文档介绍：摘要
USB(Universal Serial Bus)是一种新型的通用串行总线,它是快速的、双向的、同步的、可以热插拨的、动态连接且价格低廉的串行接口。正是基于这一特点,现在很多的计算机外设都有USB接口。本文正是利用这一新型USB接口来设计上位机与下位机系统之间的通信。利用新型的一线式数字温度传感器测量温度,并通过USB接口和计算机端应用软件进行通信。
本文首先介绍了本系统相关的背景知识以及USB的通信协议,进而介绍温度控制的基本意义,提出利用USB设备芯片CH372、一线式数字温度传感器DS18B20和单片机AT89C51来开发基于USB温度控制系统。采集的温度数据通过USB接口上传到上位PC机上,并利用应用软件对其进行处理。上位机应用软件用C ++ builder 编写,其运用CH372接口芯片的动态链接库建立起上位机和下位机之间的通信机制。上位机将采集到的温度数据在PC机上显示出来,并且显示实时温度采集图像。
此外,应用软件可以对下位机进行温度极限设置等简单控制功能,当采集到的温度超过某一设定极限温度,则对系统进行报警。另外下位机还为今后的扩展保留一定的资源。
关键词: AT89C51;USB协议; 温度采集;一线式温度传感器;CH372
引言
温度是工、农业生产的主要环境因素,它对工农业的生产有着重要的影响,所以对其进行准确快速的测量并进行处理是具有很特殊的重要意义。测量温度模块是否正确、快速、及时决定着工农业生产的产品的质量是否符合预期设计的要求,而在当今是世界中,质量是企业生存的基本,所以许多对温度要求很高的工、农业生产企业把温度测量控制系统看成是企业生存的基本。
在市场竞争日益激烈的压力面前,企业已经意识到要想提升自己企业的竞争能力,就必须采用新技术对企业产品进行质量等各方面的管理。而对温度要求严格的产品,测量产品生产环境的温度的技术决定着系统能否生存并继续发展,所以很多工业生产企业都非常重视温度控制系统。
对温度进行采集,并送到PC机实时处理,以前往往采用的是计算机的串行接口,但这一老式计算机接口存在着不少缺陷。比如接口规格不统一、非共享式接口、占用资源大等等这样那样的缺点。随着计算机的发展,USB(通用串行总线)接口是一种计算机应用领域的新型接口,USB接口的出现是计算机端接口的技术重大变革,paq、Digital Equipment、IBM、Intel、Microsoft 、NEC和Northern 7家公司于1994年提出的,在2000年做出了改进,,随着这一版本的提出,USB越来越流行,目前它已经成为了一种标准接口,现在市场上的所有PC机都百分之百支持USB接口,本文将采用这一USB接口来对采集到的温度实时传输。
基于USB接口的温度控制系统就是通过温度传感器对现场温度进行测量,并利用微型处理器(单片机),通过USB接口实时的传给计算机,计算机利用软件根据已经设计好的要求对其进行报警等相应的处理。它是计算机技术、单片机技术、温度传感器技术的科技产物。适合于工业等需要对温度进行实时大范围的精确的处理。
1 背景知识
在USB产生之前,外设与PC机的通信主要是通过PC机主板上所提供的各种接口来
实现,如ISA接口、PCI接口、串行接口等,这些老式的接口存在着很多缺点:非共享式接口、体积大、接口规格不统一、采用传统的I/O模式等等。为了克服老式接口这些缺点,PC机制造商和用户迫切需要一种新型的外设连接方式。这时USB应运而生,它是一种快速、双向、同步、廉价、并支持热插拨功能的串行接口。
早在1995年,就已经有PC机带有USB接口了,但由于缺乏软件及硬件设备的支持,这些PC机的USB接口都闲置未用。1998年后,随着微软在Windows 98中内置了对USB接口的支持模块,加上USB设备的日渐增多,USB接口才逐步走进了实用阶段。
这几年,随着大量支持USB的个人电脑的普及,USB逐步成为PC机的标准接口已经是大势所趋。在主机(host)端,最新推出的PC机几乎100%支持USB;而在外设(device)端,使用USB接口的设备也与日俱增,例如数码相机、扫描仪、游戏杆、磁带和软驱、图像设备、打印机、键盘、鼠标等等。正是USB具有热插拔、共享式接口、携带方便、标准统一、可以连接多个设备等这样的优点,才使USB得于快速的发展。
本文将利用这一新型计算机接口来设计温度控制系统。
2 系统概述
本章将对基于USB接口的温度控制系统在工业上的应用进行分析,并介绍系统的特点、功能以及使用到的开发工具。
系统的特性
由于该系统利用USB接口,所以具有USB的实时传送数据,与上位机进行信息交流,而上位机又可以连接在互联网上,所以远程的PC机也可以利用