基于pc機的溫度采集記錄系統(tǒng)

1、<p>　　基于PC機的溫度采集記錄系統(tǒng)</p><p>　　摘　要：介紹一種采用智能數(shù)字溫度傳感器DS18B20進行溫度采集，并通過單片機與PC機完成數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)。　　關(guān)鍵詞：DS18B20；單片機；PC機；外部存儲器；RS232串行通信</p><p>　　Temperature－collection Recorder Based on PC</p><

2、;p>　　GUXue－qun，LIUJian－feng </p><p>　?。∟antong Vocational College，Nantong 226007，China）</p><p>　　Abstract：This paperintroduces a system，which can collecttemperature by DS18B20 and process dat

3、a with PCSCM．　　Keywords：DS18B20；SCM；PC；secondary memory；RS232 serialcommunication </p><p>　　1　系統(tǒng)硬件設(shè)計　　硬件電路由四部分組成：溫度數(shù)據(jù)采集部分，即時溫度顯示驅(qū)動部分，溫度數(shù)據(jù)存儲部分和上位PC機數(shù)據(jù)處理部分。整個硬件設(shè)計原理圖如圖1所示。</p><p>　　1．1　溫度數(shù)據(jù)采集部分

4、　　DS18B20是智能型的數(shù)字溫度傳感器，以單總線方式通信。其數(shù)據(jù)線與單片機的P1．1相連接。當?shù)竭_采樣時間時，由單片機發(fā)出讀溫度信號，通過單片機AT89C51的P1．1口和DS18B20的I／O口相連，按照DS18B20的時序要求，發(fā)出相應的讀、寫命令。1．2　即時溫度顯示驅(qū)動部分　　選用高亮度發(fā)光LED器件。溫度數(shù)據(jù)按動態(tài)方式顯示，顯示的溫度數(shù)據(jù)的字形碼由單片機的P0口發(fā)出，位選信號由P3．4、P3．5、P3．6和P3．7輸出

5、，經(jīng)過7407進行驅(qū)動。1．3　存儲部分　　基于便攜式的目的，存儲數(shù)據(jù)設(shè)計采用了AT24C512串行E2PROM器件。該器件體積小、功耗低， 而且存儲的溫度數(shù)據(jù)可在斷電的狀態(tài)下保存100年不丟失。通信采用I2C串行通信協(xié)議，AT89C51的P1．3、P1．4和AT24C512的SCL和SDA相連實現(xiàn)存儲功能。1．4　串行通信　　利用AT89C51的UART串行通信口和上位PC機實現(xiàn)通信，利用MAX232實現(xiàn)RS－232的串行協(xié)議

6、的電平轉(zhuǎn)換，以保證通信的正常、無誤。串行通信主要完成采樣參數(shù)的設(shè)置及溫度數(shù)據(jù)向PC機的發(fā)送。在</p><p>　　2　系統(tǒng)軟件設(shè)計　　軟件設(shè)計主要由兩部分組成：單片機匯編語言部分與PC機高級語言部分。系統(tǒng)的穩(wěn)定性、正確性、合理性、健全性主要依賴軟件設(shè)計部分。該部分按功能主要分四大部分，具體如下所述：2．1　主監(jiān)控程序　　單片機的主監(jiān)控程序流程圖如圖2所示，根據(jù)其實現(xiàn)的功能可以分為下面幾個部分：　?。?）

7、初始化程序：①設(shè)置串行通信波特率；②串行通訊方式的初始化；③對T0、T1兩個計數(shù)器的初始化；④中斷控制寄存器初始化。此外，還負責從E2PROM中調(diào)出以前的采樣參數(shù)，使器件能夠以它采樣溫度數(shù)據(jù)?！　。?）當監(jiān)測到ONTIME1和ONTIME2標記時作相應溫度的存儲、轉(zhuǎn)換、發(fā)送處理。ONTIME1與ON－TIME2的標記主要由定時中斷完成，當?shù)竭_采樣間隔時，作出相應的標記，通知主程序作出相應的處理?！　。?）采用動態(tài)顯示方式即時顯示溫度

8、，以節(jié)省電路規(guī)模，使得整個系統(tǒng)的體積變小。 </p><p>　　2．2　定時中斷程序　　當?shù)竭_定時時間時，定時中斷程序運行，作出相應標記，以通知主程序作相應處理，由主程序完成溫度的采集處理，并把采集到的數(shù)據(jù)保存到E2PROM中。該程序會產(chǎn)生兩個標記。如圖3所示?！　。?）ONTIME1標記，該標記為一分鐘固定定時。當時間到達一分鐘時便產(chǎn)生標記以讀取DS18B20的溫度數(shù)據(jù)，更新實時溫度顯示?！　。?）O

9、NTIM2標記，該標記為采樣時間到達標記。 定時時間與PC機設(shè)定的采樣時隔時間相同時，產(chǎn)生ONTIME2標記，通知單片機更新溫度，并且完成溫度數(shù)據(jù)的存儲。2．3　串行通信　　當需要用E2PROM中的數(shù)據(jù)畫出溫度變化曲線進行分析時，運用串行通信子程序完成數(shù)據(jù)發(fā)送任務。另外，串行通信還負責采樣參數(shù)的設(shè)置。　　中斷的產(chǎn)生由PC機引起，當PC機要向單片機發(fā)送參數(shù)數(shù)據(jù)時，在發(fā)送的參數(shù)數(shù)據(jù)開始加一個“＠”，表示后繼的數(shù)據(jù)為參數(shù)數(shù)據(jù)；單片機若接

10、收到“＠”，則接下來繼續(xù)接收參數(shù)數(shù)據(jù)。當PC機要調(diào)入單片機采集到的溫度數(shù)據(jù)時，發(fā)出一個“！”，表示請求單片機發(fā)送溫度數(shù)據(jù)；單片機則根據(jù)這些標志來判斷所要完成的任務。如圖4所示。 </p><p>　　2．4　高級語言部分　　PC機分析溫度變化的程序采用Delphi語言編寫。 利用Delphi中的TCOMM控件，完成串行通信任務。高級語言完成參數(shù)的設(shè)置和接收單片機送入的溫度數(shù)據(jù)的處理（包括繪制成曲線圖），并保存為

11、磁盤文件，供以后分析使用。3　系統(tǒng)調(diào)試過程　　該系統(tǒng)的調(diào)試工作主要分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。在設(shè)計的過程中，先進行硬件的調(diào)試，然后用軟件對硬件進行驗證。3．1　硬件調(diào)試　　硬件電路的調(diào)試主要有：晶振及復位電路、數(shù)碼顯示電路、DS18B20及E2PROM的硬件接線、串行通信硬件調(diào)試。3．2　軟件調(diào)試　　軟件是系統(tǒng)的主要組成部分，也是整個調(diào)試的重點和難點工作。軟件調(diào)試主要有：數(shù)碼顯示程序調(diào)試、讀DS18B20程序調(diào)試、串行通信程

12、序調(diào)試、高級語言程序調(diào)試。調(diào)試完成后系統(tǒng)運行正常，利用該系統(tǒng)進行實際溫度的采集記錄，得到圖5所示波形。 </p><p>　　4　結(jié)束語　　本系統(tǒng)功耗低（采用干電池供電）、精度高、體積?。?3mm＊45mm＊20mm）、重量輕、成本低、方便攜帶，并設(shè)有斷電數(shù)據(jù)保護功能。這是一款掌上型溫度采集記錄系統(tǒng)。目前尚無與本系統(tǒng)同檔次的溫度采集、記錄儀，具有較好的推廣應用價值。 </p><p>&