输介质、电平转换等问题。本设计采用专用串行接口芯片MAX232进行电平转换，实现STC89S52单片机和PC机采用RS-232协议，利用串口与PC进行通信。具体工作原理图如图3.2所示。
图3.2 串口通信原理图
3.2.1 RS-232接口的介绍
RS-232是美国电子工业协会（EIA）1969年公布的[10]，是在异步串行通信中应用最广的总线标准。它包括了按位串行传输的电器和机械方面的规定，适合于短距离或带调制解调器的通信场合。为了提高数据传输率和通信距离，EIA又公布了RS-422和RE-485串行总线接口标准。RS-232是目前最常见的串行接口标准，用来实现计算机与计算机之间、计算机与外设之间的数据通信。RS-232串行接口总线使用于之间的通信距离不大于15m，传输速率最高位19.2kb/s的场合。RS-232属单端信号发送，存在共地噪音和不能抑制的共模干扰等问题，因此一般用于短距离通信。
RS-232引脚及功能说明：
14
TXD（pin 3）：串口数据输出 RXD（pin 2）：串口数据输入 RTS（pin 7）：发送数据请求 CTS（pin 8）：清除发送 DSR（pin 6）：数据发送就绪 DCD（pin 1）：数据载波检测 DTR（pin 4）：数据终端就绪 GND（pin 5）：地线 RI（pin 9）：铃声指示
对于TxD和RxD上的数据信号，采用负逻辑。用-3～-25V（通常为-3～-15V）表示逻辑―1‖，用+3～+25V（通常为+3～+15V）表示逻辑―0‖。对于DTR，DSR，RTS，CTS，CD等控制信号，规定：-3～-25V表示信号无效，即断开（OFF），+3～+25V表示信号有效，即接通（ON）显然，采用RS 232C标准电平与计算机连接时，它与计算机采用的TTL电平不兼容。TTL是标准正逻辑，用＋5V表示逻辑―1‖，用0V表示逻辑―0‖。因此，RS 232C的EIA电平与CPU的TTL电平连接时，必须进行电平转换。
3.2.2 MAX232芯片介绍
电脑的串口是RS232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用专用芯片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
15
片更简单可靠。我们采用了三线制连接串口，也就是说和电脑的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。这是最简单的连接方法，但是对我们来说已经足够使用了，电路如附件图所示，MAX232的第10脚和单片机的11脚连接，第9脚和单片机的10脚连接，第15脚和单片机的20脚连接即能很方便地是实现PC机与单片机的通信。
3.3 DS18b20温度采集模块的设计
在本设计单片机应用系统中，温度数据来源于DS18b20温度传感器采集所得。在设计温度采集电路时，必须注意DS18b20传感器的电路接法与工作方式的选择。本设计采用的是DS18b20的默认工作方式，数据线接在单片机的P3.6口。具体工作原理图如图3.3所示。
图3.3 温度采集原理图
3.31 DS18b20传感器简介
温度传感器的种类众多，在应用与高精度、高可靠性的场合时DALLAS（达拉斯）公司生产的DS18B20温度传感器当仁不让。超小的体积，超低的硬件开消，抗干扰能力强，精度高，附加功能强，使得DS18B20更受欢迎。DS18B20的主要特征：全数字温度转换及
16
输出；先进的单总线数据通信；最高12位分辨率，精度可达土0.5摄氏度； 12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒；可选择寄生工作方式；检测温度范围为–55°C ~+125°C (–67°F ~+257°F)；内置EEPROM，限温报警功能。 DS18B20芯片封装结构:
DS18B20引脚功能：
〃GND 电压地 〃DQ 单数据总线 〃VDD 电源电压 〃NC 空引脚 DS18B20工作原理及应用：
DS18B20的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上，从而抗干扰力更强。其一个工作周期可分为两个部分，即温度检测和数据处理。在讲解其工作流程之前我们有必要了解18B20的内部存储器资源。18B20共有三种形态的存储器资源，它们分别是：
ROM 只读存储器，用于存放DS18B20ID编码，其前8位是单线系
17
列编码（DS18B20的编码是19H），后面48位是芯片唯一的序列号，最后8位是以上56的位的CRC码（冗余校验）。数据在出产时设置不由用户更改。DS18B20共64位ROM。
RAM 数据暂存器，用于内部计算和数据存取，数据在掉电后丢失，DS18B20共9个字节RAM，每个字节为8位。第1、2个字节是温度转换后的数据值信息，第3、4个字节是用户EEPROM（常用于温度报警值储存）的镜像。在上电复位时其值将被刷新。第5个字节则是用户第3个EEPROM的镜像。第6、7、8个字节为计数寄存器，是为了让用户得到更高的温度分辨率而设计的，同样也是内部温度转换、计算的暂存单元。第9个字节为前8个字节的CRC码。EEPROM 非易失性记忆体，用于存放长期需要保存的数据，上下限温度报警值和校验数据，DS18B20共3位EEPROM，并在RAM都存在镜像，以方便用户操作。
4 软件程序的设计
本章主要介绍软件电路的设计，主要包括：单片机与PC机通信、PC机的显示界面。单片机部分用C语言编程实现，PC机部分用LabVIEW软件的G语言编写实现。
18