度数据采集系统的设计与实现

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1、温度数据采集系统的设计与实现卞绍顺，王利华中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州（221008）E-mail:bianshaoshun@163.com摘要：本设计的主要目的是实现实时温度数据采集。在硬件上采用单片机AT89S52作为主处理芯片，通过温度传感器DS18B20对温度数据进行采集，将测得温度通过RS232串行接口标准送入计算机。上位机使用VB中的MSComm控件实现与下位机通讯，并在VB界面上显示监测点的实时温度值、最大值、最小值和采集温度的个数。关键词：温度数据采集；单片机；VisualBasic；串行通讯1概述随着科学技术的进步，在生

2、产和科学实验中，常常要测控很多参数，诸如温度、压力、转速等，通常的方法是使用专用的仪表人为观测、记录处理数据、做出判断。然而，专用的这些仪表往往价格昂贵，外围电路比较复杂，测量精度受所选设备影响。因而传统的检测与控制越来越适应不了社会的要求。如何将计算机与各种设施、设备结合，简化人工操作并实现自动控制，满足社会的需求，成为一个很迫切的问题。本文根据自己的实验所写，实现一种实时温度数据采集系统，对采集数据的远距离传输，由于单片机处理数据的能力不是很快，因此需要单片机跟其他数据处理设备（例如PC机）进行交换，设计实时监控系统能很好的解决这些问题。2温度采

3、集系统组成系统分为两部分：实时温度数据采集终端（下位机）和通信控制软件（上位机）。数据采集终端（下位机）主要由AT89S52、DS18B20、MAX232组成。温度传感器DS18B20将被测环境温度转化成带符号的数字信号并传送给单片机，同时将信号进行编码传送给上位机。通信控制软件（上位机）主要由微机、主控软件等部分组成。上位机的控制界面采用VisualBasic6.0语言编写，上位机通过串口与下位机通信。在VB6.0的控件工具箱中,提供了一个使用非常方便的串行通信控件MSComm，可以通过这个控件控制COM口进行通讯[2]。下位机检测到现场温度数据，

4、传送到上位机，上位机接收到数据，并对数据进行监测。上位机可以接收下位机传输的不同的测量的值，并在监控界面中显示出来，使用户能够看到现场测量温度的数值变化情况。3下位机系统的硬件设计下位机部分主要由温度传感器、单片机等组成，在现场采集温度信号，并将温度信号转换成数字信号，通过RS232接口标准传送给上位机。温度传感器DS18B20的输出线与单片机AT89S52的P3.3口相连。AT89S52的输入端RXD和输出端TXD分别从芯片的10口和11口引出，并与MAX232的输出口12和输入口11相连。MAX232的输出口14和输入口13分别与DB9的输入口2

5、和输出口3相连。实现下位机AT89S52与上位机PC的连接。硬件电路图见图1__图1温度数据采集系统原理图通过这个电路我们便可以实现温度的采集、传输、以及在上位机上的显示，使用户能够清晰的了解现场温度的变化。实际做出的电路板如图2图2温度数据采集系统下位机3.1单片机的选择单片机选择AT89S52，它是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含8kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C5

6、1引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案[3]。单片机的程序设计采用汇编语言，用查询方式采集温度数据，并进行数据处理。考虑到现在PC机很少带有串口，加上了USB口，当然程序要变的更为复杂。3.2温度传感器的选择DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方

7、式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。3.3其他器件选择MAX232是由德州仪器公司（TI）推出的一款兼容RS232标准的芯片。由于电脑串口RS232电平是-10v+10v，而一般的单片机应用系统的信号电压是TTL电平0+5v,MAX232就是用来进行电平转换的,该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压发生器电路提供TIA/E

8、IA-232-F电平[4]。该器件符合TIA/EIA-232-F标准，每一个接收器将TIA/EIA-232-