智能仪表综合训练设计说明书-温度检测仪.doc

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1、智能化仪表课程设计智能仪表综合训练设计说明书题 目：温度检测仪专 业：测控技术与仪器： 摘要智能仪器是含有微型计算机或者微型处理器的测量仪器，拥有对数据的存储运算逻辑判断及自动化操作等功能。智能仪器的出现，极大地扩充了传统仪器的应用范围。智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势，迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。传感器拾取被测参量的信息并转换成电信号，经滤波去除干扰后送入多路模拟开关；由单片机逐路选通模拟开关将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器，放大后的信号经AD转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中；单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理(如非线性校

2、正等)；运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印；同时单片机把运算结果与存储于片内FlashROM(闪速存储器)或E?2PROM(电可擦除存贮器)内的设定参数进行运算比较后，根据运算结果和控制要求，输出相应的控制信号(如报警装置触发、继电器触点等)。此外，智能仪器还可以与PC机组成分布式测控系统，由单片机作为下位机采集各种测量信号与数据，通过串行通信将信息传输给上位机PC机，由PC机进行全局管理。与传统仪器仪表相比，智能仪器具有以下功能特点：操作自动化；具有自测功能，包括自动调零、自动故障与状态检验、自动校准、自诊断及量程自动转换等；具有数据处理功能，这是智能仪器的主要优点之一；具有友好的人

3、机对话能力；具有可程控操作能力。关键词：智能仪器；温度；传感器；目 录第一章 前 言11.1 引言11.2 温度测温仪的概述2第二章 总体方案设计3第三章 硬件设计43.1 LED的简介43.2 温度传感器的选择83.3 AT89C52的简介123.4 外接复位电路153.5 RS232的简介16第四章 软件设计234.1 主流程图234.2 子程序流程图23第五章 总结25参考文献26附录A：电路原理图27附录B:程序28 31智能化仪表课程设计第一章 前 言1.1 引言温度控制是工业生产中经常遇到的过程控制问题之一，在很多工艺生产中，温度控制效果直接影响到产品的质量，因而设计一种比较理想的

4、温度控制系统是非常有价值的。日常生活中，温度值也是一个重要的参考量。此外，对温度信息的采集，检测，控制等环节都对保证产品质量，节约能源，保证生产安全等方面有着积极作用。温度是工业生产中的重要参数，80年代以前，我国对温度的测量显示大多使用动圈式仪表。这类仪表由于分辨率低，抗震性差以及存在视差和读数误差等缺点往往不能胜任对温度测量要求准确的场合。由于高新技术的不断发展，仪器仪表的微型化，数字化已得到实现。90年代高精确度、高性能、多功能仪器仪表都已经采用微处理器件。而作为工业控制和自动化领域的各种新技术、新方法、新产品的发展趋势和显著标志智能化是自动化技术当前和今后发展的动向之一。温度是工业领域

5、中主要的被控参数之一，在许多需要对温度进行整控和分析的场合需要一种精度和自动化水平高、应用范围广的温度采集手段。 温度作为一个常用的物理量在我们的日常生活中起着十分重要的作用，在此介绍的智能数字温度计有许多优点，并且它的应用范围非常广泛。它的主要元件是控制器AT89C52、温度传感器DS18B20、数码管LED。所以这种温度计不仅设计起来简单并且轻便、便宜，总体来说这种温度计的性价比是很高的。DS18B20可以很好的转换温度值，并且直接显示温度值，它的性能优于传统的感温元件并且省去了/、和模拟开关的设计。此外AT89C52体积小并且还可以直接驱动LED，这样大大简化了设计的难度并且降低了成本。

6、1.2 温度测温仪的概述温度测温仪是测量仪器类型的其中之一。根据所用测温物质的不同和测温范围的不同，有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、辐射温度计和光测温度计、双金属温度计等。温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。 通常来说接触式测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交金刚，帮需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。 非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物

7、体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。第二章 总体方案设计本次设计是运用DS18B20温度传感器进行温度采集，在通过RS-232串口将数据传输给单片机，在由单片机将数据传送给四位LED发光二极管进行显示。在此过程中要求DS18B20实时采集，而LED实时显示。所以需要从软件和硬件两部分进行设计。硬件方面：度采集和数据的转化由DS18B20温度传感器完成。主芯片-单片机选用AT89C82，传输选用RS-232串口，显示是用四位七段LED发光二极管完成。在电路板上还会有电源电路和复位电路。软件方面：要运用的语言是C51语言。而且

8、要配合相关的编程环境及下载工具。将软件与硬件结合后，需要对其调试运行，方可完成课设要求。第三章 硬件设计3.1 LED的简介 LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空

9、穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长决定光的颜色，是由形成P-N结材料决定的。 图1 LED结构图LED优点 一、体积小LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常小，非常轻。 二、耗电量低LED耗电相当低，直流驱动，超低功耗（单管0.03-0.06瓦），电光功率转换接近100%。一般来说LED的工作电压是2-3.6V，工作电流是0.02-0.03A；这就是说，它消耗的电能不超过0.1W，相同照明效果比传统光源节能80%以上。 三、使用寿命长有人称LED光源为长寿灯。它为固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热

10、沉积、光衰等缺点，在恰当的电流和电压下，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。 四、高亮度、低热量LED使用冷发光技术，发热量比普通照明灯具低很多。 五、环保LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源 六、坚固耐用LED被完全封装在环氧树脂里面，比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分，使得LED不易损坏。 七、多变幻LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生25625

11、625616777216种颜色，形成不同光色的组合变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。 八、技术先进与传统光源单调的发光效果相比，LED光源是低压微电子产品。它成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等，所以亦是数字信息化产品，是半导体光电器件“高新尖”技术，具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。LED的重要参数释疑1.正向工作电流If： 它是指发光二极体正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需要选择IF在0.6IFm以下。 2.正向工作电压VF： 参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在IF=20mA时测得的。发光二极体正向工作电压

12、VF在1.43V。在外界温度升高时，VF将下降。 3.V-I特性： 发光二极体的电压与电流的关系，在正向电压正小于某一值（叫阈值）时，电流极小，不发光。当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增加，发光。 4.发光强度IV： 发光二极体的发光强度通常是指法线（对圆柱形发光管是指其轴线）方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为（1/683）W/sr时，则发光1坎德拉（符号为cd）。由于一般LED的发光二强度小，所以发光强度常用烛光(坎德拉, mcd)作单位。 5.LED的发光角度： -90- +90 6.光谱半宽度: 它表示发光管的光谱纯度。 7.半值角1/2和视角： 1/2是指发光强度值为轴向强

13、度值一半的方向与发光轴向（法向）的夹角。 8.全形： 根据LED发光立体角换算出的角度，也叫平面角。 9.视角： 指LED发光的最大角度，根据视角不同，应用也不同，也叫光强角。 10.半形： 法向0与最大发光强度值/2之间的夹角。严格上来说，是最大发光强度值与最大发光强度值/2所对应的夹角。LED的封装技术导致最大发光角度并不是法向0的光强值，引入偏差角，指得是最大发光强度对应的角度与法向0之间的夹角。 11.最大正向直流电流IFm： 允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极体。 12.最大反向电压VRm： 所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极体可能被击穿损坏。 13.工作环境to

14、pm: 发光二极体可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极体将不能正常工作，效率大大降低。 1 14.允许功耗Pm: 允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，LED发热、损坏3.2 温度传感器的选择温度传感器类型很多，目前出现的石英体温度传感器如AD590具有很高的稳定性、准确度和良好的线性，抗干扰能力强。单总线数字型的温度传感器DS18B20直接产生温度数字信号，不需要AD转换，准确度、稳定性都相当高。所以本次设计选用的温度传感器是DS18B20。DS18B20具有：体积小，功耗低，精度高，可靠性好，易于单片机接口等优点，每片DS18B20都有唯一

15、的一个可读出的序列号，同时DS18B20还采用了寄生电源技术，可以不用外接电源。综合以上特点，DS18B20特别适合于多点测温系统。DS18B20可以程序设定912位的分辨率，精度为0.5C。可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20的性能是新一代产品中最好的！性能价格比也非常出色！ DS1822与 DS18B20软件兼容，是DS18B20的简化版本。省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM，精度降低为2C，适用于对性能要求不高，成本控制严格的应用，是经济型产品。 继“一线总线”的早期产品后，DS18

16、20开辟了温度传感器技术的新概念。DS18B20和DS1822使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。DS18B20是一个数字温度采集组件，它可以将周围温度直接转换成温度值。其引脚只有3根，只需一根线DQ与MCU相连，就能实现数据通信。图 2 温度测量电路 1. DS18B20基本知识DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。2. DS18B20产品的特点（1）、只要求一个端口即可实现通信。（2）、在DS18B

17、20中的每个器件上都有独一无二的序列号。（3）、实际应用中不需要外部任何器件即可实现测温。（4）、测量温度范围在-55到+125之间。（5）、数值温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。（6）、内部有温度上、下限告警设置。3. DS18B20的使用方法由于DS18B20采用的是1Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，而对AT89S51单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件地方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。DS18B20由严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。

18、所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。DS18B20的读时序：对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。对于DS18B20的读时序是从主机把单总线拉低之后，在15秒之内就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在我完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。DS18B20的写时序：对于DS18B20的写时序任然分为写0时序和写1时序两个过程。对于DS18B20写0时序和写1时序的

19、要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15us之内就得释放单总线。图3 DS18B20操作时序控制器对18B20操作流程：1. 复位：首先我们必须对DS18B20芯片进行复位，复位就是由控制器（单片机）给DS18B20单总线至少480us的低电平信号。当18B20接到此复位信号后则会在1560us后回发一个芯片的存在脉冲。2. 存在脉冲：在复位电平结束之后，控制器应该将数据单总线拉高，以便于在1560us后接收存在脉冲，存在脉冲为一个60240us的低电平信号

20、。至此，通信双方已经达成了基本的协议，接下来将会是控制器与18B20间的数据通信。如果复位低电平的时间不足或是单总线的电路断路都不会接到存在脉冲，在设计时要注意意外情况的处理。3. 控制器发送ROM指令：双方打完了招呼之后要进行交流了，ROM指令共有5条，每一个工作周期只能发一条，ROM指令分别是读ROM数据、指定匹配芯片、跳跃ROM、芯片搜索、报警芯片搜索。ROM指令为位长度，功能是对片内的位光刻ROM进行操作。其主要目的是为了分辨一条总线上挂接的多个器件并作处理。诚然，单总线上可以同时挂接多个器件，并通过每个器件上所独有的号来区别，一般只挂接单个18B20芯片时可以跳过ROM指令（注意：此

21、处指的跳过ROM指令并非不发送ROM指令，而是用特有的一条“跳过指令”）。4. 控制器发送存储器操作指令：在ROM指令发送给18B20之后，紧接着（不间断）就是发送存储器操作指令了。操作指令同=样为位，共条，存储器操作指令分别是写RAM数据、读RAM数据、将RAM数据复制到EEPROM、温度转换、将EEPROM中的报警值复制到RAM、工作方式切换。存储器操作指令的功能是命令18B20作什么样的工作，是芯片控制的关键。5. 执行或数据读写：一个存储器操作指令结束后则将进行指令执行或数据的读写，这个操作要视存储器操作指令而定。如执行温度转换指令则控制器（单片机）必须等待18B20执行其指令，一般转

22、换时间为500us。如执行数据读写指令则需要严格遵循18B20的读写时序来操作。图4 DS18B20引脚排列3.3 AT89C52的简介概述AT89C52P为40 脚双列直插封装的8 位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 脚）为复位输入端口，

23、外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义。 P0 口P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口， 也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8 个TTL逻辑门电路，对端口P0 写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。 P1 口P1 是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口， P1 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对端

24、口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。 与AT89C51 不同之处是，P1.0 和P1.1 还可分别作为定时/计数器2 的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX）。P2 口P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对端口P2 写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。 在访问外部程

25、序存储器或16 位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR 指令）时，P2 口送出高8 位地址数据。在访问8 位地址的外部数据存储器（如执行MOVX RI 指令）时，P2 口输出P2 锁存器的内容。P3 口P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对P3 口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流（IIL）。 P3 口除了作为一般的I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能 RST复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将单片

26、机复位。 ALE/PROG当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8 位字节。一般情况下，ALE 仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲。 如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH 单元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。该位置位后，只有一条MOVX 和MOVC指令才能将ALE 激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE 禁止位无效。 PSEN程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C5

27、2 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。 EA/VPP外部访问允许。欲使CPU 仅访问外部程序存储器（地址为0000HFFFFH），EA 端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU 则执行内部程序存储器中的指令。 XTAL1振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。 XTAL2振荡器反相放大器的输出端。图5DIP封装3.4 外接复位电路C52的RST/VPD（9脚）：正常工作状态下，该引脚为单片机复位信

28、号输入端。当此引脚上出现两个机器周期的高电平时将是单片机复位。VCC掉电期间，该引脚还可用于接备用电源，以保持内部RAM数据不丢失。复位电路中两个电阻是分压用的，R22和R23之间电阻差别很大，可以保证在S21按下后RST出的电压接近5V是复位有效电压的范围之内。要RST端保持24个时钟周期的高电平复位才会有效，这里的电容就是起到延缓电压回落。当S21按下，电容充电，当S21松开后电容会有一段时间放电，只要放电过程中保证RST端能有24个时钟周期就可以。在C52中，有四组I/O口。他们分别如下：1. P0口：双向8位三态I/O口，在外接存储器时，与地址总线低8位及数据总线服用。P0可以驱动8个

29、LS TTL负载（Low-power Schottky TTL -低功耗肖特基TTL）。2. P1口：具有内部上拉电阻的8位准双向I/O口，该接口输出不包含高阻态（因为有上拉电阻），输入不能锁存（同样是因为有上拉电阻）。P1可以驱动4个LS TTL负载。3. P2口：具有内部上拉电阻的8位准双向I/O口，在访问外部存储器时，作为高8为地址总线。P1可以驱动4个LS TTL负载。4. P3口：具有内部上拉电阻的8位准双向I/O口，在8051系列中，P3口的8个引脚还有专用功能服用双功能口。P3口可以驱动4个LS TTL负载。P3口作为第一功能使用时，就是普通的I/O口，作为第二功能使用时。 3.

30、5 RS232的简介RS-232-C是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。RS-232-C总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道。 在多数情况下主要使用主通道，对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现，如一条发送线、一条接收线及一条地线。 RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。 RS-232-C标准规定，驱动器允许有2500pF的电容

31、负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信。1.电气特性EIA-RS-232C 对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。 在TxD和RxD上： 逻辑1(MARK)=-3V-15V 逻辑0(SPACE)=+3+15V 在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上： 信号有效（接通，ON状态，正电压）+3V+15V 信号无效（断开，OFF状态，负电压)=-3V-15V 以上规定说明

32、了RS-323C标准对逻辑电平的定义。对于数据（信息码）：逻辑“1”（传号）的电平低于-3V，逻辑“0”（空号）的电平高于+3V；对于控制信号；接通状态（ON）即信号有效的电平高于+3V，断开状态(OFF)即信号无效的电平低于-3V，也就是当传输电平的绝对值大于3V时，电路可以有效地检查出来，介于-3+3V之间的电压无意义，低于-15V或高于+15V的电压也认为无意义，因此，实际工作时，应保证电平在(315)V之间。 EIA RS-232C 与TTL转换：EIA RS-232C 是用正负电压来表示逻辑状态，与TTL以高低电平表示逻辑状态的规定不同。因此，为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连

33、接，必须在EIA RS-232C 与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换。实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片。目前较为广泛地使用集成电路转换器件，如MC1488、SN75150芯片可完成TTL电平到EIA电平的转换，而MC1489、SN75154可实现EIA电平到TTL电平的转换。MAX232芯片可完成TTLEIA双向电平转换。 2、连接器的机械特性：连接器：由于RS-232C并未定义连接器的物理特性，因此，出现了DB-25、DB-15和DB-9各种类型的连接器，其引脚的定义也各不相同。下面分别介绍两种连接器。 （1）DB-25： PC和XT机采用DB-25型连接器。DB-2

34、5连接器定义了25根信号线，分为4组： 异步通信的9个电压信号（含信号地SG）2，3，4，5，6，7，8，20，22 20mA电流环信号 9个（12，13，14，15，16，17，19,23，24） 空6个（9，10，11，18，21，25） 保护地（PE）1个，作为设备接地端（1脚） 注意，20mA电流环信号仅IBM PC和IBM PC/XT机提供，至AT机及以后，已不支持。 （2）DB-9： 在AT机及以后，不支持20mA电流环接口，使用DB-9连接器，作为提供多功能I/O卡或主板上COM1和COM2两个串行接口的连接器。它只提供异步通信的9个信号。DB-25型连接器的引脚分配与DB-25

35、型引脚信号完全不同。因此，若与配接DB-25型连接器的DCE设备连接，必须使用专门的电缆线。 电缆长度：在通信速率低于20kb/s时，RS-232C 所直接连接的最大物理距离为15m（50英尺）。 最大直接传输距离说明：RS-232C标准规定，若不使用MODEM，在码元畸变小于4%的情况下，DTE和DCE之间最大传输距离为15m（50英尺）。可见这个最大的距离是在码元畸变小于4%的前提下给出的。为了保证码元畸变小于4%的要求，接口标准在电气特性中规定，驱动器的负载电容应小于2500pF。 3、RS-232C 的接口信号：RS-232C 的功能特性定义了25芯标准连接器中的20根信号线，其中2条

36、地线、4条数据线、11条控制线、3条定时信号线，剩下的5根线作备用或未定义。常用的只有10根，它们是： （1）联络控制信号线： 数据发送准备好（Data set ready-DSR)有效时（ON）状态，表明MODEM处于可以使用的状态。 数据终端准备好(Data terminal ready-DTR)有效时（ON）状态，表明数据终端可以使用。 这两个信号有时连到电源上，一上电就立即有效。这两个设备状态信号有效，只表示设备本身可用，并不说明通信链路可以开始进行通信了，能否开始进行通信要由下面的控制信号决定。 请求发送(Request to send-RTS)用来表示DTE请求DCE发送数据，即当

37、终端要发送数据时，使该信号有效（ON状态），向MODEM请求发送。它用来控制MODEM是否要进入发送状态。 允许发送（Clear to send-CTS）用来表示DCE准备好接收DTE发来的数据，是对请求发送信号RTS的响应信号。当MODEM已准备好接收终端传来的数据，并向前发送时，使该信号有效，通知终端开始沿发送数据线TxD发送数据。 这对RTS/CTS请求应答联络信号是用于半双工MODEM系统中发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中，因配置双向通道，故不需要RTS/CTS联络信号，使其变高。 接收线信号检出(Received Line detection-RLSD)用来表示DCE已接

38、通通信链路，告知DTE准备接收数据。当本地的MODEM收到由通信链路另一端（远地）的MODEM送来的载波信号时，使RLSD信号有效，通知终端准备接收，并且由MODEM将接收下来的载波信号解调成数字两数据后，沿接收数据线RxD送到终端。此线也叫做数据载波检出(Data Carrier dectection-DCD）线。 振铃指示(Ringing-RI)当MODEM收到交换台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效（ON状态），通知终端，已被呼叫。 （2）数据发送与接收线： 发送数据(Transmitted data-TxD)通过TxD终端将串行数据发送到MODEM，(DTEDCE)。 接收数据(Rec

39、eived data-RxD)通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据，(DCEDTE)。 （3）地线 ： GND、Sig.GND保护地和信号地，无方向。 上述控制信号线何时有效，何时无效的顺序表示了接口信号的传送过程。例如，只有当DSR和DTR都处于有效（ON）状态时，才能在DTE和DCE之间进行传送操作。若DTE要发送数据，则预先将DTR线置成有效(ON)状态，等CTS线上收到有效(ON)状态的回答后，才能在TxD线上发送串行数据。这种顺序的规定对半双工的通信线路特别有用，因为半双工的通信才能确定DCE已由接收方向改为发送方向，这时线路才能开始发送。 2个数据信号：发送TXD；接收R

40、XD。 1个信号地线：SG。 6个控制信号： DSR 数传发送准备好，Data Set Ready。 DTR 数据终端准备好，Data Terminal Ready。 RTS DTE请求DCE发送（Request To Send）。 CTS DCE允许DTE发送（Clear To Send），该信号是对RTS信号的回答。 DCD 数据载波检测（Data Carrier Detection），当本地DCE设备（Modem）收到对方的DCE设备送来的载波信号时，使DCD有效，通知DTE准备接收， 并且由DCE将接收到的载波信号解调为数字信号， 经RXD线送给DTE。 RI 振铃信号（Ringing

41、），当DCE收到对方的DCE设备送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效，通知DTE已被呼叫。 由于RS232接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点： （1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。 （2）传输速率较低，在异步传输时，波特率20Kbps。 （3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。 （4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺（实际15米）。 4、RS-232的接线在工程当中经常会用到232口，一般是圆头8针与D型9针两种串口。在一

42、定的条件下，必须要自己制作一个相应的圆头或者是D型的232串口。 RS232C串口通信接线方法（三线制） 首先，串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现：同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连，两个串口相连或一个串口和多个串口相连 同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连对9针串口和25针串口，均是2与3直接相连； 两个不同串口（不论是同一台计算机的两个串口或分别是不同计算机的串口） DB9-DB9 2-3,3-2,5-5 DB25-DB25 2-3,3-2,7-7 DB9-DB25 2-3,3-2,5-7 上面是对微机标准串行口而言的，还有许多非标准设备，如接收GPS数据或电子罗盘数据

43、，只要记住一个原则：接收数据针脚（或线）与发送数据针脚（或线）相连，彼此交叉，信号地对应相接。 8针圆形串口接线：2逻辑地，4TXD,7RXD。 9针D型串口：2RXD“，3”TXD“，5逻辑地。第四章 软件设计4.1 主流程图图6 主程序流程图4.2 子程序流程图图7 18B20温度读取流程图图8 温度转换子程序图9 显示子程序流程图第五章 总结仪器是生产、科研等领域中不可缺少的测量和计量器具。历时五周的智能仪器设计结束了。在这五周的时间里，我从课设中学到了很多。首先，从课题出发，对温度检测做了一定的了解。通过上网，看书等方法，我对温度检测所需要的一些必备的知识有了一定的认识。比如C51语言

44、，DS18B20温度传感器，ATC89C52单片机，RS-232串口等硬件做了一定的认识。其次，从课题要求出发，对需要完成的任务做了总结归纳。如需要DS18B20实时采集温度值，并且将转换完的数据通过RS-232串口传输到单片机中。然后由单片机在传输给四位LED发光二极管进行显示。最后，是对整个过程的完成与总结，并完成实际报告。经过这三个阶段的学习与探索，本次设计基本达到了课题要求，DS18B20既可以实时采集温度信息，又可及时传输到单片机中，而单片机也可传输给LED显示。在设计过程中，C51的学习是比较难的，即使课设结束了，我对这种语言还是知之甚少，对它的学习不会停止的。再有就是对程序的调试

45、过程，这是一个很漫长的过程。在这其中有失败，有不解，也有成功。经过长时间的探索，我的程序基本达到了课题要求，但我也深深的体会到这是远远不够的，要学习的东西还有很多。参考文献1韩保军.传感器及应用技术.西安：西安电子科技大学出版社，20032江太辉.MCS51系列单片机原理与应用.广州：华南理工出版社，20043周航慈.单片机程序设计基础.北京：北京航空航天大学出版社，20034李道华.传感器电路分析与设计.武汉：武汉大学出版社，20035沙占友.智能化集成温度传感器原理与应用.北京机械工业出版社，20026方佩敏.新编传感器原理.应用.电路详解.北京：电子工业出版社，19937李朝青.单片机原

46、理及接口技术.杭州：北京航空航天大学出版社，19988李广弟.单片机基础.北京：北京航空航天大学出版社，19949何立民.单片机应用系统设计.北京：北京航空航天大学出版社，1995附录A：电路原理图附录B:程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit DQ=P16; /ds18b20与单片机连接口sbit DA=P10;sbit CK=P11;unsigned char disp_buffer4;uchar data disdata5;uint tvalue; /温度值uchar tflag; /温度正负标志unsigned char dis=0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6;unsigned ch