基于USB的实时温度监控与控制系统设计

本文主要探讨了基于USB接口的温度控制系统的设计与实现。USB作为一种现代的通用串行总线技术，以其高速、双向、同步、热插拔、动态连接和成本效益高的特性，使得它在许多计算机外设中得到了广泛应用。在这个项目中，作者利用USB的这些优点，构建了一个上位机（通常是指运行在PC机上的控制程序）与下位机（包含温度传感器和单片机的硬件模块）之间的高效通信平台。 首先，文章详细介绍了系统的背景知识，包括USB通信协议的基础概念，以及USB设备如何支持不同设备间的无缝连接。USB通信协议确保了数据的可靠传输和电源供应，这对于实时温度监控系统至关重要。 温度控制是本文研究的核心，特别是在工业自动化和环境监测等领域。作者选择了AT89C51作为单片机，这是一种常用的微控制器，以其小巧、高效和易于编程的特点适用于此类应用。同时，DS18B20一线式数字温度传感器被选用，这种传感器能直接读取并提供精确的温度值，降低了系统复杂性。 在硬件设计中，USB设备芯片CH372被集成进来，它作为USB接口的主要控制器，负责处理数据的收发和管理。通过这个芯片，温度数据能够实时地从下位机传输到上位机，然后由C++ Builder编写的上位机应用软件进行处理和显示。应用软件不仅可以实时显示温度读数，还能设置温度阈值，当检测到的温度超过预设的极限时，会触发报警机制，保护系统安全。 此外，文章还强调了系统的可扩展性和灵活性。下位机预留了一定的资源，以便未来可以方便地添加更多的功能或更换传感器，满足不同的温度控制需求。这篇论文深入探讨了如何通过USB技术构建一个实用且易于维护的温度控制系统，展示了USB在嵌入式系统中的重要作用。