求毕业设计参考：单片机与上位机（PC）通信电路与软件设计

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• 宅男阳光刺眼

  1系统总体结构原理
  粮食在储藏期间,由于受环境、气候和通风条件等因素的变化，粮仓内温度或湿度会发生异常，这极易造成粮食的霉烂、或发生虫害。那么针对粮食储藏的特殊性，我们选择了粮仓内的温度和湿度作为主要监测参数，把粮虫发生情况作为辅助参数。
  整个监测系统由上位管理主机（HOST）、USB/CAN转换器和多个智能节点组成。节点的数量由大型仓库里的粮库数量决定，一般在采用标准帧进行CAN通信时，节点不超过110个；采用扩展帧CAN进行CAN通信时，节点数量原则上无。整个监测网络采用总线式拓扑结构，其结构原理图如图1所示。
  上位管理机采用PC机，主要完成整个监测网络系统的参数设置、粮库的状态查询、处理、粮情分析、超限实时报警和报表打印等功能。下位智能节点由单片机、采集电路和CAN通控制驱动电路构成。
  下位机不仅要实时监测本粮库内各个测试点的温度、湿度和粮虫发生情况，并保存和显示结果，还要负责接收上位管理机的命令，根据上位机的要求上传。
  USB/CAN转换器负责将上位机通过USB口输出的命令转换成CAN总线格式后，再下传到CAN总线；或者将下位机通过CAN总线上传的转换成USB格式后，再送到PC机。
  2 下位机硬件电路结构
  下位机以单片机AT89S52为核心，通过扩展显示电路、采集电路和CAN通信模块构成一个完整硬件体系，如图2所示。
  2．1 采集电路
  采集电路由温度采集电路、湿度采集电路和粮虫检测电路构成。温度检测采用Dallas公司生产的单总线数字温度传感器DS18B20，它不仅能直接输出串行数字信号，而且具有微型化、低功耗、高性能、易于微处理器连接和抗干扰能力强等优点。DS18B20数字温度传感器对于实测的温度了9-12位的和报警温度寄存器，它的测温范围为-55℃~+125℃，其中在-10℃~+85℃的范围内的测量精度为±0.5℃。由于每个DS18B20有唯一的一个连续64位的产品号，所以允许在一根电缆上连接多个传感器，以构成大型温度测控网络。图2电路中，设计了两条测温单总线，每条单总线用一只场效应管电源，每条总线上可并联十几只数字温度传感器DS18B20。
  湿度检测采用湿度传感器HIH3610和DS2438组合模块。HIH-3610是美国Honeywell公司生产的相对湿度传感器，该传感器具有精度高、响应快速、高稳定性、低温漂、抗化学腐蚀性能强及互换性好等优点。HIH-3610采用热固聚酯电容式传感头，在芯片内部集成了信号处理功能电路，可以完成将相对湿度值变换成电容值，再将电容传转换成线性的电压输出。因此它输出的模拟湿度信号，不能直接送单片机处理，必须经过A/D转换。DS2438也是Dallas公司的单总线器件，具有A/D功能。HIH3610和DS2438可以组合在一起，构成单总线数字湿度传感器模块。
  粮虫检测器，当检测到粮食虫害发生时，粮虫检测器输出负脉冲，送微处理器记数和处理。系统采用一个8输入与非门，可带8台粮虫检测器。
  2．2 显示电路
  显示电路和微控制器的连接采用I2C总线，由于AT89S52单片机内部没有集成I2C总线模块，故采用软件模拟的方法实现I2C通讯。显示驱动器采用具有I2C总线的器件SAA1064，可动态驱动4位8段LED显示器。它内部具有显存和自动刷新功能，可免去微控制器的频繁刷新任务，腾出大量时间做其他事情。
  2．3 CAN通信模块
  CAN是现场总线中唯一被批准为国际标准的现场总线。其信号传输介质为双绞线。通信速率最高可达1Mbps/40m，直接传输距离最远可达10Km/5Kbps。CAN协议采用CRC检验并可相应的错误处理功能，保证了通信的可靠性。当节点严重错误时，具有自动关闭的功能，以切断该节点于总线的联系，使总线上的其它节点及其通信不受影响，具有较强的抗干扰能力。
  图2中的CAN控制驱动模块由CAN控制器SJA1000、光耦6N137模块和CAN驱动器82C50构成。SJA1000负责与微控制器进行状态、控制和命令等信息交换，并承担网络通信任务；82C50为CAN控制器和总线接口，对总线的差动发送和对CAN控制器的差动接收功能。光耦6N137起隔离作用。
  3 系统软件设计
  系统软件由上位机主程序和下位监控程序构成，上位机主程序用VB语言开发，采用模块化设计，具体的功能模块如图3所示。利用VB编写的应用软件人机界面友好，便于维护和管理。
  下位机的软件由下位机主程序、温度采集程序、湿度采集程序、粮虫检测中断程序和CAN收发中断服务程序等构成。由于篇幅所限这里仅给出了下位机主程序和CAN通信中断服务程序的流程图，分别如图4和图5所示。在下位机主程序里，系统要首先进行单片机的初始化、CAN的初始化、开外部中断、开启计数器和使能CAN接收中断的过程，是系统处于就绪状态，然后调用采集程序和处理程序，实时采集粮库现场的参数并予以处理，处理后的要保存起来供上位机随时查询，同时送显示器显示。
  粮虫检测中断程序主要完成粮库发生粮虫后的处理，一方面要判断粮虫计数器是否计满，计满清零并保存；一方面设置粮库发生虫害标志，并供上位机查询和显示。
  CAN收发中断服务程序负责上下位机的命令和传送。当上位机发送命令时，CAN接收一个报文，CAN的中断使能标志置1，产生接收中断，CPU立即响应，进入中断服务程序，然后系统再根据上位机的具体命令，向上位机传送该节点工作状态或采集的。
  4 结论
  由于系统采用了全数字化的温度、湿度传感器，直接输出的是表示温度和湿度的数字信号，不存在由模拟量到数字量转换的中间环节，所以该系统具有稳定可靠、测量精度高、一致性好、无需任何调整、信号线长短不会影响其性能等优点，还有单总线也带来安装方便、线路清晰、节省线材等长处。上下位机通信采用CAN总线通信方式，提高了系统内部的速率和实时性，降低了误传送的概率。粮虫检测器的设计使该系统除了能实时监测温度和湿度外，也能监测粮食虫害的发生情况。
  回答者：200402028 - 试用期 一级 3-28 10:05
  提问者对于的评价：
  xiexiel
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  对最佳的评论
  我想求一份EDA设计要求是：传感器与信号处理系统的设计、调试与实现 该部分要求掌握几种传感器的电路形式、作用、信号特点、典型电路的设计及模拟实现，同时解决信号的检测、调整，以及采集信号的存储、处理与显示等。并在实验设备上选择某一种类传感器及相关器件，设计、组成一个小系统。用此系统完成测量及处理。只要符合起要求就好，谢谢各位了！
  评论者： gzb731 - 试用期 一级
  hao
  评论者： 7325719 - 试用期 一级
  看看这个吧!
  评论者： 小宝0121 - 助理 二级
  其他回答共 1 条
  .单片机温度控制系统 [Admin|service-86
  在生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。其中，温度控制也越来越重要。在生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个生产中经常会遇到的控制问题。 [详情……]
  基于单片机的温度控制系统 [Admin|service-86
  单片机系统的开发应用给现代测控领域带来了一次新的技术，自动化、智能化均离不开单片机的应用。单片机由于其微小的体积和极低的成本，广泛的应用于家用电器、控制等领域中。在生产中，电流、电压、温度、压力和流量也都是常用的被控参数。 [详情……]
  基于八位单片机的数字温度控制系统 [Admin|service-86
  本设计以8位单片机和新型数字传感器为核心组成温度测量及控制系统。本系统采用INTEL MCS-51指令系统的ATMEL(爱特梅尔)AT89C51单片机作为控制芯片，完成温度值接收、转换、报警处理；由DALLAS出品的新型的单路串行数字温度传感器DS18B20，完成温度测量、分析、判断阈值、输出功能。整个系统具有集成度高、可*性强、抗干扰性强（串行通信特点）、鲁 棒 性强、可扩展性强（可利用识别序列号组成多点测量）、体积小、功耗低等特点。本系统具有测温、上限报警、下限报警、温度控制及显示功能。基于本系统可扩展如下功能：1.增加键盘使可随时调整温度上下限。2.扩展传感器数量，组成测量网络。实现多点测量。同时对MCS-51单片机系列各芯片进行了优劣势对比、介绍了单线数字温度传感器的基本内部结构及主要性能特点。 [详情……]

  浏览 235赞 136时间 2023-02-27
• 叹久妞子

  我帮你写了个程序：

  /*

  硬件环境：AT89C51

  P1口接LED8个灯

  */

  #include "reg52.h"

  #define uchar unsigned char

  #define uint unsigned int

  bit R_MOVING_LIGHT=0,L_MOVING_LIGHT=0;

  uchar DATA_1,DATA_2;

  /*

  --初始化AT89C52 串行端口--

  T1 方式2 (8位重装载) 波特率9600,启动T1

  T0 方式1 (16位器),未初始化,未启动

  串行口设置为方式1(8 bit UART)

  */

  void delay_1ms(uint _1ms)

  {

  uint i;

  while (_1ms--)

  {

  i=1000;

  while(i--);

  }

  }

  void init_serial_port(void)

  {

  SM2=0;

  SM0=0;SM1=1;//串口工作在方式1

  TMOD=0x20;//器1工作在方式2

  TH1=253;

  TL1=253;//波特率9600b/s

  EA=1;//总中断允许

  ES=1;//允许串口中断

  REN=1;

  TR1=1;

  }

  void serial_port_init() interrupt 4

  {

  uchar i;

  RI=0;

  i=SBUF;

  if(i=='R')

  {

  R_MOVING_LIGHT=1;

  L_MOVING_LIGHT=0;

  DATA_1=0x80;

  }

  if(i=='L')

  {

  L_MOVING_LIGHT=1;

  R_MOVING_LIGHT=0;

  DATA_2=0x01;

  }

  }

  void main()

  {

  init_serial_port();

  P1=0x00;

  while(1)

  {

  if(R_MOVING_LIGHT)

  {

  P1=DATA_1;

  delay_1ms(100); //100MS 调节改变流水灯速度

  DATA_1>>=1;

  if(!DATA_1)

  DATA_1=0x80;

  }

  if(L_MOVING_LIGHT)

  {

  P1=DATA_2;

  delay_1ms(100);

  DATA_2<<=1;

  if(!DATA_2)

  DATA_2=0x01;

  }

  }

  }

  因为我这边硬件不方便搭，没有看最终效果，有什么问题可以找我！

  下图为单片机P1口与8个LED灯的连接方法，为高电平亮低电平灭。

  浏览 240赞 76时间 2022-06-01
• 诗酒趁年少r

  上位机用串口调试助手就OK,
  串口调试助手界面就有对话框,可以向单片机送字符,直接通过对话框输入相应字符
  
  通过串口控制8个LED灯,网上找不到呵,要写才有
  
  如果需要H!我

  浏览 401赞 144时间 2022-03-29
• LIZHIPINGZHAOBOWEI

  按你的要求做的，里边有原理图，PCB，实物照片，工作过程
  
  推荐:114 PC串口通信( share.iask.sina.com.cn/f/11202145.html )

  浏览 316赞 85时间 2021-11-02
• QINGCHUN曲终人散

  还是我来写吧，这么简单的东西。。狂汗！
  #include
  #define uchar unsigned char
  #define uint unsigned int
  
  void chuan()
  {
  TMOD=0x20; //T1为器产生波特率//
  SCON=0x50; /*串口定义方式2用器1产生波特率9600*/
  PCON=0x00; /*不倍增波特率*/
  TL1=0xfd;
  TH1=0xfd;
  EA=1;ES=1;
  IP=0x00;
  TR1=1; /*器工作*/
  }
  void kou()
  { uchar i=0x01;
  switch(dat)
  {
  case 'R' :{delay();这里写你想控制的东西break;
  
  default:break;
  }
  void main()
  {
  chuan();
  while(1)
  if(RI==1){
  RI=0;
  dat=SBUF;
  kou();
  }
  }

  浏览 201赞 82时间 2021-10-22