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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

目的：制作一款usb保温杯垫。实现pc通过usb给加热器提供电压进行加热，并在pc上个人制作的windows窗体应用控制开关与显示温度数据，同时可以自动控制开启加热时的温度。

现实意义：一杯热水对于长期坐在办公桌旁的教师、上班族是非常重要的，而usb保温杯能持续供热，以使一杯热水长久保温。

技术意义：随着电子技术的不断发展，usb接口和单片机的应用范围越来越广泛，而单片机在工业控制、家电控制、数据采集等多个领域都有着十分重要的作用，由于单片机的使用，越来越多的系统开始向智能化方向发展。而单片机自带的串口功能可以实现其与其他外设mcu或pc机之间的通信，这样就使得控制系统更加的方便实用，利用单片机的串口通信可以实现数据的远程传输、数据分析与系统综合控制功能，在这个过程中，串口通信是实现单片机与pc机之间通信的关键。

国内外研究现状

单片机诞生于20世纪70年代末，经历了scm、mcu、soc三大阶段。单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向mcu阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了soc化趋势。随着微电子技术、ic设计、eda工具的发展，基于soc的单片机应用系统设计有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。

目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域 没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能ic卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机，以及程控玩具等等，这些都离不开单片机。

2. 研究的基本内容

本次毕业设计的任务是:完成51单片机与上位机（PC机）串行通信的程序设计、上位机可视化窗体设计，实现51单片机与PC机通信功能，完成ds18b20测温程序设计，实现向单片机传递温度数据，而上位机窗口可手动或智能控制保温功能的开闭。

本课题设计的单片机软件环境是Keil uVision4，在此平台上应用C语言设计编写了ds18b20测温程序和下位机（51单片机）串行通信程序,以及下位机LCD液晶显示程序。

而上位机软件环境是visual studio 2012，在此平台上应用c#语言进行了上位机基于WinForm可视化窗体的程序编写。

由ds18b20测温芯片测得的温度数据传递给51单片机之后，由LCD显示温度信息，通过温度实验计比较温度数据是否准确。通过编写的单片机串口通信接收发送程序与窗体的串口通信接收发送程序，实现了上位机与下位机的双向通信功能，此时将温度数据送至窗体界面显示，并与LCD温度进行对比，保证数据准确无误，同时编写上位机程序使得窗体界面可以发送控制加热器是否工作、何时工作的指令，以次达到预期的设计目标。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

第一步进行题目的确定，确定完题目之后寻找相关论文、外文文献与相关资料的查阅，确定毕业设计使用的硬件工具为51单片机，购买与毕业设计相关的工具，设计软件程序的框图。

第二步进行单片机程序设计的学习与编写，完成ds18b20测温程序与单片机的串口通信程序设计，验证测试程序的准确性。

第三步进行上位机窗体界面的设计，编写上位机串口通信程序与控制命令程序，验证程序是否成功无误。

4. 参考文献

[1] 谭浩强:《c程序设计（第二版）》，清华大学出版社，2001年。

[2] 胡汉才：《单片机原理及接口技术》，清华大学出版社，1996年。

[3] 何立民: 《单片机应用技术选编》，北京航空航天大学出版社，2006年。

[4] 张毅刚、彭喜源:《mcs-51单片机应用设计》，哈尔滨工业大学出版社，1997年。