图4-6共阴数码管内部结构
本毕业设计的显示模块还用到74HC573锁存器来控制数码管的位选，现在简单介绍下74HC573锁存器：74HC573锁存器拥有八路输出的透明锁存器，输出为三态门，是一种高性能硅栅CMOS器件。OE是三态允许输出端，通常叫做输出使能端。D0-D8为数据输入端，Q0-Q8为数据输出端；LE为锁存允许端。 其引脚图如图4-7 。
图4-7 锁存器74HC573的引脚图
图4-8 锁存器74HC573的真值表
由真值表可以看出，当OE为高电平时，无论LE与为何电平状态，其输出都是高阻态（Z）。这种情况下芯片是处于不可控状态的，因此，我们将OE接低电平（L），
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即接地。当OE为低电平时，再结合LE端的输入状态，当LE端为高电平（H）时，Q端的状态和D端的一样。当LE为低电平时，无论D端的电平是什么，Q端都保持上一次的数据状态。
以下图4-9是单片机与数码管的硬件连接图
图4-9单片机与数码管硬件连接图
4.4温度报警模块
在温度报警模块中，本毕业设计使用有源蜂鸣器来报警，其电路设计如下图4-9
图4-10蜂鸣器报警连接图
图中PNP三极管是采用了S9012，它是一种普通的硅三极管，但是可以满足蜂鸣
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器大电流的要求。改变电阻R5的大小可以调报警声音的大小，电阻越小，声音越大。 4.5串口通信模块
随着科学技术的发展，单片机与上位机通信已经越来越普及。而单片机与上位机的电平是不一样的，所以我们需要用到串口通信模块。并且随着单片机单片机系统的广泛应用和计算机网络技术的普及，单片机的通信功能越来越完善。单片机的通信也还可以是单片机与单片机之间的信息交换，但是现在用得最多的还是单片机和计算机通信。
通信方式有并行与串行两种方式，但在当代的单片机系统中用得比较多是串行通信。本毕业设计的串口通信模块也是用到串行方式，所以一下就介绍串行通信。
串行又分为两种方式：异步串行通信和同步串行通信。并且串行通信有三种传输制式：单工方式，半双工方式，全双工方式。
单攻方式：指数据传输仅能沿一个方向，不能反向传输。 半双工方式：可以沿两个方向，但需要分时进行。 全双工方式：指数据可以同时进行双向传输。 （1）异步串行通信方式
异步通信的传输是以字符为单位来进行的，并且字符与字符之间的间隙是任意的，但每个字符中的各位是以固定的时间传送的。异步通信的一帧字符信息，主要是由四个部分组成：分别为起始位、数据位、奇偶校验位和和停止位，如下图4-11.
图4-11异步串行通信的数据格式图
异步串行通信的特点：通信容易实现，因为不要求收发双方的时钟严格要求一致；设备开销小；传输效率不高。
（2）同步串行通信方式
同步通信时要建立发送方时钟对接受方时钟的直接控制，是双方达到完全同步。
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并且传输数据的位之间的距离均为“位间隔”的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，也就是保持位同步关系，也保持字符同步关系。发送方对接受方的同步可以通过外同步和自同步两种方法实现。
（3）串口连接原理图以及发送接收原理
由于计算机和单片机的电平不一样，所以我们需要对两种电平进行转换。在本毕业设计中，使用MAX232芯片把单片机的TTL电平换换成计算机的RS232电平。那是由于MAX232包含两路接收器和驱动器的IC芯片，它的内部有一个电源电压变换器，可以把输入的+5V电源电压变换成RS232输出电平所需的+10V电压。如下如图4-12是串口连接图。
图4-12串口连接图
MAX232的11（TXD）和12（RXD）引脚分别连接单片机的P3.1和P3.0脚，这两个接口，一个是接受数据，一个是发送数据，TTL电平从单片机的TXD发出，经过MAX232转换RS232 平后从MAX232 的14引脚T1OUT发出，再连接到串口座的第3引脚，再经过随机配送的交叉串口线后，连接到计算机的串口座的第2脚RXD，这时候计算机就可以接收到数据了。PC机发送数据时从计算机的串口座的第3引脚TXD端发出的
数据，再逆向流向单片机的RXD端即P3.0口接收数据。
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5软件设计
5.1系统整体概述
（1）如图5-1，主程序流程图
下面是简述整个系统的软件设计，主程序首先要进行串口初始化，而且锁存器74HC573的锁存端要置低电平。然后温度传感器DS18B20开始检测温度，让得到的温度数据通过单总线传输到51单片机，然后对温度进行处理，通过I/O即P0口输出到一个三位共阴数码管上进行显示。如果温度超过设定范围蜂鸣器将报警，同时模拟加大制冷制热的设备工作。温度数据通过串口通信发送到上位机，这就实现了实时监控。
图5-1 主程序流程图
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