隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)據(jù)采集方面的技術(shù)也在不斷地向前發(fā)展，并在信息技術(shù)中占有重要地位，是否及時(shí)準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)是何方式采集都成為關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展，各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不斷應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。溫度采集在智能家居、工業(yè)控制、智能農(nóng)業(yè)等方面都應(yīng)用。本溫度采集系統(tǒng)下位機(jī)采用STC89C52單片機(jī)為主控制器，采用DS18B20溫度傳感器采集溫度，上位機(jī)使用VB編寫(xiě)程序，通過(guò)串口采集數(shù)據(jù)，存入Access數(shù)據(jù)庫(kù)，并實(shí)時(shí)在界面上顯示溫度變化曲線。

1 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)

本溫度采集系統(tǒng)的總體框圖如圖1所示，系統(tǒng)下位機(jī)即單片機(jī)系統(tǒng)采用的是現(xiàn)成的開(kāi)發(fā)板，開(kāi)發(fā)板上自帶了DS18B20的溫度傳感器，開(kāi)發(fā)板也自帶了能夠維持單片機(jī)正常工作的外圍電路；上位機(jī)用的Microsoft Visual Basic 6.0中文版集成開(kāi)發(fā)環(huán)境和Microsoft Office Access 2003數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)軟件。

2 上位機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

上位機(jī)設(shè)計(jì)的主要重難點(diǎn)在于串口從下位機(jī)接收到數(shù)據(jù)和把數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)庫(kù)里并把數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)用曲線顯示出來(lái)。上位機(jī)總體設(shè)計(jì)流程圖如圖2所示。

從串口接收數(shù)據(jù)主要采用Mscomm32.ocx控件，在Microsoft Visual Basic 6.0中添加該控件，需要設(shè)置COM口（可修改）、波特率（9600）、數(shù)據(jù)位（8）、停止位（1）、校驗(yàn)位（0）等，通過(guò)OnComm（）事件驅(qū)動(dòng)方式接收數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)庫(kù)采用的是Microsoft Office Access 2003，先要建立數(shù)據(jù)庫(kù)，建立的數(shù)據(jù)庫(kù)如圖3所示，有4個(gè)字段，分別是編號(hào)、溫度、采集日期、采集時(shí)間，數(shù)據(jù)類型對(duì)應(yīng)的為自動(dòng)編號(hào)、數(shù)字、文本、文本。

在Microsoft Visual Basic 6．0中編程對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)Access進(jìn)行操作，首先連接數(shù)據(jù)源，然后打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)并設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)操作，接著更新數(shù)據(jù)庫(kù)，最后關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)，在實(shí)際的操作中通過(guò)控件Adodc與控件Datagrid連接，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源與界面顯示相聯(lián)系。

2．1 主要設(shè)計(jì)步驟

1）先在VB開(kāi)發(fā)環(huán)境下新建一個(gè)EXE工程，然后再在窗體上安放一些必須的控件，如按鈕（Command）控件、文本框（Textbox）等；

2）在添加部件里添加Microsoft conmm control 6．0、Microsoft datagrid control 6．0和Microsoft ADO data control 6．0在這3個(gè)控件；

3）在數(shù)據(jù)庫(kù)軟件中新建數(shù)據(jù)庫(kù)，并新建一個(gè)表temp；

4）連接數(shù)據(jù)庫(kù)Access，并測(cè)試是否連接成功；

5）通過(guò)Adodc與Datagrid連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源與界面顯示聯(lián)系起來(lái)；

6）通過(guò)Command按鈕與數(shù)據(jù)庫(kù)的查找、刪除、修改和添加聯(lián)系起來(lái)，能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能；

7）通過(guò)picturebox控件實(shí)現(xiàn)繪圖的功能；

8）使串口數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)和picturebox控件連接起來(lái)。

2．2 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)（程序段）

2．2．1 串口處理程序

2．2．2 將數(shù)據(jù)寫(xiě)到數(shù)據(jù)庫(kù)中

3 下位機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3．1 下位機(jī)硬件以及原理

溫度采集系統(tǒng)下位機(jī)采用STC89C52單片機(jī)為主控制器，采用DS18B20溫度傳感器采集溫度，硬件電路圖如圖4所示。

STC89C52單片機(jī)具有：

1）它是MCS-51系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品，在指令系統(tǒng)、硬件結(jié)構(gòu)和片內(nèi)資源上與標(biāo)準(zhǔn)8052單片機(jī)完全兼容，DIP40封裝系列與8051兼容均為Pin-to-Pin，使用時(shí)容易掌握；

2）高速（最高時(shí)鐘頻率90 MHz）、低功耗、價(jià)格低、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛、通用性強(qiáng)，在系統(tǒng)／在應(yīng)用可編程（ISP，IAP），不占用戶資源。本系統(tǒng)利用STC89C52單片機(jī)的1個(gè)中斷，2個(gè)定時(shí)器以及P0～P3 4個(gè)端口。采用外部11．059 2 MHz晶振，并使用30 pF的電容接地，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

DS18B20具有：1）只要求一個(gè)I／O口即可實(shí)現(xiàn)通信；2）在DS18B20中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)；3）實(shí)際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫；4）測(cè)量溫度范圍在-55～125℃之間；5）數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶可以從9位到12位選擇；6）內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。

DS18B20的使用方法：DS18B20采用的是1—Wire總線協(xié)議方式，而對(duì)單片機(jī)STC89C52來(lái)說(shuō)，我們必須采用軟件的方法來(lái)模擬單總線的協(xié)議時(shí)序來(lái)完成對(duì)DS18B20芯片的訪問(wèn)。由于DS18B20是在一根I／O線上讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。DS18B20有嚴(yán)格的通信協(xié)議來(lái)保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫(xiě)時(shí)序。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫(xiě)時(shí)序開(kāi)始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫(xiě)命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。

3．2 軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)重點(diǎn)是把溫度采集回來(lái)并正確的采集回來(lái)的溫度通過(guò)串口發(fā)送出去，軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖5所示。

軟件開(kāi)始初始化各種端口以及定時(shí)器、串口等，在判斷是否有中斷產(chǎn)生，如果接收到X，則開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)，如果接收到字符S，則停止發(fā)送數(shù)據(jù)，否則判斷是否到達(dá)0．5 s的間隔，如果達(dá)到，開(kāi)始采集溫度并將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，否則繼續(xù)判斷是否有中斷產(chǎn)生。

4 測(cè)試結(jié)果

圖6為本溫度采集系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行的效果圖。

5 結(jié)論與前景

本溫度采集系統(tǒng)通過(guò)單片機(jī)能夠采集到DS18B20溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)，并用串口實(shí)時(shí)的傳送到上位機(jī)；上位機(jī)有實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)的能力，并將實(shí)時(shí)接收到的數(shù)據(jù)存入Access數(shù)據(jù)庫(kù)里；能夠?qū)崟r(shí)地把溫度曲線顯示到界面上；數(shù)據(jù)庫(kù)具有編號(hào)、日期、時(shí)間以及溫度4個(gè)屬性；數(shù)據(jù)庫(kù)具有查找、修改、刪除、添加以及查找首記錄、下一條記錄、上一條記錄和末記錄的功能；能夠記錄開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間和時(shí)間差；顯示當(dāng)前時(shí)間和日期。

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