基于PC机的温度采集记录系统

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1、基于PC机的温度采集记录系统　　摘　要：介绍一种采用智能数字温度传感器DS18B20进行温度采集，并通过单片机与PC机完成数据处理的系统。　　关键词：DS18B20；单片机；PC机；外部存储器；RS232串行通信Temperature－collectionRecorderBasedonPC　　GUXue－qun，LIUJian－feng（NantongVocationalCollege，Nantong226007，China）　　Abstract：Thispaperintroducesasystem

2、，whichcancollecttemperaturebyDS18B20andprocessdatawithPCSCM．　　Keywords：DS18B20；SCM；PC；secondarymemory；RS232serialcommunication1　系统硬件设计　　硬件电路由四部分组成：温度数据采集部分，即时温度显示驱动部分，温度数据存储部分和上位PC机数据处理部分。整个硬件设计原理图如图1所示。1．1　温度数据采集部分　　DS18B20是智能型的数字温度传感器，以单总线方式通信。其数据线与单

3、片机的P1．1相连接。当到达采样时间时，由单片机发出读温度信号，通过单片机AT89C51的P1．1口和DS18B20的I／O口相连，按照DS18B20的时序要求，发出相应的读、写命令。1．2　即时温度显示驱动部分　　选用高亮度发光LED器件。温度数据按动态方式显示，显示的温度数据的字形码由单片机的P0口发出，位选信号由P3．4、P3．5、P3．6和P3．7输出，经过7407进行驱动。1．3　存储部分　　基于便携式的目的，存储数据设计采用了AT24C512串行E2PROM器件。该器件体积小、功耗低，而

4、且存储的温度数据可在断电的状态下保存100年不丢失。通信采用I2C串行通信协议，AT89C51的P1．3、P1．4和AT24C512的SCL和SDA相连实现存储功能。1．4　串行通信　　利用AT89C51的UART串行通信口和上位PC机实现通信，利用MAX232实现RS－232的串行协议的电平转换，以保证通信的正常、无误。串行通信主要完成采样参数的设置及温度数据向PC机的发送。在整个系统中具有重要的作用。2　系统软件设计　　软件设计主要由两部分组成：单片机汇编语言部分与PC机高级语言部分。系统的稳定

5、性、正确性、合理性、健全性主要依赖软件设计部分。该部分按功能主要分四大部分，具体如下所述：2．1　主监控程序　　单片机的主监控程序流程图如图2所示，根据其实现的功能可以分为下面几个部分：　　（1）初始化程序：①设置串行通信波特率；②串行通讯方式的初始化；③对T0、T1两个计数器的初始化；④中断控制寄存器初始化。此外，还负责从E2PROM中调出以前的采样参数，使器件能够以它采样温度数据。　　（2）当监测到ONTIME1和ONTIME2标记时作相应温度的存储、转换、发送处理。ONTIME1与ON－TIM

6、E2的标记主要由定时中断完成，当到达采样间隔时，作出相应的标记，通知主程序作出相应的处理。　　（3）采用动态显示方式即时显示温度，以节省电路规模，使得整个系统的体积变小。2．2　定时中断程序　　当到达定时时间时，定时中断程序运行，作出相应标记，以通知主程序作相应处理，由主程序完成温度的采集处理，并把采集到的数据保存到E2PROM中。该程序会产生两个标记。如图3所示。　　（1）ONTIME1标记，该标记为一分钟固定定时。当时间到达一分钟时便产生标记以读取DS18B20的温度数据，更新实时温度显示。　　

7、（2）ONTIM2标记，该标记为采样时间到达标记。定时时间与PC机设定的采样时隔时间相同时，产生ONTIME2标记，通知单片机更新温度，并且完成温度数据的存储。2．3　串行通信　　当需要用E2PROM中的数据画出温度变化曲线进行分析时，运用串行通信子程序完成数据发送任务。另外，串行通信还负责采样参数的设置。　　中断的产生由PC机引起，当PC机要向单片机发送参数数据时，在发送的参数数据开始加一个“＠”，表示后继的数据为参数数据；单片机若接收到“＠”，则接下来继续接收参数数据。当PC机要调入单片机采集到

8、的温度数据时，发出一个“！”，表示请求单片机发送温度数据；单片机则根据这些标志来判断所要完成的任务。如图4所示。2．4　高级语言部分　　PC机分析温度变化的程序采用Delphi语言编写。利用Delphi中的TCOMM控件，完成串行通信任务。高级语言完成参数的设置和接收单片机送入的温度数据的处理（包括绘制成曲线图），并保存为磁盘文件，供以后分析使用。3　系统调试过程　　该系统的调试工作主要分为硬件调试和软件调试。在设计的过程中，先进行硬件的调试，然后用软件对硬件进行验证