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1、基于组态王温度监测系统的设计集美大学诚毅学院信息工程系电子信息工程专业 2011届 欧阳丰 学号：2007943037摘要 随着科学技术的不断进步，工业化要求随着工业化水平不断提高，分布式系统发展以及控制设备与监控设备之间通讯需要，组态软件设计的监控系统广受欢迎并逐步普及。为了温度的监测和提高工作的可靠性 ,设计了基RS232总线和组态王的温度监测系统。上位机利用组态王设计数据显示与曲线绘制的图形界面，通过RS232总线与下位机通信 ,下位机采用单片机实现数据的采集并通过串行通信上传数据，将 DS18B20采集的温度信息实时显示出来并传送给上位机。本文给出了系统总体结构、系统硬件电路和软件实现
2、流程图。实验结果表明,系统测量准确，具有一定的实用价值。关键词 组态王 DS18B20 RS232 温度监测 通信协议22 / 25Design of Temperature Monitoring System Based on KingviewOuyang FengNO:2007943037, Electronic Information Engineering Major, 2011,Dept. of Information Engineering, ChengYi College of Jimei UniversityAbstract：Along with the science and
3、 technology unceasing progress, industrialization requirements with the industrialization level increases, a distributed system development and the control equipment and monitoring equipment communication between needs, configuration software design of monitoring system and gradually popularizing po
4、pular. To achieve remote temperature monitoring and improve the reliability of working, the remote temperature monitoring system is designed. In the system, the PC communicates with the MCU through RS232 bus. The MCU gets the temperature data from DS18B20, a digital temperature sensor. Then data are
5、 displayed and sent to the PC. In the article, the overall structure of the system is introduced and the hardware implementation circuit and the software flow chart are given. Practice indicates that the system has advantages of accurate measurement, wide temperature range and convenient controlling
6、.Key word: Kingview; DS18B20; RS232; Temperature monitoring; Communication protocol目 录引 言1第1章 组态王21.1组态王介绍21.2组态王6.521.2.1 组态王的特点21.2.2分布式高速历史库31.2.3画面及部分功能3第2章 温度监测系统的硬件组成.52.1 系统结构52.2 DS18B20介绍52.2.1技术性能描述62.2.2 DS18B20单总线通信介绍72.3硬件组成82.3.1下位机电路82.3.2 RS232串口通信电路9第3章 温度监测系统的软件设计103.1软件设计103.2组态王与
7、单片机的通信103.2.1通讯参数103.2.2数据传输格式与协议说明103.2.3单片机通讯协议流程设计113.3温度采集程序123.4组态王界面设计153.4.1插入文字和实时数据153.4.2插入趋势曲线以及报表173.4.3按钮设置18第4章 测试结果19结论20致谢21参考文献22引 言随着科学技术的不断进步，工业化要求随着工业化水平不断提高，分布式系统发展以及控制设备与监控设备之间通讯需要，组态软件设计的监控系统广受欢迎并逐步普及。现在组态软件繁多，比如KingVieW(组态王)、 MCGS、WinCC等。其中KingView软件具有良好的图形界面、丰富的驱动程序和网络功能，价格适
8、中，因而在国内冶金、电力等领域应用广泛。KingView软件基于Microsoft Windows XP，NT2000操作系统具有友好的人机操作界面、强大的IO设备端口驱动能力，可与各种PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等实时通讯。由于在检测大量模拟量的工业现场使用PLC与组态软件通讯势必增加产品成本。然而单片机接口丰富，与AD转换模块组合可以完成相同的工作，并且系统可靠、成本低，固受到好评并广泛使用。在工、农业生产和日常生活中，各个环节都与温度紧密相联，温度的测量及控制占据着极其重要地位。温度已成为大多数仪器正常工作的前提，而且对温度的要求也越来越严格。因此，温度检测与控制方法的研究越
9、来越受到人们的重视。目前,典型的温度测控系统是由模拟式温度传感器、A/D转换电路和单片机组成。自动化程度和可靠性较高,使用方便,得到了广泛应用。但是由于模拟式温度传感器输出为模拟信号,必须经过A/D转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口,使得硬件电路结构复杂,成本较高。而以DS18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器集温度测量和A/D转换于一体,直接输出数字量,与单片机接口几乎不需要外围元件,使得硬件电路结构简单,广泛使用于远距离、多节点的场合。具有较强的推广应用价值。本设计基于组态王组态软件和单片机串口通讯实现了一种适合工业现场的远程温度监测系统，该方法既利用组态软件方便快捷的
10、界面设计功能，又可借助编程实现大数据量的串口通信、复杂的数据分析和处理等功能。实际运行效果表明：该监控系统实现了上位机与下位机之间连续、可靠的数据信息交换，是一种经济实用、安全有效的温度监测方式，可应用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域。第1章 组态王1.1组态王介绍组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。组态王软件经过七年开发，五年的各种突发环境的真实考验，九千例工程（钢铁，化工，电力，国属粮库，邮电通讯，环保，水处理，冶金等各行业）的现场运行（包括中华世纪坛国家标志性工程），现已成为国内组态软件的客户首
11、选，并且作为首家国内组态软件应用于国防，航空航天等重大领。 本次设计使用的仿真是组态王6.5系列。下一节具体的介绍组态王6.5。1.2组态王6.5组态王6.5是亚控科技在组态王6.0x系列版本成功应用后，广泛征询数千家用户的需求和使用经验，采取先进软件开发模式和流程，由十多位资深软件开发工程师历时一年多的开发，及四十多位试用户一年多的实际现场考验。使用更方便，功能更强大，性能更优异，软件更稳定，质量更可靠。组态王6.5的推出再次验证了亚控科技以客为尊、务实创新、勤奋正值、协作成长 的经营理念。亚控科技是一个永远都会将用户利益放在首位的、值得用户信赖的专业自动化软件服务商。1 使用组态王实现控制
12、系统实验仿真的基本方法： (1)图形界面的设计； (2)构造数据库；(3)建立动画连接；(4)运行和调试。1.2.1 组态王的特点它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方
13、便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。使用组态王软件开发具有以下几个特点: (1)实验全部用软件来实现,只需利用现有的计算机就可完成自动控制系统课程的实验,从而大大减少购置仪器的经费。 (2)该系统是中文界面,具有人机界面友 好、结果可视化的优点。对用户而言,操作简单易学且编程简单,参数输入与修改灵活,具有多次或重复仿真运行的控制能力,可以实时地显示参数变化前后系统的 特性曲线,能很直观地显示控制系统的实时趋势曲线,这些很强的交互能力使其在自动控制系统的实验中可以发挥理想的
14、效果。1.2.2分布式高速历史库过程数据的存储功能对于任何一个工业自动化系统来说都是至关重要的，随着自动化程度的进一步普及和提高，用户对重要数据的存储和使用的要求也越来越高。面对对大批量实时数据的存储，必须解决同步存储速度响应慢、数据易丢失、存储时间短、存储占用空间大、数据读取访问速度慢等用户最关心的问题。因为用户需要一个实时的、记录准确地、高效的、可节约用户硬件成本的工业过程数据存储方案。组态王6.5顺应这种用户的期望，提供支持毫秒级高速历史数据的存储和查询功能的工业过程数据库。真正的企业级生产过程数据仓库。采用最新数据压缩和搜索引擎技术，数据压缩比优于20%，节约用户硬件成本；一个月内数据
15、(单点，记录间隔10秒)按照每小时间隔，在百毫秒内即可完成查询。真正实现历史库数据的数据追记、数据合并。可以将特殊设备中存储的历史数据片段通过组态王驱动程序完整的合并到历史数据服务器中；也可以将远程站点上的组态王历史数据片段合并到历史数据服务器上。1.2.3画面及部分功能1画面改进1.支持大画面导航图：用户可以制作任意大小的画面，利用滚动条和导航图控制画面显示内容；绘制、移动、选择图素时，画面自动跟踪滚动。2.方便的变量替换：可以单独替换某个画面中的变量，也可以在画面中任意选中的图素范围内进行变量替换。3.自定义菜单：支持二级子菜单。4.任意选择画面中的图素：在画面中使用键盘和鼠标结合可以任意
16、选择多个图素进行组合、排列等操作。 2. 变量1.定义结构成员时可以定义基本属性，例如变量属性、报警属性和记录属性等。2.定义结构变量时自动继承结构成员的属性。3.结构变量可整体赋值。4.结构变量可作为自定义函数的参数。5.在数据词典中可以任意选择多个变量集中修改变量共有属性。3. 非线性表非线性表新增导入导出功能，能导出为逗号分隔文件(*.csv)，可在文本状态编辑或传送，编辑完成后还可导入，据此可实现不同工程中的非线性表重复利用。网络状态的控制和显示 通过引用网络上计算机的$网络状态变量得到网络通讯的状态。同时，能够对网络的通讯状态进行控制。对于定义网络节点的网络通讯方式，是在网络设备上建
17、立commerr寄存器来完成网络状态的显示和控制。4. 注意事项在采用组态王开发系统编制应用程序过程中要考虑以下三个方面: (1)图形,是用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备；(2)数据,就是创建一个具体的数据库,并用此数据库中的变量描述工控对象的各种属性,比如水位、流量等；(3)连接,就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行,以及怎样让操作者输入控制设备的指令。第2章 温度监测系统的硬件组成.2.1 系统结构系统的总体结构框图如图1所示。本系统是基于RS232总线和组态王的远程多路温度监测系统，上位机是一台装有组态王的PC，用于查询温度；下位机是一个AT89C52单片
18、机，负责采集DS18B20的温度数据，并反馈给上位机，实时显示温度信息，方便远程读取温度数据。上位机与下位机之间采用RS232总线进行通信，可实现对温度的监测。组态王作为上位机软件 ,本身具有与单片机通信的通信协议 ,实现起来简单可靠。图1 系统的总体结构框图2.2 DS18B20介绍DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。该装置信号线高的时候，内部电容器 储存能量通由1线通信线路给片
19、子供电，而且在低电平期间为片子供电直至下一个高电平的到来重新充电。 DS18B20的电源也可以从外部3V-5.5V的电压得到。图 2 DS18B20引脚2.2.1技术性能描述1 独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。2 测温范围 55+125，固有测温分辨率0.5。3 支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定，实现多点测温。4 工作电源: 35V/DC。5 在使用中不需要任何外围元件。6 测量结果以912位数字量方式串行传送。
20、7 不锈钢保护管直径 6。8 适用于DN1525, DN40DN250各种介质工业管道和狭小空间设备测温。9 标准安装螺纹 M10X1, M12X1.5, G1/2”任选。10 PVC电缆直接出线或德式球型接线盒出线,便于与其它电器设备连接。DS18B20的内部主要包括寄生电源、温度传感器、64位激光ROM、单线接口、存放中间数据的高速暂存器（内含便笺式RAM）用于存储用户设定的温度上下限值的TH和TL触发器存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码（CRC）发生器等七部分。DS18B20的内部结构如图3所示。图 3 DS18B20内部结构DS18B20测量温度时使用特有的温度测量技术。DS18B20
21、内部的低温度系数振荡器能产生稳定的频率信号f。，高温度系数振荡器则将被测温度转换成频率信号f。当计数门打开时，DS18B20对f。计数，计数门开通时间由高温度系数振荡器决定。芯片内部还有斜率累加器，可对频率的非线性予以补偿。测量结果存入温度寄存器中。一般情况下的温度值应为9位（符号占1位），但因符号位扩展成高8位，故以16位补码形式读出。2.2.2 DS18B20单总线通信介绍由于DS18B20采用的是单线进行控制与读取数据，因此对操作的时序要求非常严格，否则由于时序不匹配，将无法完成对器件的正确操作。根据DS18B20的通讯协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写
22、之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令(DS18b20功能命令)，这样才能对DS18B20进行预定的操作。根据单总线的通信的步骤, DS18b20加电后,处在空闲状态,要启动温度测量和模数转换,处理器需向其发出ConvertT指令,转换完成后,DS18b20回到空闲状态,温度数据以带符号位的16位补码存储在温度寄存器中,设计的流程图如图所示:图4 单总线通信流程本设计中使用单路的测量所以不需要读取ROM中的64位序列号,所以使用0CCH指令跳过ROM,忽略64位ROM地址;RAM指令中,44H是温度变换ConvertT指令,启动DS18B20进行温度
23、转换和模数转化,0BEH读取暂存器指令,用于将转换完成的温度数据读出.2.3硬件组成硬件电路包括下位机电路设计、RS232总线电路等。2.3.1下位机电路下位机电路设计包括温度采集电路设计、总线收发电路设计、显示电路设计和温控电路设计。下位机控制器采用Atmel公司的AT89C52单片机。AT89C52单片机是一种低功耗、高性能的8位微控制器，使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程的Flash，使得AT89C52单片机能为众多嵌入式控制应用
24、系统提供灵活、有效的解决方案。温度传感器采用Dallas公司生产的单总线器件DS18B20，属于新一代适配微处理器的智能数字温度传感器。器件可以从单线的通信线取得电源 ,在信号线为高电平的时间周期内 ,把能量贮存在内部的电容器中 ,在单信号线为低电平期间消耗电容上的电能工作 ,直到高电平到来再给电容充电 ,此种供电方式称为寄生电源供电。图5温度传感器原理图。图5 DS18B20原理图图6为AT89C52单片机最小系统。单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统.对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路。复位电路:由电容串联电阻
25、构成,由图并结合“电容电压不能突变”的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位.一般教科书推荐C 取10,R取10K。当然也有其他取法的,原则就是要让RC组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平。晶振电路：典型的晶振频率有11.0592MHz和12MMHz两种。取11.0592MHz的晶振可以准确地得到9600bps和19200bps的波特率,利于有串口通讯的场合；取12MHz的晶振可以产生精确的S级的机器周期,方便定
26、时操作。本设计要与PC机通信所以将采用11.0592MHZ的晶振。图6 AT89C52单片机最小系统2.3.2 RS232串口通信电路个人计算机上的通讯接口之一，由电子工业协会(Electronic Industries Association，EIA) 所制定的异步传输标准接口。通常 RS-232 接口以9个引脚 (DB-9) 或是25个引脚 (DB-25) 的型态出现，一般个人计算机上会有两组 RS-232 接口，分别称为 COM1 和 COM2。由于RS232接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点： （1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容故需
27、使用电平转换电路方能与TTL电路连接。 （2）传输速率较低，在异步传输时，波特率20Kbps。 （3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。 （4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺（实际15米）。图7为RS232串口通电路原理图。图7 RS232串口通信电路原理图第3章 温度监测系统的软件设计3.1软件设计软件设计包括以下几个方面: (1)组态王与单片机进行通信；(2)循环调用温度采集子程序与温度控制子程序。3.2组态王与单片机的通信组态王提供了通过PC机与单片机串口进行十六进制数据通讯的驱动，而驱动中已经规定好其通
28、讯协议。3.2.1通讯参数通讯参数包括数据位、停止位、波特率、校验方式。其中，数据位、停止位、波特率由单片机决定。组态王中的设定和单片机一致即可。校验方式参照“数据传输格式”部分。3.2.2数据传输格式与协议说明格式1 组态王发送地址请求格式(检验位为1)，如表1：表1 组她王发送地址请求格式ENQStaEOTCRC格式2单片机应答地址格式(检验位为0)，如表2：表2 单片机应答地址格式ACKStaETXCRC格式3组态王读数据请求格式(检验位为0)，如表3：表3 组态王读数据请求格式ENQRDataTypeDataAddrDataNumEOTCRC格式4单片机应答读数据格式(正确)(检验位为
29、O)，如表4：表4 单片机应答读数据格式(正确)ACKDataLongDataETXCRC格式5单片机应答读数据格式(错误)(检验位为0)，表5：表5 单片机应答读数据格式(错误)NAKErrorCodeETXCRC格式6组态王写数据请求格式(检验位为O)，表6：表6 组态王写数据请求格式ENQWDataTypeDataAddrDataEOTCRC格式7单片机应答写数据格式(正确)(检验位为0)，表7：表7 单片机应答写数据格式(正确)ACKErrorCodeETXCRC协议具体说明如下：ENQ(头)：H05，询问，请求帧的开始代码； ACK(头)：H06，确认，ACK应答帧的开始代码； NA
30、K(头)：H15，否认，NAK应答帧的开始代码； EOT(尾)：H04，正文的结束，请求帧的结束ASCII代码； ETX(尾)：H03，结束正文，应答帧的结束ASCII代码；数据传输：所有数据均为16进制数；Sta：设备地址，1个字节，组态王设备地址范围为0255，此地址为单片机的地址，由单片机中的程序决定； R：读标志，1个字节(0x52)； W：写标志，1个字节(0x57)； DataType：需要交换的数据类型，1字节。其中“1”代表字节，“2”代表字，“3”代表浮点型； DataNum：读取数据的个数，1字节； DataAddr：数据偏移地址，2字节，低字节在前，高字节在后； Data
31、：实际传输的数据，低字节在前，高字节在后； DataLong：单片机返回Data的字节数，2字节，低字节在前，高字节在后： CRC：为从第1个字节至CRC前的所有字节的异或值，1字节； ErrorCode：错误代码，“0”代表正确应答，“1”代表数据类型错误，“2”代表数据范围超限，“3”代表指令无法识别。CRC:为从第一个字节至 CRC前的所有字节的异或值，1字节。3.2.3单片机通讯协议流程设计图8为组态王通讯程序流程，图9为单片机通讯程序流程。80C51系列单片机多机通讯可归纳如下：图8组态王程序流程图图9单片机通讯程序流程上位机的SM2=0，所有下位机的SM2=1，以便只接收上位机发来
32、的地址； 上位机给下位机发送地址时，第9数据位应该为1，以指示下位机接收这个地址；所有下位机在SM2=1，RB8=1和RI=0时，接收上位机发来的地址，进入相应中断服务程序，并与本机地址相比较，以确认是否为被寻址的下位机；被寻址下位机通过指令清除SM2，以便正常接收上位机发送来的数据，并向上位机发回接收到的地址以便核实。未被寻址的下位机保持SM2=1，并退出各自的中断服务程序；完成上位机和被寻址下位机之间的数据通信后，被寻址从机使SM2=1，并退出中断服务程序，等待下次通信。3.3温度采集程序主机使用时间隙(Time Slots)来读写DSl820的数据位和写命令字的位。DSl820必须严格按
33、照单总线通信协议，以保证数据的完整性。该协议定义了几种时隙类型：初始化、应答、写1、写0、读1、读0。除了应答时隙所有这些时隙都是有主机发出。总线上所传输的所有命令和数据都是字节的低位在前。初始化时隙（如图10）：复位时隙和应答时隙。在初始化过程中，主机发送复位脉冲(最短为480s的低电平信号)接着，释放总线并进入接收状态。当总线被释放后上拉电阻将总线拉高。DSl8B20在检测到总线的上升沿之后等待15-60us接着发出应答脉冲(低电平持续60-240 s)。图 10 DS18B20初始化时隙读和写时隙（如图11）在写时隙期间，主机向DS18B20写入数据；而在读时隙期间，主机读入来自DS18
34、B20的数据。在每一个时隙，总线只能传输一位数据。存在两种写时隙，即写1和写0。主机在写1时隙向DS18B20写入逻辑1。而在写0时隙向DS18B20写入逻辑0。所有写时隙至少需要60S，而且两次写l时隙之间至少需要lS的恢复时间。两种写时隙均以主机拉低总线开始。 产生写1时隙：主机拉低总线后，必须在15uS内释放总线。然后由上拉电阻将总线拉至高电平。产生写0时隙：主机拉低总线后，必须在整个时隙期间保持低电平(至少60S）。在写时隙开始后的1 560 S期间，DSl8B20采样总线的状态。如果总线为高电，则逻辑1被写入DSl8B20；如果总线为低电平，则0逻辑被写入DSl8B20。 读时隙：D
35、Sl8B20只能在主机发出读时隙时才能向主机传送数据。所以主机在发出读数据命令后，必须马上产生读时隙，以便DSl8B20能够传送数据。所有读时隙至少60s，且在两次独立的读时隙之间至少需要1S的恢复时间。每次读时隙由主机发起，拉低总线至少1S。在主机发起读时隙之后，DSl8B20开始在总线上传送1或0。若DS18B20发送1，则保持总线为高电平；若发送O，则拉低总线。当传送0时，DSl8B20在该时隙结束时释放总线，再由上拉电阻将总线拉回空闲高电平状态。DS18B20发出的数据在读时隙下降沿起始后的1 5uS内有效，因此主机必须在读时隙开始后的15S内释放总线，并且采样总线状态。图 11 DS
36、18B20读写时隙DS18B20的初始化：（1） 先将数据线置高电平“1”。 （2） 延时（该时间要求的不是很严格，但是尽可能的短一点） （3） 数据线拉到低电平“0”。 （4） 延时750微秒（该时间的时间范围可以从480到960微秒）。 （5） 数据线拉到高电平“1”。 （6） 延时等待（如果初始化成功则在15到60毫秒时间之内产生一个由DS18B20所返回的低电平“0”。据该状态可以来确定它的存在，但是应注意不能无限的进行等待，不然会使程序进入死循环，所以要进行超时控制）。 （7） 若CPU读到了数据线上的低电平“0”后，还要做延时，其延时的时间从发出的高电平算起（第（5）步的时间算起）
37、最少要480微秒。 （8） 将数据线再次拉高到高电平“1”后结束。DS18B20的写操作：（1） 数据线先置低电平“0”。 （2） 延时确定的时间为15微秒。 （3） 按从低位到高位的顺序发送字节（一次只发送一位）。 （4） 延时时间为45微秒。 （5） 将数据线拉到高电平。 （6） 重复上（1）到（6）的操作直到所有的字节全部发送完为止。 （7） 最后将数据线拉高。DS18B20的读操作：（1）将数据线拉高“1”。 （2）延时2微秒。 （3）将数据线拉低“0”。 （4）延时15微秒。 （5）将数据线拉高“1”。 （6）延时15微秒。 （7）读数据线的状态得到1个状态位，并进行数据处理。 （8
38、）延时30微秒。经过单线接口访问 DS18B20的协议如下:(1)初始化；(2) ROM操作命令；(3)存储器操作命令；(4)处理数据。3.4组态王界面设计 3.4.1 插入文字和实时数据制作组态王界面的第一步就是建立画面。单击左侧“画面”，然后点击右侧“新建”便可建立画面，如图12。图12 建立画面第二步就是插入必要的文字，如数据曲线标题、坐标轴名称等。如需插入文字，只要在组态王工具箱上点击“T”图标，再点击图形界面，便可插入图片。组态王工具箱如图13。图13 组态王工具箱制作组态王界面的第三步就是插入预设的数据变量。首先，要在数据词典单击“新建”建立数据变量，并定义所要建立的变量，如图14
39、。图14 定义变量框当建立好变量后，如第一步所示插入文字，插入内容为“#”，然后双击“#”设置动画连接，在“模拟值输出”选项打钩，点击“表达式”栏目右侧的“？”选择之前我们建立的数据变量，如图15。图15 模拟值输出连接建立3.4.2插入趋势曲线以及报表单击“工具箱”上的“趋势曲线”按钮并在画面中拉选出一块界面便可以插入趋势曲线。双击“趋势曲线”便可开设置趋势曲线，如图17。图17 趋势曲线设定框添加一个报表窗口，进入报表设计，如图18。图18 报表设计报表建立完成后，可通过报表工具箱对其进行设置，如图19。图19 报表工具箱3.4.3按钮设置在“工具箱”上单击“按钮”图标，然后再画面上全选出
40、一个框，右键字符串替换，可以改变按钮上的文字。双击该按钮，进行动画连接，在“弹起时”打钩在命令语言栏内输入命令，如图20。图20 命令语言栏如果是要跳转画面，则输入ShowPicture(*);*代指要跳转的画面名称。如果是要退出，则输入Exit( 0 );第4章 测试结果开启组态王软件，进行单片机与组态王之间串口通信，转到VIEW界面，可看到实时温度曲线和实时温度。此时温度处于室温，然后对DS18B20进行降温处理，然后放置于室温环境，让其温度慢慢恢复到室温，此时可观察到实时温度曲线如图21；可观察到历史数据曲线如图22；可观察到历史数据报表如图23：图21 实时温度曲线图22 历史温度曲线
41、图23 历史数据报表结论本论文完成了用组态王组态软件与单片机串口通信进行温度监测的功能。通过测试表明它实现了温度监测系统的远程监测，能显示和记录系统工作状态下的温度参数，能对系统运行进行操作，具有实时温度采集和历史数据记录功能，并满足设计对温度监测速度和精度的需要。该作品具有很好的可扩展行，可以通过添加设计组态王画面来实现报警和远程监控。可以说大大提高了自动化水平。可以很好的服务于人们的日常生活。该系统能够通过添加下位机实现多点温度检测控制 ,与传统的人工控制相比操作简单 ,功耗较低 ,可靠性高 , 降低了成本，并可用于绝大多数场合，具有很好的实用价值。致谢本次毕业设计是在王国玲老师的悉心指导
42、下完成的，从论文的选题到制作,调试,论文修改，每一阶段设计的过程都倾注了老师大量的心血和汗水。她的精心指导令我十分感激。导师渊博的知识、严谨的治学态度和求实精神、忘我的工作作风、学术上的远见和生活上的平易近人，时刻激励着学生，是学生毕生学习的榜样。值此论文完成之际，特向导师致以诚挚的感激和无尽的敬意！毕业设计是大学阶段检验和锻炼学生实际工程设计能力的一个重要教学环节。在毕业设计当中，出现了很多问题，但是老师和同学们鼓励我，帮助我，使我得以顺利做完毕业设计，也使我感觉到在知识的海洋原来是这么的明朗。虽然刚开始一点头绪都没有，心情依然很烦躁，但是只要用心去专研，持之以恒，就会有新的发现。在设计的过
43、程当中，与同学之间的交流互相研究，有共同的发现。通过这次毕业设计，不仅使我懂得了理论联系实践的应用，能够把平时学的专业知识运用到实际分析工作中去，也使我对专业知识有了更好的理解，为我以后的工作打下了坚实的基础，同时也使自己学会了如何面对困难和解决困难。王老师渊博的知识，严谨的治学态度和忘我的工作精神使我感到无比的钦佩。在此，请让我再次向王老师表示崇高的敬意和衷心的感谢。同时也要感谢一起学习生活的电子07级同学和老师，感谢大家一直以来的关心帮助。参考文献1 童启明.控制系统数字仿真与监控组态软件应用M.科学出版社,2006.2李智祥，陈瑞.多点温度监控系统的设计J.现代电子技术,2009 (3)
44、:140-142 .3胡汉才.单片机原理及其接口技术M.北京:清华大学出版社 ,2003.4赵海兰，赵祥伟. 智能温度传感器 DS18B20原理与应用J.现代电子技术, 2003(14):32-34.5周兴华.单片机智能化产品C语言设计实例详解M.北京:北京航空航天大学出版社,2006.6赵学军.单片机与组态王的通信程序设计J.工业控制计算机 ,2006,19(9):35-37.7 亚控公司. 组态王6.53使用手册M.北京：亚控公司，2006：31-971.8 艾学忠，张兴涛，刘洋.基于组态王的冰箱监测装置计算机管理系统J吉林化工学报，20079李卫中，李红霞.组态王在微机监控系统中的一个应用实例 J.工业控制计算机，2001，(4).10薛迎成，何坚强.工控机及组态控制技术原理与应用M.北京:中国电力出版社，2007.11史丽红.基于 OPC组态王与 CAN总线的数据通信J.煤矿机械，2005，(5).12张大年，廖智勇，刘剑峰.数据库应用开发技术与实例M.北京:清华大学出版社，2002.13张瀚文，齐锦刚，王建中.数据库系统开发实例与解析 M.北京:高等教育出版社，2003.14赛奎春.数据库开发实例解析M.北京:机械工业出版社，2004 .