質

4、,給郭建帶來巨大損失.本論文正是以此為出發(fā)點,對單片機控制地遠程溫度控制作了較詳盡地介紹.單片機地應用正在不斷地走向深入,同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新.在實時檢測和自動控制地單片機應用系統(tǒng)中,單片機往往是作為一個核心部件來使用,僅單片機方面知識是不夠地,還應根據(jù)具體硬件結構,以及針對具體應用對象特點地軟件結合,加以完善.ds18b20 是美國 dallas 公司生產(chǎn)地數(shù)字溫度傳感器芯片,具有結構簡單.體積小.功耗小.抗干擾能力強.使用方便等優(yōu)點.本文設計地一種溫度控制系統(tǒng),用 stc89c52 單片機作為溫控器,選用 ds18b20 數(shù)字溫度傳感器,可任意設置上下限報警溫度,采用數(shù)碼管實時

5、顯示溫度,通過串口利用單片機與上位機地通信,對溫度進行采集.數(shù)據(jù)處理和控制.福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告4 3.目錄目錄 1.摘要摘要.22.引論引論.33.目錄目錄.44.正文正文.54.1.設計目地設計目地.54.2.具體內容及要求具體內容及要求.54.3.系統(tǒng)總體方案設計系統(tǒng)總體方案設計.64.4.系統(tǒng)各個模塊設計系統(tǒng)各個模塊設計.84.4.1.單片機最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)84.4.2.顯示部分顯示部分114.4.3.鍵盤輸入鍵盤輸入124.4.4.報警電路報警電路124.4.5.測溫電路測溫電路134.4.6.單片機與上位機串口電路單片機與上位機串口電路154.5.系統(tǒng)軟

6、件設計系統(tǒng)軟件設計.194.5.1.單片機軟件設計單片機軟件設計194.5.2.上位機軟件設計上位機軟件設計225.結論結論.246.致謝致謝.247.參考文獻參考文獻.25附錄附錄 1.26附錄附錄 2.27附錄附錄 3.33福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告5 4.正文正文4.1. 設計目地設計目地 (1)了解電子系統(tǒng)地設計方法,鞏固和提高學過地基礎理論和專業(yè)知識； (2)學習 ds18b20 數(shù)字溫度傳感器地測溫原理,提高運用所學專業(yè)知識進行獨立思考和綜合分析.解決實際問題地能力； (3) 掌握串口通信協(xié)議及其編程方法,掌握正確地思維方法和利用軟件和硬件解決實際問題地基本技能；

7、(4)增強對單片機地認識,掌握分析處理問題地方法,進行調試.計算等基本技能地訓練,達到具有一定程度地實際工作能力.(5) 學會用 protel99se 進行電路原理圖和 pcb 圖地繪制. (6) 學習用 pspice. multisim 8 等仿真軟件進行電路設計和仿真. (7)通過參與實際工作,能夠了解單片機行業(yè)地具體工作. 4.2. 具體內容及要求具體內容及要求1. 內容及要求：研究基于單片機地遠程溫度監(jiān)控系統(tǒng),可以在 pc 機端實時監(jiān)控系統(tǒng)溫度,并根據(jù)當前地溫度值對單片機系統(tǒng)進行控制.利用 vb/vc/delphi 編制 pc 示例程序.2.主要技術指標：（1）.溫度測量范圍 0-70

8、；（2）.可以設置溫度報警地上.下限；（3）.提供 pc 機通訊接口；（4）.pc 機軟件實現(xiàn)對溫度數(shù)據(jù)分析.統(tǒng)計和處理； 福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告.系統(tǒng)總體方案設計系統(tǒng)總體方案設計4.3.1.設計方案論證方案一由于本設計是測溫電路,可以使用熱敏電阻之類地器件利用其感溫效應,在將隨被測溫度變化地電壓或電流采集過來,進行 a/d 轉換后,就可以用單片機進行數(shù)據(jù)地處理,在顯示電路上,就可以將被測溫度顯示出來,這種設計需要用到 a/d 轉換電路,其中還涉及到電阻與溫度地對應值地計算,感溫電路比較麻煩.而且在對采集地信號進行放大時容易受溫度地影響出現(xiàn)較大地偏差.方案二

9、 進而考慮到用溫度傳感器,在單片機電路設計中,大多都是使用傳感器,所以這是非常容易想到地,所以可以采用一只溫度傳感器 ds18b20,此傳感器,可以很容易直接讀取被測溫度值,進行轉換,電路簡單,精度高,軟硬件都以實現(xiàn),而且使用單片機地接口便于系統(tǒng)地再擴展,滿足設計要求.從以上兩種方案,很容易看出,采用方案二,電路比較簡單,費用較低,可靠性高,軟件設計也比較簡單,故采用了方案二.4.3.2.系統(tǒng)總體構成圖如下：89c52max232 電平轉換pc 機鍵盤電路ds18b20 溫度傳感器數(shù)碼管顯示蜂鳴器報警晶振電路下限 led燈上限 led燈福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告74.3.3.硬

10、件設計：控制部分地選擇較多,但是作為溫度計,在成本上最合適地是單片機,對于題目要求地控制能力也能勝任,利用 stc89s52 自身強大地功能和優(yōu)異地可擴展性,配上電路實驗箱.四位一體數(shù)碼管和按鍵等少量外圍電路,就能搭建合適本次實驗地小系統(tǒng).從而大大縮短設計流程,把設計地重點放在溫度探測單元,串行通信協(xié)議兩個部分.現(xiàn)在 pc 機提供地 com1.com2 是采用 rs-232 借口標準地.而 rs-232 是用正負電壓來表示邏輯狀態(tài),與 ttl 以高低電平來表示邏輯狀態(tài)地規(guī)定不同.因此,為了能夠同計算機借口或終端地 ttl 器件（如單片機）連接,必須在 rs-232 與 ttl 電路之間進行電平

11、和邏輯關系地變換,變換電路選用有德州儀器公司（tl）推出地一款兼容 rs-232 標準地芯片 max232.該器件包含 2 個驅動器.2 個接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供 tia/eia-232-f 電平轉換成 5v ttl/cmos 電平.每一個發(fā)送器將 ttl/cmos 電平轉換成 tia/eia-232-f 電平.4.3.4.軟件設計單片機軟件設計單片機程序由主程序和中斷子程序組成地.主程序負責對來自上位機地命令進行解析并執(zhí)行讀溫度值.存儲溫度值.輸出控制等等,中斷服務程序只負責單片機和上位機之間地數(shù)據(jù)發(fā)送與接收.上位機程序設計由單片機采集地各個庫房實時溫度,通過 max232 傳輸?shù)缴?/p>

12、位機 pc,利用在 visual basic 6.0 地通信控件 mscomm 屬性設置和事件響應地基礎上,實現(xiàn)與單片機串行通信,在上位機中,完成報警溫度設置.溫度傳感器 64 位激光 rom 讀取并顯示.實時溫度數(shù)據(jù)顯示.數(shù)據(jù)存儲.曲線繪制.歷史數(shù)據(jù)查詢等.福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告84.4.系統(tǒng)各個模塊設計：4.4.1 單片機最小系統(tǒng)1.stc89c52 單片機管腳圖如下：2.各引腳功能：(1)xtal1(19 腳)；xtal2(18 腳)-外接時鐘引腳.xtal1 為片內振蕩電路地輸入電源和時鐘引腳.vcc(40 腳)gnd(20 腳)常壓為+5v,低壓為+3.3v.(2

13、)端. xtal2 為片內振蕩電路地輸出端,8051 地時鐘有兩種方式,一種是片內振蕩方式,需要在這兩個引腳接石英晶體和振蕩電容, 振蕩電容地值一般選擇為 10p30p.另一種外部時鐘方式即 xtal1 接地,外部時鐘信號從 xtal2 腳輸入.(3)rst(9 腳)-單片機地復位引腳.p0 口(39 腳32 腳)雙向 8 位 i/o 口,每個口可以獨立控制.51 單片機 po 口內部沒有上拉電阻,為高阻狀態(tài),所以不能正常地輸出高低電平,因此該組 i/o 口在使用地時候務必要接上拉電阻,一般我們采用接入 10k 地上拉電阻.福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告9p1 口(1 腳8 腳)-

14、準雙向 8 位 i/o 口.每個口可以獨立操作控制,內帶上拉電阻,這種接口輸出沒有高阻狀態(tài),輸入也不能鎖存,固然不是真正地雙向 i/o 口,之所以稱它為” 準雙向”是因為該口在作為輸入使用前要先向該口進行寫一操作,然后單片機內部才可以正確讀出外部信號,也就是要使其先要有個準備過程,所以才稱準雙向口.對 52 單片機地 p1.0 引腳地第二功能為 t2 定時器地外部輸入,p1.1 引腳地第二功能為 t2ex 捕捉,重裝觸發(fā),即 t2地外部控制器.p2 口(21 腳28 腳)-準雙向 8 位 i/o 口,每個口都可以獨立操作控制,內帶上拉電阻,與 p1 口相似.p3 口(10 腳17 腳)-準雙向

15、 8 位 i/o 口,每個口可以獨立操作控制,內帶上拉電阻,作為第一功能使用時就當作普通 i/o 口,與 p1 口相似.作為第二功能使用時,各引腳地定義如表:值得強調地是,p3 口地每一個引腳均可以獨立定義為第一功能地輸入/輸出或第二功能p3 口引腳第二功能定義標號引腳第二功能說明p3.010rxd串行輸入口p3.111txd串行輸出口p3.212/into外部中斷 0p3.313/int1外部中斷 1p3.414t0定時器/計數(shù)器 0 外部輸入口p3.515t1定時器/計數(shù)器 1 外部輸入口p3.616/we外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖p3.717/rd外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖福建工程學國脈信息學院本科

16、畢業(yè)設計開題報告103.單片機最小系統(tǒng)其中：a.復位電路單片機上電時,當振蕩器正在運行時,只要持續(xù)給出 rst 引腳連個機器周期地高電平,便可完成系統(tǒng)復位.外部復位電路是為內部復位電路提供兩個機器周期以上地電平而設計地.系統(tǒng)采用上電自動復位,上電瞬間電容器上地電壓不能突變,rst 上地電壓是 vcc 上地電壓與電容器上地電壓之差,因而 rst 上地電壓與 vcc 上地電壓相同.隨著充電地進行,電容器上地電壓不斷上升,rst 上地 電壓就隨著下降,rst 腳上只要保持 10ms 以上高電平,系統(tǒng)就會有效復位.電容 c 可取 1033uf,電阻 r 可取 1.210k.在本系統(tǒng)設計中,c 取 10

17、uf,r 取10k.b.振蕩電路xtal1 腳和 xtal2 腳分別構成片內振蕩器地反相放大器地輸入和輸出端,外接石英晶振或陶瓷晶振以及補償電容 c1.c2 選 47uf 構成并聯(lián)諧振電路.當外接石英晶振時,電容 c1.c2選 30pf10pf；當外接陶瓷振蕩器時,電容 c1.c2 選 47uf10uf.系統(tǒng)中,外接電 c1.c2 地大小會影響振蕩器頻率地穩(wěn)定度.起振時間及溫度穩(wěn)定性.在設計電路板時,晶振和電容應靠近單片機芯片,以便減少寄生電容,保證振蕩器穩(wěn)定可靠工作.在本硬件系統(tǒng)設計中,為保證串行通行波特率地誤差,選擇了 11.0592mhz 地標準石英晶福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開

18、題報告11振,電容 c1.c2 為 30pf.c.ea接高電平,選用片內程序存儲器.4.4.2.顯示部分：本系統(tǒng)采用三極管驅動四位一體共陽數(shù)碼管顯示溫度,數(shù)碼管有兩種顯示方式,即靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示.靜態(tài)顯示地特點是每個數(shù)碼管地段選必須接一個 8 位數(shù)據(jù)線來保持顯示地字形碼.當送入一次字形碼后,顯示字形可一直保持,直到送入新字形碼為止.這種方法地優(yōu)點是占用cpu 時間少,顯示便于監(jiān)測和控制.缺點是硬件電路比較復雜,成本較高；動態(tài)顯示地特點是將所有位數(shù)碼管地段選線并聯(lián)在一起,由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效.選亮數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示.所謂動態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應地位選,利用發(fā)

19、光管地余輝和人眼視覺暫留作用,使人地感覺好像各位數(shù)碼管同時都在顯示.動態(tài)顯示地亮度比靜態(tài)顯示要差一些,所以在選擇限流電阻時應略小于靜態(tài)顯示電路中地.本設計數(shù)碼管采用動態(tài)顯示.如下圖：福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告12.鍵盤輸入如圖：本設計采用三個鍵,可任意調整上下限報警溫度,簡單實用.其中,鍵為設置鍵,按第下,上限溫度調整；按第下,下限溫度調整；按第下,顯示實際溫度.+鍵為每按一次設置溫度加.-鍵為每按一次設置溫度減.報警電路本設計中采用三極管驅動蜂鳴器報警,其中,和分別模擬制熱器和制冷器.當溫度高于上限溫度時,蜂鳴器報警,燈亮,模擬啟動制冷器；當溫度低于下限溫度時,蜂鳴器報警,燈

20、亮,模擬啟動制熱器.其中,與蜂鳴器相連地輕觸開關斷開時,蜂鳴器停止報警,實現(xiàn)手動解除報警.如圖：福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告13.測溫電路本設計采用溫度傳感器測量溫度.ds18b20 簡介其兩種封裝如圖：溫度傳感器地種類眾多,在應用與高精度.高可靠性地場合時 dallas（達拉斯）公司生產(chǎn)地福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告14ds18b20 溫度傳感器當仁不讓.超小地體積,超低地硬件開消,抗干擾能力強,精度高,附加功能強,使得 ds18b20 更受歡迎.對于我們普通地電子愛好者來說,ds18b20 地優(yōu)勢更是我們學習單片機技術和開發(fā)溫度相關地小產(chǎn)品地不二選擇.了解其工作

21、原理和應用可以拓寬您對單片機開發(fā)地思路.ds18b20 地主要特征：1. 全數(shù)字溫度轉換及輸出.2. 先進地單總線數(shù)據(jù)通信.3. 最高 12 位分辨率,精度可達土 0.5 攝氏度.4. 12 位分辨率時地最大工作周期為 750 毫秒.5. 可選擇寄生工作方式.6. 檢測溫度范圍為55c +125c (67f +257f)7. 內置 eeprom,限溫報警功能.8. 64 位光刻 rom,內置產(chǎn)品序列號,方便多機掛接.9. 多樣封裝形式,適應不同硬件系統(tǒng).ds18b20 芯片封裝結構：ds18b20 引腳功能：gnd 電壓地 dq 單數(shù)據(jù)總線 vdd 電源電壓 nc 空引腳ds18b20 工作原

22、理及應用：ds18b20 地溫度檢測與數(shù)字數(shù)據(jù)輸出全集成于一個芯片之上,從而抗干擾力更強.其一個工作周期可分為兩個部分,即溫度檢測和數(shù)據(jù)處理.在講解其工作流程之前我們有必要了解18b20 地內部存儲器資源.18b20 共有三種形態(tài)地存儲器資源,它們分別是：rom 只讀存儲器,用于存放 ds18b20id 編碼,其前 8 位是單線系列編碼（ds18b20 地編碼是19h）,后面 48 位是芯片唯一地序列號,最后 8 位是以上 56 地位地 crc 碼（冗余校驗）.數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時設置不由用戶更改.ds18b20 共 64 位 rom.ram 數(shù)據(jù)暫存器,用于內部計算和數(shù)據(jù)存取,數(shù)據(jù)在掉電后丟失,ds

23、18b20 共 9 個字節(jié) ram,每個字節(jié)為 8 位.第 1.2 個字節(jié)是溫度轉換后地數(shù)據(jù)值信息,第 3.4 個字節(jié)是用戶 eeprom（常用于溫度報警值儲存）地鏡像.在上電復位時其值將被刷新.第 5 個字節(jié)則是用戶第 3 個eeprom 地鏡像.第 6.7.8 個字節(jié)為計數(shù)寄存器,是為了讓用戶得到更高地溫度分辨率而設計福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告15地,同樣也是內部溫度轉換.計算地暫存單元.第 9 個字節(jié)為前 8 個字節(jié)地 crc 碼.eeprom 非易失性記憶體,用于存放長期需要保存地數(shù)據(jù),上下限溫度報警值和校驗數(shù)據(jù),ds18b20 共 3位 eeprom,并在 ram 都

24、存在鏡像,以方便用戶操作.電路圖如下：.單片機與上位機串口電路在現(xiàn)代業(yè)控制中,串口通信地應用越來越廣泛.單片機和pc機之間地串口通信在進行數(shù)據(jù)交換時經(jīng)常被使用.在串行通信時,要求通信雙方都采用一個標準接口,rs232c接口是單片機利pc機進行通信最常用地一種接口.單片機與pc機進行串口通信最簡單地二線制法,即接收數(shù)據(jù)針腳(rxd)與發(fā)送數(shù)據(jù)針腳(txd)相連,彼此交叉,信號地(gnd)對應相接.但是,串口還不能直接和單片機相連,可以選用max232和max485進行電平轉換.max232用于rs232c標準；max485用于rs485標準.rs232c標準規(guī)定在碼元畸變小于4地情況下,傳輸電纜

25、長度最大約為l5米,最高傳輸速率為20kbits.rs485標準最人傳輸距離約為1219米,最大傳輸速率約為l0mbits.max232 芯片簡介max232 芯片是美信公司專門為電腦地 rs-232 標準串口設計地單電源電平轉換芯片,使用+5v 單電源供電. 福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告16 引腳介紹：第一部分是電荷泵電路.由 .5.6 腳和 4 只電容構成.功能是產(chǎn)生+12v 和-12v 兩個電源,提供給 rs-232 串口電平地需要. 第二部分是數(shù)據(jù)轉換通道.由 3.14 腳構成兩個數(shù)據(jù)通道. 其中 13 腳（r1in）.12

26、腳（r1out）.11 腳（t1in）.14 腳（t1out）為第一數(shù)據(jù)通道. 8 腳（r2in）.9 腳（r2out）.10 腳（t2in）.7 腳（t2out）為第二數(shù)據(jù)通道. ttl/cmos 數(shù)據(jù)從 t1in.t2in 輸入轉換成 rs-232 數(shù)據(jù)從 t1out.t2out 送到電腦 db9 插頭；db9 插頭地 rs-232 數(shù)據(jù)從 r1in.r2in 輸入轉換成 ttl/cmos 數(shù)據(jù)后從 r1out.r2out 輸出. 第三部分是供電.15腳gnd.16腳vcc（+5v）.由于串口用地是 ttl 電平,和 rs232 電平不同,因此,單片機和 pc 通信時需要進行電平轉換,常用

27、地 ic 是 max232,連接圖如下圖所示,其中 max232 供電腳為5v.采用了三線制連接串口,也就是說和計算機地 9 針串口只連接其中地 3 根線：第 5 腳地 gnd.第 2 腳地 rxd.第 3 腳地 txd.這是最簡單地連接方法,但是對我們來說已經(jīng)足夠使用了.rs232引腳圖串口電路連接圖如下：福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告17收.發(fā)端地數(shù)據(jù)信號是相對于信號地,如從dte設備發(fā)出地數(shù)據(jù)在使用db25連接器時是2腳相對7腳（信號地）地電平,db25各引腳定義參見圖2-9.典型地rs-232信號在正負電平之間擺動,在發(fā)送數(shù)據(jù)時,發(fā)送端驅動器輸出正電平在+5+15v,負電平

28、在-5-15v電平.當無數(shù)據(jù)傳輸時,線上為ttl,從開始傳送數(shù)據(jù)到結束,線上電平從ttl電平到rs-232電平再返回ttl電平.接收器典型地工作電平在+3+12v與-3-12v.由于發(fā)送電平與接收電平地差僅為2v至3v左右,所以其共模抑制能力差,再加上雙絞線上地分布電容,其傳送距離最大為約15米,最高速率為20kb/s.rs-232是為點對點（即只用一對收.發(fā)設備）通訊而設計地,其驅動器負載為37k.所以rs-232適合本地設備之間地通信.上位機和下位機地接線方法如圖福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告18上位機和下位機地接線方法mcs-51 內部含有一個可編程全雙工串行通信接口,具有

29、uart 地全部功能.該接口電路不僅能同時進行數(shù)據(jù)地發(fā)送和接收,也可作為一個同步移位寄存器使用. 在進行異步通信時,數(shù)據(jù)地發(fā)送和接收分別在各自地時鐘（tclk 和 rclk）控制下進行地,但都必須與字符位數(shù)地波特率保持一致.mcs-51 串行口地發(fā)送和接收時鐘可由兩種方式產(chǎn)生,一種是由主機頻率 fosc 經(jīng)分頻后產(chǎn)生,另一種方式是由內部定時器 t1 或 t2 地溢出率經(jīng) 16 分頻后提供.發(fā)送和接收地過程如下：串行口地發(fā)送過程由指令 mov sbuf,a 啟動,即 cpu 由一條寫發(fā)送緩沖器地指令把數(shù)據(jù)（字符）寫入串行口地發(fā)送緩沖器 sbuf（發(fā)）中,再由硬件電路自動在字符地始.末加上起始位（

30、低電平）.停止位（高電平）及其它控制位（如奇偶位等）,然后在移位脈沖 shift地控制下,低位在前,高位在后,從 txd 端（方式 0 除外）一位位地向外發(fā)送.串行口地接收與否受制于允許接收位 ren 地狀態(tài),當 ren 被軟件置“1”后,允許接收器接收.接收端 rxd 一位位地接收數(shù)據(jù),直到收到一個完整地字符數(shù)據(jù)后,控制電路進行最后一次移位,自動去掉啟始位,使接收中斷標志 ri 置“1”,并向 cpu 申請中斷.cpu 響應中斷,用一條指令（mov a,sbuf）把接收緩沖器 sbuf（收）地內容讀入累加器.ti 和 ri 是由硬件置位地,但需要用軟件復位.福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計

31、開題報告19.系統(tǒng)軟件設計.單片機軟件設計：（1）主程序：主程序地主要功能是負責溫度地實時顯示.讀出并處理 ds18b20 地測量地當前溫度值,溫度測量每 1s 進行一次.這樣可以在一秒之內測量一次被測溫度,其程序流程如下所示： 主程序流程圖福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告20（2）讀溫度子程序：先讓 ds18b20 復位,然后發(fā)跳過 rom 匹配命令,再發(fā)出溫度轉換命令,讓 ds18b20 進行溫度轉換,延時等待轉換完畢后,再將已轉換地溫度值一一地從各個 ds18b20 取出,轉換成 ascall碼后再發(fā)送到 pc 機上,如此循環(huán).程序框圖如下：讀溫度程序框圖福建工程學國脈信息學院

32、本科畢業(yè)設計開題報告21（3）溫度比較報警子程序此程序是將實際溫度與設置地報警上下限比較,決定是否發(fā)出報警信號.由于 t 為實際溫度地絕對值,th.tl 也是溫度地絕對值,因此判斷大小關系時要通過其正負符號來確定.溫度比較報警子程序福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告224.5.2.上位機軟件設計pc 機程序中包括串口通信模塊,繪圖模塊,命令按妞模塊,溫度顯示模塊等.一.串口通信模塊在本設計中,采用 mscomm 控件進行串口地通訊,mscomm 控件串口具有完善地串口數(shù)據(jù)地發(fā)送和接收功能.通過此控件,pc 機可以利用串行口與其它設備實現(xiàn)輕松連接,簡單高效地實現(xiàn)設備之間地通訊.此控件地事

33、件響應有兩種處理方式,事件驅動方式：由 mscomm 控件地 oncomm 事件捕獲并處理通訊錯誤及事件；查詢方式：通過檢查 commevent 屬性地值來判斷事件和錯誤. 二.繪圖模塊在 vb 中,繪圖可以利用 line 和 circle 方法繪制幾何圖形11,還可以利用 mschart 控件繪制各種圖表.而本設計就采用 mschart 控件進形繪制溫度變化曲線圖.mschart 控件在繪制直方圖（條形圖）.折線圖.餅圖.標記圖.填充區(qū)域圖等各種常用地數(shù)據(jù)分析圖形方面有很大地優(yōu)勢,我們只要將需按圖形表示地數(shù)據(jù)裝入數(shù)組中,然后將數(shù)組數(shù)據(jù)賦值給mschart 控件,再進行一些簡單地圖形標題.背景

34、.圖例.注腳方面地定義,就可以得到所期望地數(shù)據(jù)分析圖形.mschart 控件地系統(tǒng)默認名是：mschart1.mschart2 等.由于 mschart 控件不是 vb 內建地基本控件,因此在使用前必須用工程菜單中地“部件”,添加 mschart 控件.添加 mschart控件地選項是“microsoft chart control 6.0(oledb)”.三.命令按鈕11模塊大多數(shù)應用程序中都有命令按鈕 commandbutton 控件,用戶可以單擊按鈕執(zhí)行某項操作.在本設計統(tǒng)中要讓下位機執(zhí)行相應操作,就是通過命令按鈕給下位機下發(fā)命令實現(xiàn)該功能.福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告23

35、命令按鈕是 vb 應用程序中經(jīng)常使用地對象,程序運行中要執(zhí)行一條或一組命令,通常通過用鼠標單擊命令按鈕來實現(xiàn),當然具體產(chǎn)生何種動作要通過執(zhí)行相應地事件過程中地程序代碼來決定.四.溫度顯示模塊在本設計中顯示由文本框和標簽控件完成.完成后地 vb 界面如下：福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告245.結論 本溫控系統(tǒng)通過 stc89c52 單片機采集從 ds18b20 溫度傳感器所測得地溫度數(shù)據(jù),并通過串口實時傳送到上位機.單片機系統(tǒng)完成對溫度信號地采集.設定上下限報警等功能,并通過串口通信與 pc 機進行通信,在 pc 機上進行顯示及一些操作,從而使系統(tǒng)更加直觀,使用更加方便.本設計主要解

36、決了以下幾個問題:1.系統(tǒng)地硬件采用以單片機為核心地硬件電路,所用元器件也很少,體積小,重量輕,抗干擾能力強,對環(huán)境要求不高,價格低廉.2.實現(xiàn)單片機與 pc 機地通信功能,實現(xiàn)遠距離地進行監(jiān)控.當然本設講也存在著一些不足:（1）電路設計技術還不夠成熟（2）本設計通信采用 rs232,如果采用 rs485 通信距離將會大大增加這個系統(tǒng)本身或通過擴展可應用于智能家居.工業(yè)控制.智能農(nóng)業(yè).環(huán)境監(jiān)測等各個領域地溫度采集以及數(shù)據(jù)分析控制.相信,隨著單片機與pc應用地不斷推廣和不斷成熟,基于單片機與pc機地溫度控制系統(tǒng)將會得到廣泛地應用.6.致謝值此論文完成之際,謹向我地導師表示衷心地感謝！在畢業(yè)設計期

37、間,督促我地工作,給予悉心地關懷.鼓勵與指導,盡心盡力,我能順利完成,與老師地幫助密不可分. 期間,還有許多同學給了我?guī)椭?沒有他們,我地學習和生活不會那么順利,在此,我對所有關心過我.幫助過我地人表示最衷心地謝意！是大家地無私幫助為我地畢業(yè)設計能夠順利福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告25地完成.在這幾個月里,最大地收獲是心智地成熟,期間遇到過不少困難,感謝老師和同學對我地關心.鼓勵和幫助,讓我用于面對困難,不斷前進.7.參考文獻： 1 陳大欽主編 電子技術基礎實驗 高等教育出版社 2004 年2 余錫存 曹國華.單片機原理及接口技術m.陜西:西安電子科技大學出版社3 蘇家健. 單片

38、機原理及應用技術 .高等教育出版社,2004.114 周航慈. 單片機程序設計基礎 . 北京航空航天大學出版社,2003.075 李仁發(fā).肖玲.吳強.數(shù)字邏輯設計（第四版）. 人民郵電出版社,2006.056 51 單片機學習網(wǎng) http:/www.51c51.com/7 單片機學習網(wǎng) http:/www.mcustudy.com/8單片機 c 語言應用程序設計第四版,馬忠梅主編,北京航空航天大學出版社9單片機開發(fā)與典型工程項目實例詳解,邊海龍.孫永奎編著,電子工業(yè)出版社1051 單片機 c 語言教程-入門.提高.開發(fā).拓展全攻略,郭天祥 編著, 電子工業(yè)出版社,200911 吳黎明主編 單片

39、機原理及應用技術 科學出版社 2003 年12 劉樂善主編 微型計算機接口技術及應用 華中科技大學出版社 2004 年13 j.a.connelley. analog integrated circuits. john wiley &sons14 吳洪潭,肖艷萍,趙偉國.單片機原理及應用系統(tǒng)設計m.北京：國防工業(yè)出版社,200515 陳梓城主編 電子技術實訓 機械工業(yè)出版社 2003 年16 李伯成.基于 mcs-51 單片機地嵌入式系統(tǒng)地設計m.北京：電子工業(yè)出版社,2004.福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告2617 李學海主編 標準 80c51 單片機基礎教程 北京航空航

40、天大學出版社 2006 年18 劉樂善主編 微型計算機接口技術及應用 華中科技大學出版社 2004 年19 先鋒工作室. 單片機程序實例m.北京：清華大學出版社,2002.20 付家才. 單片機控制工程實踐技術m. 北京：化學工業(yè)出版社,2004.521 atmel microcontroller handbook,2001 22 stc microcontroller handbook,2007 23 john f. wakerlym digital design 北京：高等教育出版社 2009附錄附錄 1.1. 總體電路圖總體電路圖本設計中設定報警上限溫度 30,報警下限溫度 20.圖中分

41、別是溫度超過 30和低于20時 led 燈模擬制冷和制熱系統(tǒng)開啟,并且蜂鳴器報警.福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告27附錄附錄 2 2：單片機程序：單片機程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit d1=p22;sbit d2=p21;sbit d3=p20;sbit d4=p23;sbit key1=p13;sbit key2=p14;sbit key3=p15;sbit led1=p10;sbit led2=p11;sbit baojing=p16;sbit ds=p12;sbit acc_

42、7=acc7;uint count=300,alarm=200; /最初溫度上下限值：30 度.20 度uchar shu;uchar shi,fen,ri,yue,nian,xq,miao,ss; uint temp; / 定義溫度變量uchar flag;uchar code tab=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90; /共陽數(shù)碼管不帶小數(shù)點地福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告2809 編碼uchar code tab1=0 x40,0 x79,0 x24,0 x30,0 x19,0 x12,0

43、x02,0 x78,0 x00,0 x10; /帶小數(shù)點地 09 編碼void send_int(void) tmod = 0 x21;/ 定時器 1 工作于 8 位自動重載模式, 用于產(chǎn)生波特率th1 = 0 xfd;/ 波特率 9600tl1 = 0 xfd; th0=0 xd8; /定時器 0 定時 10ms tl0=0 xf0; et0=1; /允許定時器 0 中斷 es=1; /允許串口中斷 ea=1; /開中斷scon = 0 xd8;/ 設定串行口工作方式pcon = 0 x00;/ 波特率不倍增void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x-)f

44、or(y=120;y0;y-);void dsreset() /復位 uint i;ds=0;i=103;while(i0)i-;ds=1;i=4;while(i0)i-;uchar tmpread() /讀取一字節(jié)uchar j,k,dat;uint i; for(j=1;j0)i-;dat=(k1);/讀出地數(shù)據(jù)最低位在最前面存一個字節(jié)在 dat 里 福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告29 return(dat);void tmpwritebyte(uchar dat) /寫一個字節(jié) uint i; uchar j; bit testb; for(j=1;j1; if(testb)

45、 /寫 1 ds=0; i+;i+; ds=1; i=8;while(i0)i-; else ds=0; /寫 0i=8;while(i0)i-;ds=1;i+;i+; void tmpchange() /ds18b20 溫度變換dsreset();delay(1);tmpwritebyte(0 xcc); /跳過讀取內存 romtmpwritebyte(0 x44); /開始轉換uint tmp() /讀取溫度float tt;uchar a,b;dsreset();delay(1);tmpwritebyte(0 xcc);tmpwritebyte(0 xbe);a=tmpread(); /

46、a 為低字節(jié) 8 位福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告30b=tmpread(); /b 為高字節(jié) 8 位temp=b; /temp 為溫度值 uint 16bittemp127)flag=1;ss=flag;temp=temp+1;tt=temp*0.0625; / temp/16 則是溫度地真實值 tt.7 位整數(shù),4 位小數(shù)temp=tt*10+0.5; / 擴大十倍取出了第一位小數(shù)return(temp);/*溫度顯示*/void displaytemp(uint temp) uchar ge,shi,bai,qian,ser;d1=0;d1=0;d3=0;d4=0;dsres

47、et();ser=temp/10; /分離出三位要顯示地數(shù)字 sbuf=ser;qian=temp/1000;bai=temp/100%10; / 百位數(shù)字shi=temp/10%10; / 十位數(shù)字ge=temp%10; / 個位數(shù)字if(flag=1)flag=0;p0=0 xbf;d1=1;delay(2);d1=0;if(qian!=0)p0=tabqian;d1=1;delay(2);福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告31d1=0;elsep0=0 xff;d1=1;delay(2);d1=0;if(temp99)p0=tabbai;d2=1;delay(2);d2=0;p0

48、=tab1shi;d3=1;delay(2);d3=0;p0=tabge;d4=1;delay(2);d4=0;/*按鍵控制*/uint keyscan()if(key1=0) /按鍵 1delay(5);if(key1=0) while(!key1); shu+; /按鍵 1 數(shù)按下次數(shù)if(key2=0) /按鍵 2delay(5);if(key2=0)福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告32while(!key2); count=count+10; /溫度上限值加 1if(shu=2) /按鍵 1 按下 2 次alarm+=10; /溫度下限值加 1if(key3=0) /按鍵 3

49、delay(5);if(key3=0)while(!key3);count=count-10; /溫度上限值減 1if(shu=2) /按鍵 1 按下 2 下alarm-=10; /溫度下限值減 1return(count);/*報警控制*/void main() led1=1;led2=1;delay(10);while( 1 ) tmpchange();if(shu=0)displaytemp(tmp( );keyscan();if(shu=1)displaytemp(count);福建工程學國脈信息學院本科畢業(yè)設計開題報告33if(shu=2)displaytemp(alarm);if(shu=3