基于rs232数据采集系统设计论文

基于rs232数据采集系统设计论文内容摘要：

说明：表中符号 *为随机状态； A＝ 00H，表明累加器已被清零； PSW＝ 00H，表明选寄存器 0 组为工作寄存器组； SP＝ 07H，表明堆栈指针指向片内 RAM 07H 字节单元，根据堆栈操作的先加后压法则，第一个被压入的内容写入到 08H 单元中； PoP3＝ FFH，表明已向各端口线写入 1，此时，各端口既可用于输入又可用于输出； IP＝ 00000B ，表 明各个中断源处于低优先级； IE＝ 000000B ，表明各个中断均被关断； 系统复位是任何微机系统执行的第一步，使整个控制芯片回到默认的硬件状态下。 AT89S52 单片机的复位是由 RESET 引脚来控制的，此引脚与高电平相接超过 24 个振荡周期后， AT89S52单片机即进入芯片内部复位状态，而且一直在此状态下等待，直到 RESET引脚转为低电平后，才检查 EA引脚是高电平或低电平，若为高电平则执行芯片内部的程序代码，若为低电平便会执行外部程序。 AT89S52单片机在系统复位时，将其内部的一些重要寄存器设置为特定的值 ，（在特殊寄存器介绍时再做详细说明）至于内部 RAM内部的数据则不变 [6]。 字符显示模块 显示电路 是为了给使用者提示而设置的。 考虑到显示电路可读性和直观性，并且能使用户更方便的执行储存温度、显示温度等操作。 在本次设计中将采用 1602液晶显示屏。 1602是一种字符型液晶显示模块，专门用于显示字母、数字、符号等点阵式 LCD，目前常用 16*1， 16*2， 20*2和 40*2行等的模块。 1602液晶模块内部的字符发生存储器（ CGROM)已经存储了 160 个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英 文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“ A”的代码是 01000001B（ 41H），显示时模块把地址 41H 中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“ A”。 因为 1602 识别的是 ASCII 码，试验可以用 ASCII 码直接赋值，在单片机编程中还可以用字符型常量或变量赋值，如“ A”。 显示电路如图。 7 图 LCD 显示电路 串口通信 协议标准 RS232 信号在正负电平之间摆动 ,在发送数据时 ,发送端驱动器输出正电平在 +5V～+15V，负电平在 5V～ 15V电平。 当无数据传输时，线上为 TTL电平，从开始数据传输到结束，线上电平从 TTL电平到 RS232电平再返回 TTL电平。 接收器典型的电平在 +3V～ +12V与3V～ 12V。 由于发送电平与接收电平的差仅为 2～ 3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传输距离最大为约 15m，最高速率为 20kbps。 RS232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规定不通，因此要用 RS232总线进行串行通信时需外接电路以实现电平转换。 在发送端用驱 动器将 TTL电平转换成 RS232电平，在接收端用接收器将 RS232电平再转换成 TTL 电平。 MAX232 内部有电荷汞电压转换器，可将 +5V 电源变换成 RS232所需的177。 10V 电压，以实现电压的转换，既符合RS232 的技术，又可实现 +5V 单电源供电，所以 MAX收发器电路给短距离串行通信带来极大的方便 [7]。 单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和计算机之间可以方便地进行串口通讯。 进行串行通讯时要满足一定的条件，计算机的串口是 RS232电平的，而单片机的串 8 口是 TTL 电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，采用专用芯片 MAX232进行转换，虽然也可以用几个三极管进行模拟转换，但是还是用专用芯片更简单可靠。 采用三线制连接串口，也就是说和计算机的 9针串口只连接其中的 3根线：第 5脚的 GND、第 2脚的 RXD、第3 脚的 TXD。 电路如图 所示， MAX232的第 11 脚和单片机的 11 脚连接，第 12脚和单片机的 10脚连接，第 15脚和单片机的 20脚连接。 图 串口通信电路 系统连线图 图 系统连线图 系统的工作原理 基于 RS232 数据采集系统由 AT89S5 DS18B20 温度传感器、 LCD1602 显示模块 9 和 MAX232 组成。 软件主要是单片机对 DS18B20 读写控制使之读出当前的温度值并实现与 PC 机的通信。 此设计主要是采集温度并在计算机上显示，利用 DS18B20 传感器实现对温度的采样并通过 AT89S52 芯片对数据进行处理，然后利用字符型液晶显示模块，配以电平转换芯片 MAX232 完成与 PC的通信。 数据采集系统主要以 AT89S52芯片为核心 ,它控制温度传感器 DS18B20复位和读写操作。 对温度进行采集，按时序直接从温度传感器读入温度值的数字信号（这就是所测的温度值，因为 DS18B20 是最新单线数字温度传感器），最后存入内存。 由于精度准确、分辨率高、抗干扰性好、无须校验。 由于所读出的数据格式为二进制数的补码，所以先求出温度值的原码（当然正数是不必转换）。 在显示温度值时，还需要进行十进制的转换，字符代码的转换。 MAX232 是一个核心芯片，通过 DS18B20 温度传感器进行采集温度放入 单片机内存，采集到的温度将以二进制补码的形式出现，然后通过编写程序将二进制补码的形式转换为字符的形式，通过字符型液晶显示模块将温度显示出来，最后利用MAX232 内部电荷汞电压转换器，完成电压转换，使温度在计算机界面显示出来。 3 系统的软件设计 单片机的中断 中断属于一种对事件的实时处理过程。 中断源可能随时停止 CPU 当前的工作，转而去处理中断服务程序，待中断服务程序完成后，再返回原来工作的断点处，继续原来的工作。 实现单片机的中断 在单片机上有两个引脚，名称为 INT0、 INT1，也就是 、。 外部的中断信号通过这两个引脚输入到单片机。 和单片机的定时器一样，对中断系统的处理需要通过 89C51 的软件编程实现。 51 单片机中断系统的结构由与中断有关的特殊功能寄存器、中断入口、顺序查询逻辑电路等组成，包括 5个中断请求源， 4个用于中断控制的寄存器 IE、IP、 TCON和 SCON来控制中断。