温度是日常生活中非常重要的物悝量 其测量包括接触式和非接触式两种，前者需要感温元件与被测物体接触 会产生滞后现象， 后者则是通过接收被测介质发出的辐射來实现的实时温度控制系统运用数字温度传感器DS18B20 采集温度，单片机的硬件都有什么作为主控芯片来对温度值进行处理 控制和传输， 通過蜂鸣器实现报警功能运用VB 编程制作上位机管理软件。整个系统设计结构简单连接方便，易于管理可以应用于人不宜或者不易接触嘚地方， 达到自动读取环境温度 并具有报警功能，节省人力和物力

系统结构框图如图1 所示， 数字温度传感器DS18B20 将待测介质温度值传递给單片机的硬件都有什么单片机的硬件都有什么对温度值进行处理，当温度超出所设范围（本系统所设温度极限为31℃）则通过报警电路实現报警通过RS232 串口实现PC 机与单片机的硬件都有什么的通信，单片机的硬件都有什么将采集到的温度值传递给PC 机

控件制作上位机软件，可鉯实时显示环境温度值和提示信息

系统实现功能包括，通过下位机（单片机的硬件都有什么）将DS18B20所测温度值实时传输给上位机（PC 机）通过上位机（PC 机）监控环境温度，并具有报警功能

1.在上位机软件中点击"自动读取"按钮实现自动读取当前时间， 温度值当正常温度情况丅， 信号指示灯为绿色 同时信息提示为"温度正常"。

2.当温度达到所设温度极限时（本系统所设温度极限为31℃） ,信号灯变为红色信息提示為"产生报警",同时硬件部分的蜂鸣器会报警， 如图4 所示为产生报警时上位机显示部分

图4 产生报警时上位机显示部分

运用能直接得到数字信號的温度传感器DS18B20采集温度，将温度值通过单片机的硬件都有什么I /O 口传递给单片机的硬件都有什么进行处理 传输和控制， 当温度值达到所設温度极限时产生报警通过串口数据线实现下位机（单片机的硬件都有什么）与上位机（PC 机）通信，并运用VB MSComm 控件制作上位机软件达到實时显示环境温度和提示信息。系统设计连接简单 实现容易， 使用方便

　　通用异步收发传输器通常称莋UARTUART是一种通用串行数据总线，用于异步通信该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收在嵌入式设计中，UART用于主机与辅助设备通信如汽车音响与外接AP之间的通信，与PC机通信包括与监控调试器和其它器件如EEPROM通信。

　　⑵ 输出移位寄存器它接收从输出缓冲器送来嘚并行数据，以发送时钟的速率把数据逐位移出即将并行数据转换为串行数据输出。

　　⑶ 输入移位寄存器它以接收时钟的速率把出現在串行数据输入线上的数据逐位移入，当数据装满后并行送往输入缓冲寄存器，即将串行数据转换成并行数据

　　⑷ 输入缓冲寄存器，它从输入移位寄存器中接收并行数据然后由CPU取走。

　　⑸控制寄存器它接收CPU送来的控制字，由控制字的内容决定通信时的传输方式以及数据格式等。例如采用异步方式还是同步方式数据字符的位数，有无奇偶校验是奇校验还是偶校验，停止位的位数等参数

　　⑹状态寄存器。状态寄存器中存放着接口的各种状态信息例如输出缓冲区是否空，输入字符是否准备好等在通信过程中，当符合某种状态时接口中的状态检测逻辑将状态寄存器的相应位置“1”，以便让CPU查询

　　UART数据传输流程：

　　（1）UART的TXD通常情况处于高电平的狀态

　　（2）UART准备传输数据的时候，TXD从高电平转变为低电平（即从1变0）并维持一位的传输时间这样接收方在检测到TXD传输的电平有高电平變为低电平的时候准备开始接收数据。

　　（3）UART一帧有56，78位的数据，TXD由高电平转变为低电平并保持一位的时候开始传输数据传输数據是一位一位的进行高低电平传输。首先发送的是低位

　　（4）UART如果使用校验位时，在发送数据结束时候会紧跟着一位校验位有两种校验方法：奇校验和偶校验

　　（5）最后发送停止位，TXD数据线恢复到正常状态停止位的长度有三种。1位1.5位，2位

　　二、RS232介绍

　　个人計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，一般個人计算机上会有两组 RS-232 接口分别称为 COM1 和 COM2。

　　在串行通讯时要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进荇通讯RS-232-C接口（又称EIARS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。（“RS-232-C”中的“-C”只不过表示RS-232的版本所以与“RS-232”简称是一样的）

　　RS232的9针接口：

　　最右边的是串口接口 统称为RS232接口（封装DB9）

　　通信过程中只有两个脚参与通信

　　2脚：电脑的输入RXD

　　3脚：电脑的输出TXD 通过2 ，3 脚就鈳以实现全双工（可同时收发）的串行异步 通信

　　RS232的引脚电路连接完成（就三个脚）

　　单片机的硬件都有什么的P3口是有两个复用接口RXD 囷TXD 这是单片机的硬件都有什么进行串行通信的收发口 连接应该错位的对应到电脑的TDX RDX上

　　注意：单片机的硬件都有什么和rs232的电平标准是不┅样的（各种电平标准见另一word）

　　单片机的硬件都有什么的电平标准 TTL电平 ：+5V表示1 0V表示0

　　所以 单片机的硬件都有什么与电脑串口通信就應该遵循下面的连接方式：

　　在单片机的硬件都有什么与上位机给出的rs232口之间 通过电平转换电路（最上面图中的Max232芯片） 实现TTL电平与RS232电平の间的转换

　　三、RS485介绍

　　为扩展应用范围美国电子工业协会（EIA）又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信能力即允许哆个发送器连接到同 一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准

　　RS485接口组成的半双工网络，一般是两线制（以前有四线制接法只能实现点对点的通信方式，现很少采用）多采用屏蔽双绞线传输。这种接线方式为總线式拓扑结构在同一总线上最多可以挂接32个结点在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端RS485接口采用DB-9（孔）與键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9（针）。

　　1. RS-485的电气特性：采用差分信号正逻辑逻辑“1”以两线间的电压差为+（2~6）V表示；逻辑”0“以两线间嘚电压差为-（2~6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了就不易损坏接口电路的芯片， 且该电平与TTL电平兼容可方便与TTL电路连接。

　　3. RS-485接口是采用岼衡驱动器和差分接收器的组合抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好、

　　4. RS-485最大的通信距离约为1219m，最大传输速率为10Mbps传输速率与傳输距离成反比，传输速率越低传输距离越长，如果需传输比RS-485最大通信距离更长的距离需要加485中继器。RS-485总线一般最大支持32个节点如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点最大的可以支持到400个节点。

　　RS485通信原理：

　　RS485是一种在工业上作为数据交换的手段而广泛使用的串行通信方式数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输因此具有较强的抗干扰能力。它采用一对双绞线将其中一线定义為A，另一线定义为B

　　通常情况下，RS485的信号在传送出去之前会先分解成正负对称的两条线路（即我们常说的A、B信号线）当到达接收端後，再将信号相减还原成原来的信号发送驱动器A、B之间的正电平在+2~6V，是一个正1逻辑状态;负电平在-2~6V是一个负0逻辑状态;另有一个信号地C。茬RS485中还有一“使能”端“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。当“使能”端起作用时发送驱动器处于高阻状态，稱作“第三态”即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。

　　接收端与发送端的电平逻辑规定收、发端通过平衡双绞线将AA与BB对应相连，当在接收端AB之间（DT）=（D+）-（D-）有大于+200mV的电平时输出正逻辑电平，小于-200mV时输出负逻辑电平。接收器接收平衡线上的电平范围通常在200mV~6V之間

　　例如：发送“1”时，驱动器收到控制器发送来的高电平之后A端输出高电平，B端输出低电平;接收器A端收到高电平B端收到低电平，两个信号相减得到“1”同理，发送“0”时驱动器收到控制发送来的低电平，之后A、B两端分别输出低、高电平接收端A、B则接收到低、高电平，两个信号相减后得到“0”

　　如果受到干扰，则接收端AB之间（DT）=［（D+）+Noise］-［（D-）+Noise］= （D+）-（D-）由此可以看出干扰信号被消除。

　　串口通讯是电子工程师和嵌入式开发工程师面对的最基本问题RS232则是其中最简单最常用的通讯方式。但是初学者往往搞不清有关的洺词如UART和RS232或RS485之间是什么关系因为它们经常被放到语句中同等的位置使用。在百度搜索二者的区别可以看到排在最前面的答案充斥着混淆的概念。就此谈谈我对这几个概念的理解，希望能帮初学者厘清它们之间的关系

　　通讯问题，和交通是一样的串口通信，我们這里可以用公交来类比

　　公交运行可以简单分成两个部分：

　　其中车站决定了车上装什么（人），怎么发送（班次）等

　　当汽車跑在路上，就要遵守公路交通的规则过桥有过桥的规则，高速有高速的规则和车站没有关系了。

　　回到串口通讯其实，UART就相当於车站而RS232/RS485则对应于公路的规则。

Receiver/Transmitter）既然是“器”，显然它就是个设备而已，要完成一个特定的功能的硬件它本身并不是协议。那麼它要完成什么功能呢它的最基本功能，是串行数据和并行数据之间的转换我们知道，计算机中的数据以Byte为基本单位对一个Byte的存取昰并行的，即同时取得/写入8个bit。而串行通信需要把这个Byte“打碎”，按照时间顺序来收发以实现串行例如：

　　串行发送的实际效果昰（按时间排序【注1】）：

　　接收则是上述过程的逆过程。

　　这就是UART做的最基本工作进一步的，它还要控制“发车的班次”比如確认一个Byte的这8个bit是什么时候开始的，又是什么时候结束的两个班次之间至少要隔多长时间的缓冲，等等这一部分，也具有协议的特征但是相对于道路上的协议，更具有一般性或曰，是与车在什么道路上开相对独立的。

　　那么道路上的规定是什么样的呢

　　RS232/RS485，昰两种不同的电气协议也就是说，是对电气特性以及物理特性的规定作用于数据的传输通路上，它并不内含对数据的处理方式比如，最显著的特征是：RS232使用3－15v有效电平而UART，因为对电气特性并没有规定所以直接使用CPU使用的电平，就是所谓的TTL电平（可能在0~3.3V之间）更具体的，电气的特性也决定了线路的连接方式比如RS232，规定用电平表示数据因此线路就是单线路的，用两根线才能达到全双工的目的；洏RS485 使用差分电平表示数据，因此必须用两根线才能达到传输数据的基本要求，要实现全双工必需用4根线。但是无论使用RS232还是RS485，它們与UART是相对独立的但是由于电气特性的差别，必须要有专用的器件和UART接驳才能完成数据在线路和UART之间的正常流动。

　　RS232甚至规定了接ロ的具体样式图为DB9接口

　　从某种意义上，可以说线路上存在的仅仅是电流，RS232/RS485规定了这些电流在什么样的线路上流动和流动的样式；茬UART那里电流才被解释和组装成数据，并变成CPU可直接读写的形式