基于VisualBasic的计算机温度采集系统设计与实现
1系统功能及特点本系统用单片机对整个测量电路展开管理和掌控,使得整个系统智能化、体积小、功耗较低、用于电子元件较较少,内部配线较少,成本低,生产、加装、调试及修理便利。该系统中单片机作为下位机,已完成测温任务,测量结果可在本地表明,也可通过下位机与上位机(PC机)通讯,得出结果和提示信息。 而上位机与下位机大多是通过PC机的RS-232串行接口构建通信。
1系统功能及特点本系统用单片机对整个测量电路展开管理和掌控,使得整个系统智能化、体积小、功耗较低、用于电子元件较较少,内部配线较少,成本低,生产、加装、调试及修理便利。该系统中单片机作为下位机,已完成测温任务,测量结果可在本地表明,也可通过下位机与上位机(PC机)通讯,得出结果和提示信息。
而上位机与下位机大多是通过PC机的RS-232串行接口构建通信。VisualBasic是可视化面向对象的使用事件驱动技术的结构化程序设计语言,本系统上位机是在Windows环境下利用Visualbasic研发微机通信程序。
2系统基本原理系统结构如图1右图，其中，计算机拒绝需要运营Windows98或更高版本)操作系统和研发环境VB6.0，具备标准的RS232串口，主要功能为数据采集处置和系统控制，是嵌入式的平台。现场温度收集点共计4路,使用AD590收集温度送往单片机的A/D转换器转至末端,测量范围最大值为50度,单片机定点收集温度信号，并按串行通信协议包包含数据帧。在微机中使用VB6.0编程，并搭配MSCOMM控件展开串行口通讯。MSComm控件是Microsoft获取的拓展控件,用作反对VB程序对串口的采访,同时反对查询方法和事件驱动通讯的机制。
事件驱动通讯是交互方式处置串口事务的一种十分有效地的方法,尤其合适Windows程序的撰写。因此用其构建微机串口的数据通讯非常非常简单,以很少的程序代码就可以精彩构建串口的采访和数据通讯。3硬件设计3.1测量电路设计AD590将温度转换成适当的电流后，必须有电流电压切换电路(如图2)，其中电容C起滤波起到。
该电路中，考虑到测温范围是0度—50度，而ADC0809输入电压范围为0-5V，故电阻R2所取3.3千欧，R3所取15千欧，其中R2是滑动变阻器，精度低于R3，电阻R4所取100，R5所取50千欧，R4是滑动变阻器，精度低于R5，电阻R6所取33千欧。运放是温度电压转换电路，为了测试便利，设计时将0度时的输入电压订为0V，每增高一度输入电压下降100mV，与电压之间的关系为：U=K(T-T0)V式中，K为比例系数，K=0.98V/度，T为环境温度，单位为度，T0—测温上限0度。
当T=+50度和T=0度时，转换电路输入电压下限为Umax=5V,电压上限为Umin=0V,构建的办法是:首先调整R2，使得I1=273.2uA，当温度为0度时，通过AD590的电流I2=273.2uA，此时I3=0uA，R4、R5上无压降，即输入电压为0V；当环境温度为50度时，流到AD590的电流为323.2uA，此时,I3=I2-I1=50uA，调整R4，使R4+R5=98千欧，有(R4+R5)*I3=4.9V。某种程度，可以计算出来出有其余各温度所对应的输入电压。
3.2模数转换模块电路设计本系统以89C51芯片作为主芯片,管理和掌控整个系统。该芯片集成度低,相容8051单处机,有所不同的是片内有4KB的ROM,为PEROM(FLASH存储器)。A/D转换器的种类很多,目前应用于较普遍的有:大幅度迫近式A/D切换双分数式A/D转换器、V/F转换式A/D转换器。
本系统所用于的单片机89C51是8位,因此使用8位A/D转换器,其模块电路非常简单。绝大部分构建A/D转换器的数据输入都具备TTL电平,数据输入寄存器具备高效率三态输入功能,可必要悬挂在数据总线上,否则,就要特缓冲器模块,数据分两次朗读,较为困难。根据系统所拒绝的测量分辨力,使用8位A/D转换器时,其分辨力为50/250=0.2,早已低于规定值。
温度是一个较慢变化的物理量,测量它时不必须高速A/D转换器,地下通道上也不必须特取样维持器。大幅度迫近型A/D转换器归属于中速A/D转换器,常用于工业多通道单片机控制系统。基于以上原因,本系统使用ADC0809作为模数转换器。其结构框图如图3。
该芯片是8位大幅度较为式A/D切换芯片,具备地址锁存掌控的8路仿真电源,仅次于非线性误差大于+1LSB,应用于单一+5V电源,其模拟量输出电压的范围为0+5V,对应的数字量输入为00HFFH,可锁遗三态输入,输入与TTL相容,功耗为15mW,切换时间为100S,需要调零或调整满量程。有28个插槽,其中:IN0、IN1、IN2、…、IN7接8路模拟量输出；AD-DA、ADDB、ADDC接地址线,借以指定8路输出中的一路。该系统中ADDC短路,AD-DA、ADDB分别接89C51的P3.3和P3.4,包含4路输出;ALE是地址锁存容许,START是芯片的低速插槽,其上脉冲的上升沿低速一次新的A/D切换,一起终端P3.7;EOC是切换完结信号,与P362相连,向单片机申请人中断；OE是输入容许末端,必要接+5V；CLK是时钟末端,因芯片的时钟频率最低只工作于640KHZ,故一般来说由单片机的ALE经方波后接向该插槽；DB0DB7是数字量输入,与PO相连，LSB回应低于位,MSB回应最低位。3.3串行接口电路设计下位机(单片机)通过串行口(RXD和TXD)与上位机(PC机)展开异步通信,使用RS—232标准接口。
RS—232规定了自己的电气标准,而此标准并无法符合TTL电平(MCS—51单片机串行口电平为TTL电平)传输拒绝。因此当RS232电平与TTL电平模块时,必需展开电平切换。
目前RS232与TTL的电平切换最常用的芯片是传输线驱动器MC1488和传输线接收器MC1489,其起到除了电平切换外,还构建正负逻辑电平的切换。4软件设计系统软件主要是用VB6.0对RS232串口编程。构建硬件之间的通讯。
MSComm是Microsoft公司获取的主要用作串行通信编程的ActiveX控件。ActiveX控件还包括一系列的属性、方法和事件，应用程序通过ActiveX控件获取的模块来采访控件的功能。通信控件把许多简单的操作者都留下了VB和Windows处置，编程人员编程时只需设置其中的一些属性。
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