畢業論文基于單片機的數字溫度監測系統-資料下載頁

【導讀】的環境溫度進行準確地監測，進而控制控制溫度。所以人們需要一種適用范圍廣。且性價高的數據采集系統。PC機用于對采集到的數據進行復雜處理，單片機用于精確地采集溫。度，從而降低了單片機的單機工作量，提高了穩定性，提高了系統的整體性能。溫度控制在生產過程中占有相當大的比例，溫度檢測技術已經比較成熟。統的測溫元件有熱電偶和熱敏電阻。再轉換成對應數字量，這些方法相對比較復雜，需要比較多的外部硬件支持。DS18B20作為檢測元件，溫度范圍為-55~125ºC,最高分辨率可達ºC。部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點。位機軟件可以設置溫度報警上下限，溫度記錄等功能。從而實現了數據處理功能。強大，顯示直觀，界面友好，性價比高的數字式溫度檢測系統。

　　

【正文】 1，發送緩沖區的內容少于 SThreshold 指定的值。 （ 2） ComEvReceive：值為 2，接收緩沖區內字符數達到 RThreshold 指定的值。 （ 3） ComEvFrame：值為 1004，硬件檢測到幀錯誤。 （ 4） ComEvRxOver：值為 1008，接收緩沖區溢出。 （ 5） ComEvTxFull：值為 1010，發送緩沖區溢出。 （ 6） ComEvRxParity：值為 1009，奇偶校驗錯誤。 （ 7） ComEvEOF：值為 7，接收數據中出現文件尾（ ASCII 碼為 26）字符。 MSComm 控件提供了兩種處理通信的方法： ，是一種功能很強的處理串口活動的方法。例如，當在 CD（ Carrier Detect）線或 RTS（ Request To Send）線上有字符到達或發生了改變，在這種情況下，可以使用 MSComm 控件的 OnComm 事件捕獲和處理這些通信事件。 OnComm 也可以捕 獲和處理通信中的錯誤。 CommEvent 屬性的值來檢測事件和通信錯誤。 廣州工程技術職業學院 20xx 屆畢業設計（論文） 23 本系統使用 onComm事件驅動通信 。在串口初始化時，設置 的值為 4，這表示收接收緩沖區收到 4個字節時觸發 onComm 事件 ，執行 onComm事件 里面的代碼。 通信事件包含了下面的設置： 常量 值 描述 ComEvSend 1 發送緩沖區中的字符數比 Sthreshold 值低 ComEvReceive 2 接收到了 Rthreshold 個字符。持續產生該事件，直到使用 了 Input 屬性刪除了接收緩沖區中的數據 ComEvCTS 3 CTS（ ClearToSend）線改變 ComEvDSR 4 DSR（ DataSetReady）線改變。當 DSR 從 1 到 0 改變時，該事件發生 ComEvCD 5 CD（ CarrierDetect）線改變 ComEvRing6 檢測到響鈴信號。一些 URAT（通用異步收發器）不支持該事件 ComEvEOF 7 收到了 EOF 字符（ ASCII 字符 26） 以上事件中，本系統只會用到 ComEvReceive。通過 CommEvent 屬性來判斷通信處于哪一 個狀態，從而執行相應的動作。 程序代碼段如下： Private Sub MSComm1_onComm() Dim buf As Variant 39。定義自動變量 Dim ReArr() As Byte 39。定義動態數組 Dim temp As String temp = ℃ ’攝氏度符號 Dim StrReceive As String 39。定義字符串變量 Select Case Case EvReceive 39。觸發接收事件 Do DoEvents 39。交出控制權 Loop Until = 4 39。等待 5個接收字節接收完畢 buf = 39。將接收的數據放入變量 ReArr = buf 39。存入數組 For i = 0 To UBound(ReArr) 39。求數組的下邊界和上邊界 StrReceive = StrReceive amp。 Chr(ReArr(i)) 39。轉換為字節串 Next i StrReceive = Val(StrReceive) = vbCrLf amp。 CStr(StrReceive amp。 temp amp。 Space(5) amp。 Time) amp。 39。顯示接收的溫度值 = 0 39。清空接收緩沖區 Case EventRxOver 39。接收緩沖區溢出 = 39。清空接收文本框 Case EventTxFull 39。發送緩沖區溢出 = 39。清空接收文本框 End Select 廣州工程技術職業學院 20xx 屆畢業設計（論文） 24 End Sub 本系統測量的范圍是 0～ ℃ ,單片機是一個字節一個字節來發送對應數值的，所以上位機也要一個字一個字地接收，存入數組里，然后遍列數組，把每個數組元素從 Acsii 碼譯成十進制數，再拼裝成一個完整的數值。最后是把 溫度值與系統時間關聯起來，在一個 TextBox 中顯示出來。 StrReceive 變量的值為一次采樣中得到的溫度值，有了這個溫度就能作實時比較，發送出警報控制字，使單片機發出警報。 溫度比較 的頻率與溫度采樣的頻率相同，這樣就能進行實時溫度對比。當溫度大于上限溫度或者小于下限溫度，上位機就會發出于 0x22 控制字，使下位機執行蜂鳴器發聲的程序段發出警報。 點擊“接收”按鈕，上位機向下位機發送 0x11 控制字，下位機收到后返回實時溫度值，在主文本框中顯示當肖溫度值。在程序中設置了定時清 空文本框，因為文本框顯示的內空不是無限的，文本框只能存儲或顯示 64K的內容，當超過時就會發生溢出堆棧的錯誤，所以要定時清空。 打開串口，點擊“記錄” 按鈕時，程序會把每一時段的溫度寫入一個日志文本里面，把溫度數據保存起來， 方便過后查看。日志是以天為單位來創建的，日志文件的名稱都是記錄的當天日期。只有點了“停止”按鈕才能點左邊的“查看歷史記錄”。因為點了“記錄”后，文本一直被當前程序讀寫，所以無法直接把一個完整的文本載入到一個 RichTextBox 控件當中。當點擊“查看歷史記錄”會彈出一個新的窗口。新窗口有兩個部分，左邊是一個列表，顯示有多個日志文件，只要點擊一個文件，該文件就會在右邊的 RichTextBox 中全部顯示出來，方便查看文件。程序 界面 截圖如下： 圖 419 上位機主界面 廣州工程技術職業學院 20xx 屆畢業設計（論文） 25 圖 420 “查看歷史記錄”界面 本節主要介紹了上位機的功能，其中通信部分最為重要。因為只有正確地收發數據 ，上位機才能得到正確測溫數據，進行下步的數據處理才有意義；上位機才能控制下位機工作。下位機的波特率已經定好了，上位機只有使用此波特率，在上位機界面就沒有必要制作波特率選擇列表了，只要選擇好了通信端口與采樣頻率既可打開通信端口。余下的就是數據格式部分了。這部分要上位機和下位機共遵守相同的數據格式，只有這樣雙方才能正確通信。 本章是本文的主體部分 ，分為兩個大塊：硬件設計、軟件設計。在硬件設計部分介紹了系統的各個主要的功能模塊，并且說明了 選擇理由。在軟件設計部分，又分了兩個大塊：下位機軟件、上位機軟件。有了功能完備的硬件設備，也要有軟件的良好支持才能把性能發揮出來。 下位機的程序由 C語言來編寫，編譯成HEX 文件后寫入單片機，單片機的能完成怎樣的任務由下位機程序決定。編寫下位機程序時，要按照單片機的資源與性能來編寫，這們才能使單片機穩定高效地工作。上位機程序由 來編寫，主要是從下位機中獲得數據，完成更加復雜數據處理以及控制單片機。上位機的功能很大程度上決定了應用系統功能的豐富度，因為單片機能完成的工作十分有限，尤其是對數據的處理能力遠不 如 PC機。 廣州工程技術職業學院 20xx 屆畢業設計（論文） 26 第五章 調試 前期的設計 與調試都是在仿真里面完成。 在仿真里面設計與調試的最大好處在于成本 低。可以在仿真畫出粗略的電路畫，用于調試程序。在仿真中程序調試成功之后再進一步細化電路圖，然后根據電路圖中的器件選購元件。最后就是焊到電路板上，進行實物系統的調試。 仿真電路圖如下： 圖 421 仿真電路圖 真實的電路也是根據仿真電路圖來焊接的。在仿真電路中已經成功的程序，編譯后燒入實際電路中，發現根本不能正常顯示，到底能不能采集到溫度也不知道。 后來放棄了原來的程序，重新編寫了程序，特別是 DS18B20 的相關初始化程序和指令發送的部分。這部分代碼是找到 DS18B20 的中文資料后，根據資料中的讀寫時序來寫，在溫度轉換部分也放棄原來正負溫度都要讀到的念頭，只關注于溫度，這樣在溫度轉換的程序就相對簡單，這也意味著相對穩定。結果，在仿真電路中無實正常運行，后來燒入實物后發現能正確地運行，能顯示出采樣到的溫度。這個問題 真的是很奇怪，也許這就是仿真器的缺餡。 在下位機通信部分，起初的想法是初始化好串口后，寫兩個函數 —— 一個用于發送單片機采樣到的溫度，一個用于接收 PC 發送過來的警報控制字然后觸發蜂鳴器發聲。這兩個函數寫 在主函數的一個死循環里面。 廣州工程技術職業學院 20xx 屆畢業設計（論文） 27 圖 422 主函數程序段 后來發現，單片機發得太快了，上位機在接收和處理的時候會出現卡頓，甚至假死的狀況。在單片機方面，顯示出現了明示的閃爍 。由此可知，溫度發送函數與接收 PC機控制字函數占用了太多 CPU 時間，導致動態顯示時間間隙過長，由此出現明顯的閃爍。后來，放棄了無規律地發送與隨機的接收等待，改用了串口中斷來控制 。 改成串口中斷后，效果好了很多，在接到發送命令后發送溫度數據，基本上沒有出現明顯的閃爍。只有在發送命令太頻繁的時候會出現較明顯的閃爍，只上位機請求發送溫度值的時 間間隔在 1 秒以上，基本不會注意到閃爍。至于收到警報命令后，會出現很明顯閃爍，經常會出現顯示不完整的狀況。這是由于蜂鳴器發聲函數大大延長了串斷 服務時間，不能及時地回到主程序，出現很大的顯示間斷，所以出現顯示不完整。這個問題一直沒能解決，這也許是本人的能力有限，或許 C51 單片機“太落后了”。 廣州工程技術職業學院 20xx 屆畢業設計（論文） 28 結 論 本文介紹了基于 AT89S52 單片機的數字溫度 監測 系統的設計，對整個硬件電路和軟件程序設計做了 詳細 分析 與相關知識和經驗的介紹 。在硬件方面重點介紹了測溫系統 的設計方案選擇及原理 ，以及詳細介紹了系統的幾個重要模塊 。在軟件方面重點介紹了 DS18B20 初始化及相關操作和串口通信的原理及實現，下位機最重要同時也是最難的是溫度采樣的部分，這部分完成不好整個系統就沒有意義；上位機最重要的是正確通信，其次就是功能的豐富程度。上位機的豐富程度決定了整個系統的可用性。 這編論文 對數字 溫 度監測 系統做出一個簡 易的設計方案。事實證明，該設計方案可行，達到了預期的設想。 其實 這個設計只是 個雛形，可以往里面添加更多的實用模塊以適應實際應用的需求， 使用更加高性能的單片機，以滿中更高端的應用。 數字 測溫系統 用在很多領域，在一些人不能直接進入的場所， 利用 基于 單片機的數字 測溫系統 ，可以實時監測 溫度， 添加溫控模塊后，也能進行溫度控制。 數字 測溫系統 用在溫室中，可以方便的 監測與 控制溫室中的溫度， 從而提高效益 。 經過本次設計的制作 加深了 51 單片機 相關 知識 的 了解， 學到了很多課堂上和課本中沒有提及過的知識和經驗，擴展了自己的知識面，同時回憶起了很多已經遺忘得差不多的知識，使很多東西得到了鞏固。 本次畢業設計基本上達到了預期的效果，有些問題還沒有得到有效地解決。本系統僅為一種設計方案，要想應用到實際的生產中還有很多問題需要解決，如通信傳輸的距離 過短，測溫點單一，功能單一 等等的問題需要解決。但是，有了設計方案，有了設計框架，之后的應用開發會好走很多。 在制作與實現的過程，得到最多的、最有價值的不單單是相關的知識，還有人個執行能力、思維能力、統籌能力以及判斷能力都得到了鍛煉與提升，使我獲得了更多的自信，將會令我受益一身。 經過一段時間的“奮戰”，畢業設計與畢業論文都告一段落了。在這過程中，導師與同學 給予了我莫大 的鼓勵與支持，衷心地感謝他們，感謝他們的關懷。 感謝 導師 的指導以及為我們做單片機系統的同學提供制作設備 ，使我的單片機系統能夠順利完成。 導師嚴謹的治學態度 和高度的責任心令我 欽佩。感謝同宿舍的“兄弟同胞”，有了他們設計與制作不再是一件苦悶的事，有了他們即使遇上困難也不像想像中的那樣困難，互相支持，互相鼓勵。 廣州工程技術職業學院 20xx 屆畢業設計（論文） 29 參考文獻 1. 陳佳麗著 .Visual Basic 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