基于RS-232的数字温度测量计的设计与实现

引言

温度的测量与工农业生产息息相关，比如说大棚蔬菜，温度对它们的影响是显而易见的。人们在生活中能够品尝到各种季节水果，很大的原因在于种植人员对其生长的环境进行了合理的调整，提供了适宜的温度条件等。但现有的测温系统还存在缺陷，不能远距离传输数据，实时效果较差，仍然有待加强，本设计的目的和意义就在于完善现有的设备，以获得更高的效益，提高人们的生活质量。

1、系统方案设计

根据初步设想，接收端通过信号线能够接收到发送端传送来的数据，并显示数据，其方框图如图一所示。

图一 温度测量传输系统方框图

本设计决定采用51系列单片机STC89C52作为发送机和接受机的主控芯片，在发送端通过温度传感器进行温度采集，并分别在发送和接收机的LCD1620上进行显示，同时采用两路温度传输，用以进行对比，可将一路作为基准，另一路变化来观察效果，采用MAX232进行电平转换，经串口RS-232进行数据传输。

2、硬件电路设计

发送端用单片机芯片STC89C52作为控制芯片，数字温度传感器DS18B20采集温度送到单片机内存储，并由与单片机相连的LCD1620显示所采集的温度。总体设计框图如图二所示。

图二系统设计框图

主控芯片用到的是STC89C52单片机，为了配合它的内部时钟信号，在18与19脚外接上一个11.0592MHz的晶振。复位电路使得电容到高，通过一个电阻接入到低。其他的各个管脚分别作其他模块连接到单片机的输入输出端口。

接收端的主控芯片使用的是单片机STC89C52，其周边有晶振电路和复位电路，具体连接方式与发送端相同。

温度采集电路使用的主要元件为：温度传感器DS18B20，其与单片机的连接为：VDD连外部电源，GND接地，DQ与单片机的I/O线相连。温度采集电路如图三所示。

图三温度采集电路

LCD1620是使用的较为广泛的一种液晶显示器，它具有显示清晰、性价比高等优点，LCD的每个引脚都有其特定的功能。温度数据显示电路如图四所示。

图四  温度数据显示电路

在数据传输电路设计中，将使用串口RS-232以及符合一切RS-232标准的、并且起到电平转换作用的MAX232，其数据输入输出端口分别连接到发送端与接收端，进行数据的传输，系统的设计较为简单，所以使用的串口类型为9针RS-232。

3、系统软件编制

软件部分主要由主程序流程（main）、温度采集流程（DS18B20）、功能模块设置流程（mode）、温度显示流程（LCD1620）和温度警报流程组成。

系统上电开始后，串口初始化，发送端判断温度传感器是否采集到两路温度数据。采集到数据之后首先在发送端的液晶屏上显示，然后发送端的主控芯片判断控制开关是否按下，若按下，则向串口传输数据并存于缓冲区，否则继续检测，直到检测到为止。同时，接收端的主控芯片STC89C52判断缓冲区标志位是否置位，置位了就接收数据并在液晶屏上显示信息，若温度超过了所设置的报警值，则发出警报信号，没有超过范围则正常显示。具体流程如图五所示。

图五系统主程序流程图

4、结束语

生产生活中提高测温系统的度以及可靠性，使其有效地进行温度实时监控报警等，具有深远的意义。选出方案来设计系统的硬件电路，对于度较低的测温系统进行改进，进一步改善其性能。