基于51单片机的DS18B20温度传感器的应用毕业设计(论文)(30页).doc

-基于51单片机的DS18B20温度传感器的应用毕业设计(论文)-第 26 页 毕业设计(论文)题 目： 基于51单片机的DS18B20温度 传感器的应用 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 摘 要 温度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。在许多场合，及时准确获得目标的温度是十分重要的，近年来，温度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，能够在工业、农业等各领域中广泛使用。温控系统通过传感器检测温度将温度数据输入到处理器处理，可以在数码管或LCD等显示出来。然后由控制器可以控制加热或者制冷，从而达到控温的目的。本毕业设计就是利用STC89C52单片机和DS18B20温度传感器对目标温度进行检测，使用了单位数码管对检测到温度的显示，通过串口和上位机进行通信，利用VB软件显示温度数据，从而对各空间温度进行远程实时监控，使用LED灯闪烁进行模拟加热和制冷。本文对各部分的硬件原理图进行了分析，还对各功能程序进行概述。通过51单片机控制DS18B20检测温度，具有硬件电路简单，编程容易，测温准确，稳定等优点。而且可以多点检测（本毕设只是单点测温），几个传感器连接也很简单。关键词：单片机；温控；传感器 Abstract Temperature measurement and control of human daily life, industrial production, weather forecast, material storage and so on all play a very important role. On many occasions, timely and accurate to obtain the temperature of the target is very important, in recent years, the temperature measurement and control field is developing rapidly, and with the development of digital technology, the corresponding temperature measurement and control chip mounted on the stage of history, can be widely used in industry, agriculture and so on various areas. Temperature control system through the temperature sensor to detect temperature data input to processing, can be in the digital tube or LED display, etc. And then by the controller to control the heating or cooling, so as to achieve the purpose of temperature control. This graduation design is the use of STC89C52 MCU and DS18B20 temperature sensor to test the room temperature, for testing temperature using digital tube display, through a serial port and PC communication, using VB software display temperature data, thus to remote real-time monitoring of the room temperature, use LED lights to simulate the heating and cooling. By 51 single chip microcomputer control temperature DS18B20 detection, it has a simple hardware circuit, programming easily, temperature measurement accuracy, stability, etc. And can be more testing (this project is only a single point temperature measurement), several sensor connection is also very simple.Keywords: MCU；temperature control；sensor 目 录 引言.11 绪论. 21.1 单片微机的发展.21.2 温度检测的意义及发展形势.21.3 温控系统设计的核心.22 单片机的简述.32.1 单片机的特点及引脚介绍.32.2 单片机的电平特性.52.3 C51复位电路.62.4 时钟电路.6 3 温控系统的硬件设计.73.1 温度检测模块.73.1.1 温度传感器的概述.73.1.2 DS18B20的工作原理及工作时序图.93.2 显示模块.123.3 温超报警模块.143.4 串口通信模块.154 软件设计.174.1 系统整体设计.174.2 温度获取并转换.194.3 温度控制.205 单片机与上位机通信.21总 结.23谢 辞.24参考文献.25附录1电路原理图.26附录2 完整C程序代码.28附录3 模块调试代码.34引言 上世纪90年代以来，单片机就进入了一个高速发展的阶段，大部分半导体厂商都注重新型单片机的研制、生产和推广。单片机已经深入到我们生活的每一个细节，由于单片机的微型电子产品到处都是，尤其是ARM的广泛应用，使我们的生活变得更丰富多彩。随着电子技术的发展，现在温度控制系统的功能越来越强大，也越来越稳定可靠，而且精度也越来越高，各种环境对温控系统的要求也越来越高。温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域 ,如家电、汽车、材料、电力电子等 ,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同 , 在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。传统的继电器调温电路简单实用 ,但由于继电器动作频繁 ,可能会因触点不良而影响正常工作。控制领域还大量采用传统的PID控制方式,但PID控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整不便仍是普遍存在的问题。而采用数字温度传感器DS18B20，因其内部集成了A/D转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通过单条数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。还能串接多个数字温度传感器DS18B20进行多点的温度检测。温度自动控制系统主要是由温度采集、显示、扬声器报警、加热制冷模块和上位机显示模块组成。本毕设就是讲述以上模块的温控系统的应用。1 绪论 1.1 单片微机的发展 单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit）常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。单片机它最早是被用在工业控制领域。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由仅有CPU的专用处理器芯片发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。 Intel的8080是最早按照这种思想设计出的处理器，当时的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是Intel的8051，此后在8051上发展出了MCS-51系列单片机系统。因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。尽管2000年以后ARM已经发展出了32位的主频超过300M的高端单片机，直到现在基于8051的单片机还在广泛的使用。在很多方面单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了广泛的应用。事实上单片机是世界上数量最多的处理器，随着单片机家族的发展壮大，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。1.2 温度检测的意义及发展形势温度是一个非常重要的物理量，因为它会影响很多物理及化学变化的过程，例如，燃烧，发酵，烘烤，煅烧，结晶，浓度，空气流动，以及蒸馏等等。因此对温度的检测以及控制的意义越来越大。在工业生产的过程中，很多时候都需要对温度进行严格的监控，以使得生产得以顺利的进行，产品的质量才能够充分的保证。使用自动温控系统可以对生产的温度进行自动控制，保证生产自动化、智能化且能够顺利，安全的进行，从而提高企业的生产效率。温控采集控制系统是在嵌入式系统设计的基础上发展起来的。嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代，但是微型计算机的体积、价格、可靠性，都无法满足广大用户对嵌入式系统的要求，因此，嵌入式系统慢慢走上了芯片化道路。本毕设将叙述STC89C52和传感器芯片DS18B20设计的温度控制系统。1.3 温控系统设计的核心设计工业现场的温度控制系统。采用DS18B20温度传感器，采集现场温度，通过数码管显示，具有报警，开启加热/制冷，和加大加热/制冷，以及通过串口线和上位机通信的功能。性能稳定，成本低廉，可连续工作，精度高，可靠性强等优点。温度控制系统，具体的要求如下：（1） 在当前三个数码管上显示当前采集到的目标温度（0099.9）（2） 当目标温度低于26时，蜂鸣器开始报警，并且DBJ发光二极管闪烁（模拟开启制热设备）；当目标温度继续降低，并低于24时，蜂鸣器的报警声频率加快，同时DBJ和DJD一起闪烁（模拟加大制热设备制热功率）。（3） 当目标温度高于28时，蜂鸣器开始报警，同时GBJ闪烁（模拟开始制冷设备），当目标温度继续升高，并高于30时，蜂鸣器加快报警声频率，同时GBJ和GJD一起闪烁（模拟制冷设备加大制冷功率）。（4） 用串口将采集到的温度数据实时的发送到上位机，在上位机软件上实时的显示当前的温度值。下面温控系统的组成请看图1-1 MAX232PC机 CPU STC89C52 数据显示 DS18B20输入高/低温度报警电源 变频器 变频器 制冷 制热 图1-1 温控系统组成图2 单片机的简述2.1 单片机的特点及引脚简介 单片机的特点： 1.采用哈佛体系结构 2.采用面向控制的指令系统 3.引脚功能服用 4.片内RAM作寄存器 5.类型齐全 6.功能通用 7.具有三高优势(集成度高、可靠性高、性价比高)。1多功能 单片机利用当今先进的半导体器件制造技术，尽可能多地把各种计算机部件、存储器和各种类型的输入/输出端口都集成在一块芯片内。因此，一个单片机所能实现的功能是很多的。2高性能 由于单片机的制造技术和系统结构的完善，单片机的运行速度和执行效率大大提高。集成度的提高，不但使各种各样的输入和输出接口可以集成在单片机内，而且使存储器的寻址范围也大大扩大，因此，单片机的性能比同类微型计算机的性能有明显的优势。3体积小 正因为单片机的集成度高，使所有硬件集中在一块半导体芯片上，所以，单片机体积较之于同类微处理器小得多。因此，系统中控制部分的体积也随之大大缩小，单片机将成为微电子嵌入式系统中的理想部件。4低功耗 目前，许多单片机都能在低电压、低功耗下工作，有的单片机可在2.2V，甚至能在0.9V下工作，并且，电流也低到微安级。5产品设计周期短用单片机进行产品设计，由于它的功能强，体积小，使硬件设计简化；又因各种仿真器的问世，使用户的编程和调试变的非常方便，大大减少了用户系统的软件设计和调试的时间。本毕设所用单片机位STC89C52其引脚，如图2-1 如左图，STC89C52有40个引脚，这种封装形式叫做DIP40封装。VCC, GND-单片机电源脚。VCC是电源输入引脚，GND是接地信号引脚。XTAL1，XTAL2外接时钟引脚。XTAL1为片内震荡电路输入端，XTAL2为片内震荡电路输出端。8051的时钟方式有两种，一种是片内时钟震荡方式，需要在这两个引脚外接石英晶体和震荡电容，震荡电容的值一般取10P30P；另外一种是外部时钟方式，即将XTAL1接地，外部时钟信 图2-1 STC89C52引脚图 号从XTAL2脚接入。 RST复位引脚，需要输入连续两个机器周期以上的高电平才有效。用来完成单片机的复位初始化操作，复位后程序计数器PC=0000H，即复位后程序从头开始执行。-全称是程序存储器允许输出控制端。（由于如今单片机程序存储器有足够的内部ROM，此处略讲）ALE/-在单片机扩展外部RAM时，ALE用于控制把P0口的输出低8位送地址锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。/Vpp-接高电平时，单片机读取内部程序存储器。当扩展有外部ROM时，读完内部ROM后自动读取外部ROM。接低电平时，单片机直接读取外部（ROM）。8031没有单片机没有内部ROM所以接低电平。本文使用89C52所以接高电平。I/O口引脚P0，P1，P2，P3。P0双向8位三态I/O口，每个口可独立控制。P1准双向8位I/O口，每个口可独立控制，内带上拉电阻（若想了解全面可查相关资料），这种口输出没有高阻态，输入不能锁存，故不是真正的双向I/O口。 P2口与P1口相似。 P3准双向8位I/O口，每个口可独立控制，内带上拉电阻。此口第一功能当做普通I/O口。第二功能定义如下：P3.0：RXD串行口输入 P3.1：TXD串行口输出P3.2：INT0外部中断0输入 P3.3：INT1外部中断1输入P3.4：T0定时器0外部输入 P3.5：T1定时器1外部输入P3.6：WR外部写控制 P3.7：RD外部读控制2.2 单片机的电平特性单片机是数字集成芯片，所以其工作是由数字电平控制方式。数字电路只有两种电平，高（1）和低（0）。常用逻辑电平有TTL,CMOS,LVTTL,ECL,PECL等等很多，我们用的最多的是TTL和CMOS。5V TTL和5V CMOS是通用的逻辑电平。TTL电平信号用的最多，这是因为，数据表示通常采用二进制，+5V等价于逻辑1, 0V等价于逻辑0.这被称为TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部之间通信的标准技术。TTL型通信大多数情况下是采用并行数据传输方式。CMOS电平VCC可达12V，CMOS电路输出高电平约为0.9VCC，而输出低电平约为0.1VCC 。CMOS电路中不使用的输入端不能悬空，否则会造成逻辑混乱。另外CMOS集成电路电源电压可以在较大的范围内变化，因而对电源的要求不像TTL那么严格。TTL和CMOS的逻辑电平关系如下：VOH-逻辑电平1的输出电压VOL-逻辑电平0的输出电压VIH-逻辑电平1的输入电压VIL-逻辑电平0的输入电压TTL临界值：VOHmin=2.4V, VOLmax=0.4V。VIHmin=2.0V, VILmax=0.8VTTL电平范围05V。CMOS电平临界值：（1）VOHmin=4.99V, VOLmax=0.01V。（2）VIHmin=3.5V, VILmax=1.5VTTL和CMOS逻辑电平的转换：CMOS电平能驱动TTL电平，但TTL电平不能驱动CMOS电平，需加上拉电阻。2.3 C51复位电路单片机复位电路由主要有两种：（1） 上电复位 RC上电复位电路，在单片机上电后，对复位电路的电容充电。如图2-2所示。在上电瞬间，RST端的电位与Vcc相同，随着充电电流的减少，RST的电位逐渐下降。只要保证RST为高电平的时间大于2个机器周期，就能正常复位。电路中的电容和电阻取值可根据晶振的频率而定，我们使用11.0592MHZ，所以应该使用10uF电容和8.2K电阻（本毕设使用10K）。图2-2 RC上电复位电路 图2-3 按键复位电路（2） 按键复位 按键复位又称手动复位，按键电平复位相当于RST端通过电阻与电源接通实现的。该电路除具有上电复位功能外，如果要在程序运行中复位，只需要按下如图2-3的那个键，此时电源被R1，R2分压，在RST端产生一个复位的高电平，从而达到复位作用。2.4 时钟电路8051的时钟有两种方式，一种是片内时钟震荡方式，另外一种是外部时钟方式。（1） 内部时钟方式 MCS-51单片机芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为XTAL1，输出端为XTAL2。在XTAL1和XTAL2之间跨接晶振和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器，这就是单片机的内部时钟电路。如图2-4图2-4 内部时钟电路 图2-5 HMOS型单片机外部时钟电路(2) 外部时钟方式 对于HMOS型单片机（8051），可用来输入外部脉冲信号,XTAL1接地，XTAL2接外部时钟，由于XTAL2的逻辑电平与TTL电平不兼容，所以应接一个上拉电阻。如图2-5。对于CHMOS单片机（80C51），外部时钟要由XTAL1引入，而XTAL2引脚应悬空。3 温控系统的硬件设计3.1 温度检测模块3.1.1 温度传感器的概述 温度传感器是各种传感器中最常用的一种，早期使用的是模拟温度传感器，比如热敏电阻，随着温度的变化，它的阻值也发生了类似线性的变化，通过处理器采集电阻两端的阻值，再通过某个公式就可计算出当前的温度。随着科技的进步，现代的温度传感器已经走向数字化。DALLAS半导体公司推出的数字化温度传感器DS18B20采用单总线协议，即与单片机接口仅需占用一个I/O口，无须任何的外部元件，直接将环境温度转化为数字信号，以数字码的方式串行输出。DS18B20是DALLAS公司推出的第一片支持“一总线”接口的的温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点。（1）DS18B20的特性： 适应电压范围宽，电压范围在3.05.5V，在寄生电源方式下可以由数据线供电。 独特的单线接口方式，它与处理器连接时仅需要一个I/O口就可以和微处理器双向通信。 支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一单总线上，实现组网多点测温。 负压特性。电源极性接反时不会因为发热而烧坏，但是不能正常工作。 测量范围在-55+125，在-10+85时精度为±0.5。 在使用中不需要任何外围的元件，全部传感元件和转换电路都集成在一个三极管的集成电路内。 测量结果直接输出数字信号，通过单总线串行传送给微处理器，同时可传送CRC校验码，具有很强的抗干扰纠错能力。 可编程分辨率为9-12位，对应的可分辨温度分别为0.5,0.25,0.125和0.0625，可实现高精度测温。（2） 引脚简介 DS18B20有两种封装形式，一种是三脚直插型，是使用最普遍的一种封装。和八脚SOSI贴片式封装。如下图3-1所示 图3-1 DS18B20的两种封装GND-电源负极DQ-信号输入输出VDD -电源正极NC-空引脚（3）DS18B20与单片机硬件连接图 前文提到DS18B20具有单总线，单片机与外设之间进行串行传输的串行总线主要有I2C，SPI和SCI总线。其中I2C总线以同步串行二线方式进行通信（一条时钟线一条数据线），SPI总线则以同步串行三线方式进行通信（一条时钟线，一条数据输入线，一条数据输出线），而SCI总线是以异步方式进行通信（一条数据输入线，一条数据输出线）。这些总线需要两条或者两条以上的的信号线。但是DS18B20采用的单总线技术与上述的总线不同，它采用了单条信号线，既可传输时钟，又可传输数据，而且数据传输是双向的，因而这种单总线技术具有线路简单，硬件开销少，成本低廉，便于总线扩展和维护等优点。单总线使用与单主机系统，可以控制一个或多个从机设备。 图3-2 DS18B20与微处理器典型连接电路主机可以是微控制器，从机可以是单总线器件，它们之间的数据交换至通过一条信号线。当只有一个从机设备时，系统可按单节点系统操作；当有多个从机设备时，系统则按多节点系统操作。本毕设单片机只是与一个DS18B20通信，如果要控制多个DS18B20进行温度采集，只要将所有DS18B20的I/O口全部接到一起就可以了。具体操作时，通过读取每个DS18B20内部芯片的序列号来识别。3.1.2 DS18B20的工作原理和工作时序图单片机要读出DS18B20的温度数据，首先要知道控制DS18B20的指令。 33H-读ROM，读DS18B20温度传感器ROM中的编码（64位地址） 55H-匹配ROM。发出此命令之后，接着发出64位ROM编码，访问单总线上与该编码相对应的DS18B20并使之做出响应，为下一步对该DS18B20的读/写作准备。 F0H-搜索ROM。用于确定挂接在同一总线上DS18B20的个数，识别64位ROM地址，为操作各器件做好准备。 CCH-跳过ROM。忽略64位ROM地址，直接向DS18B20发温度转换命令，使用与一个从机工作。 ECH-告警搜索命令。执行后只有温度超过设定值上限或下限的，芯片才做出响应。 ROM的作用是使每个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一条总线上挂接多个DS18B20的目的。当主机需要对众多在线DS18B20中的某一个进行操作时，主机应先逐个与DS18B20挂接，读出其序列号；然后再将所有的DS18B20挂接到总线上，单片机发出匹配ROM命令，紧接着主机提供的64位序列号之后的操作就是针对该DS18B20。如果主机只对一个DS18B20进行操作，就不需要读取ROM编码和匹配，直接跳过ROM命令，就可以进行温度转换和读取。其操作如下 44H-温度转换。启动DS18B20进行温度转换，结果存入9字节的RAM中。 BEH-读暂存器。读内部RAM中9字节的温度数据。 4EH-写暂存器。发出向内部RAM的第2,3字节写上、下限温度数据命令，紧跟该命令之后，是传送两字节数据。其他指令在这里就不做详细介绍。 DS18B20在出厂时默认配置为12位，其中最高位为符号位，即温度值共11位，单片机在读数据时，一次会读两字节共16位，读完后将低11位的二进制数转化为十进制数后再乘以0.0625便为所测的实际温度值。另外，还需要判断温度的正负。前5个字符为符号位，这5位同时变化，我们只需要判断11位就可以了。前5位为1时，读取的温度为负值，且测到的数值需要取反加1再乘以0.0625才得到实际温度值。前5位为0时，读取温度位为正值，只需要将数值乘0.0625即可。下面是DS18B20的工作时序简介(1) 初始化时序图 图3-3 初始化时序图 先将数据线置高电平1。 延时（时间要求不是很严格，但最好尽可能短）。 数据线拉倒低电平0。 延时800µs(时间可以在480µs960µs中选) 数据线拉高到电平1。 延时等待。如果初始化成功则在1560µs内产生一个由DS18B20返回的低电平0。这个可以确定它的存在。 如果CPU读到数据线上的低电平后，还要进行延时，时间从发出高电平算起不少于480µs。 将数据线再次拉到低电平后结束。（2） DS18B20的写和读数据 写时序图： 图3-4 DS18B20读时序图 数据线先置低电平0。 延时确定的时间为15µs。 按从低位到高位的顺序发送数据 延时时间为45µs。 数据线拉倒高电平1。 重复前面五步，直到发送完整一个字节。 最后将数据线拉高到1。读时序图： 图3-5 读时序图 图3-6 控制器读1的详细时序 图3-7 芯片资料推荐的控制器读1时序结合上面3-5,3-6，3-7图，我们可以知道 将数据线拉高到1。 延时2µs。 将数据线拉低到0. 延时5µs。（时间大于1µs） 将数据线拉高到1. 延时4µs。 读数据线的状态得到下一个状态位，并进行数据处理。 延时30µs。 重复以上所有步骤，直到读取完一个字节。3.2 显示模块3.2.1数码管简介 为了显示方便和节省成本，温度的显示我们采用共阴单位数码管显示。首先简单说明共阴数码管的内部结构。如图3-8 图3-8 共阴数码管内部结构对于共阴数码管来说，其8个发光二极管的阴极在数码管内部是连接在一起的，而它们的阳极是独立的，通常在设计电路时一般把阴极接地。当我们要显示某个数时，按照共阴数码管编码表，对单片机相应的I/O口赋值就可以显示相应的数字。例如我们要显示8，那就是除了dp，其他七个发光二极管都亮。假如数码管和单片机的连接P0口。则P0=0x7f，数码管的各引脚排列可以通过万用表测得。 图3-9 单位共阴数码管引脚 一般的单位数码管有10个引脚，就共阴单位数码管来说，中间两个对称的引脚是相通的，既它们的共阴极。 图3-10 单片机与数码管连接图如图3-10数码管的输入端连接单片机的P0口，同时在P0口加上拉电阻。数码管的WX1，WX2,WX3是它们的位选端，每个数码管对应一个位选端，它们分别与U3锁存器的数据输出端的低三位相连，U3的数据输入端也连接到单片机的P0口。两个锁存器的锁存端分别与单片机的P2.6和P2.7相连。因为用单片机可以控制锁存器的锁存端，进而控制锁存器的数据输出，这种分时控制的方法可以很方便的控制任意的数码管显示任意数字。当我们要用第一个数码管显示一个数字时，第二，第三个的位选就要关闭。即将数据从单片机的I/O口直接送到U3锁存器的锁存端一个高电平，然后将数据从单片机的P0口直接送出到锁存器U3的数据输出端，然后关闭U3的锁存端。因为数码管为共阴极，所以位选通时为低电平，位选关闭时为高电平，即只有WX1端对应数据为0，其他都为1。3.2.2 74HC573锁存器的结构及原理74HC573锁存器是一种数字芯片。其引脚图如下： 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。 表3-1 74HC573的真值表 INPUTSOUTPUTLEDQLHHHLHLLLLXQ0HXXZ图3-11 74HC573引脚图由真值表可以看出，当为高电平时，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，我们将接低电平（L），即接地。当为低电平时，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。3.3 温超报警模块温度警报本毕设采用蜂鸣器进行报警，其电路如下图3-12 图3-12 蜂鸣器报警连接图图中PNP三极管是采用了S8550，它是一种普通的硅三极管，但是可以满足蜂鸣器大电流的要求。可以采用SS8550，声音会更大些。3.4 串口通信模块（1）通信有并行和串行两种方式。在单片机系统以及现代单片机测控系统中，信息的交换多采用串行通信方式。相对于并行通信，串行通信的速度比较慢，这种方式所用的传输线少（例如二根），因而在通信时可降低成本，比较经济。另外，它还可以借助于现存的电话网进行数据传送，因此串行通信适合于远距离且传送速度要求不很高的通信。串行通信有三种传输制式，这就是单工（Simplex）方式、半双工（Half-Duplex） 和全双工（Full-Duplex）方式。单工。单工是指数据传输仅能沿一个方向，不能反向传输。半双工。半双工是指数据可以沿两个方向，但需要分时进行。全双工。全双工是指数据可以同时进行双向传输。 异步通信方式：串行异步通信方式是以字符为单位进行传输的，异步通信所采用的数据格式是以一组可变"位数" 的数组成的。第一位称起始位，它的宽度为1bit，低电平；接着传送一个数据58bit，以高电平为"1"，低电平 为"0"；也可有一位奇偶校验位；后是停止位，宽度可以是1bit、1.5bit或2bit，在两个数据位之间可有空闲位。 图3-13 异步通信的数据格式同步通信协议：在同步通信时所使用的数据格式根据控制规程常分为：面向字符及面向比特两种。同步通信方式在每个数据前后不加起始位和停止位，而是将数据顺序连接起来，以一个数据块为传输单位，每