基于VB的計算機(jī)溫度采集系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

1 系統(tǒng)功能及特點(diǎn)
本系統(tǒng)用單片機(jī)對整個測量電路進(jìn)行管理和控制,使得整個系統(tǒng)智能化、體積小、功耗低、使用電子元件較少,內(nèi)部配線少,成本低,制造、安裝、調(diào)試及維修方便。該系統(tǒng)中單片機(jī)作為下位機(jī),完成測溫任務(wù),測量結(jié)果可在本地顯示,也可通過下位機(jī)與上位機(jī)(PC機(jī))通訊,給出結(jié)果和提示信息。而上位機(jī)與下位機(jī)大多是通過PC機(jī)的RS-232串行接口實(shí)現(xiàn)通信。Visual Basic是可視化面向?qū)ο蟮牟捎檬录?qū)動技術(shù)的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言,本系統(tǒng)上位機(jī)是在Windows環(huán)境下利用Visual basic開發(fā)微機(jī)通信程序。
2 系統(tǒng)基本原理
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中，計算機(jī)要求能夠運(yùn)行Windows98或更高版本)操作系統(tǒng)和開發(fā)環(huán)境VB6.0，具有標(biāo)準(zhǔn)的RS232串口，主要功能為數(shù)據(jù)采集處理和系統(tǒng)控制，是人機(jī)交互的平臺。

現(xiàn)場溫度采集點(diǎn)共有4路,采用AD590采集溫度送到單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)入端,測量范圍最大值為50度,單片機(jī)定時采集溫度信號，并按串行通信協(xié)議打包構(gòu)成數(shù)據(jù)幀。在微機(jī)中采用VB6.0編程，并選用MSCOMM控件進(jìn)行串行口通訊。MSComm控件是Microsoft提供的擴(kuò)展控件,用于支持VB程序?qū)Υ诘脑L問,同時支持查詢方法和事件驅(qū)動通訊的機(jī)制。事件驅(qū)動通訊是交互方式處理串口事務(wù)的一種非常有效的方法,特別適合Windows程序的編寫。因此用其實(shí)現(xiàn)微機(jī)串口的數(shù)據(jù)通訊相當(dāng)簡單,以很少的程序代碼就可以輕松實(shí)現(xiàn)串口的訪問和數(shù)據(jù)通訊。
3 硬件設(shè)計
3.1 測量電路設(shè)計
AD590將溫度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流后，需要有電流電壓轉(zhuǎn)換電路(如圖2)，其中電容C起濾波作用。該電路中，考慮到測溫范圍是0度―50度，而ADC0809輸出電壓范圍為0-5V，故電阻R2取3.3千歐，R3取15千歐，其中R2是滑動變阻器，精度高于R3，電阻R4取100，R5取50千歐，R4是滑動變阻器，精度高于R5，電阻R6取33千歐。運(yùn)放是溫度電壓變換電路，為了測試方便，設(shè)計時將0度時的輸出電壓定為0V，每升高一度輸出電壓上升100mV，與電壓之間的關(guān)系為：U=K(T-T0)V式中，K為比例系數(shù)，K=0.98V/度，T為環(huán)境溫度，單位為度，T0―測溫下限0度。當(dāng)T=+50度和T=0度時，變換電路輸出電壓上限為Umax=5V,電壓下限為Umin=0V,實(shí)現(xiàn)的辦法是:首先調(diào)整R2，使得I1=273.2uA，當(dāng)溫度為0度時，通過AD590的電流I2=273.2uA，此時I3=0uA，R4、R5上無壓降，即輸出電壓為0V；當(dāng)環(huán)境溫度為50度時，流過AD590的電流為323.2uA，此時,I3=I2-I1=50uA，調(diào)整R4，使R4+R5=98千歐，有(R4+R5)*I3=4.9V。同樣，可以計算出其余各溫度所對應(yīng)的輸出電壓。

3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計
本系統(tǒng)以89C51芯片作為主芯片,管理和控制整個系統(tǒng)。該芯片集成度高,兼容8051單
處機(jī),不同的是片內(nèi)有4KB的ROM,為PEROM(FLASH存儲器)。A/D轉(zhuǎn)換器的種類很多,目前