基于單片機(jī)與PC機(jī)的溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計
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3 上位機(jī)程序設(shè)計
PC機(jī)作為上位機(jī)，主要任務(wù)包括：
1)設(shè)定上下限報警溫度，通過串口發(fā)送給下位機(jī)；
2)通過串口發(fā)送要求單片機(jī)傳送溫度數(shù)據(jù)的命令，命令數(shù)據(jù)為“255”；
3)通過串口接收下位機(jī)的溫度數(shù)據(jù)，做各種運算后顯示溫度值，并繪圖；
4)判斷當(dāng)前溫度，如果超限啟動報警指示和發(fā)聲報警；
5)保存測溫時間及數(shù)據(jù)，以備查詢。
上位機(jī)采用Matlab編寫程序?qū)崿F(xiàn)與下位機(jī)通信及溫度監(jiān)測。Matlab是MathWorks公司開發(fā)的科學(xué)計算軟件，具有強(qiáng)大的數(shù)值計算和圖形顯示功能，利用Matlab，用戶還可以操作計算機(jī)的串口與外部設(shè)備進(jìn)行通信，并且支持BS-232、RS422和RS485接口標(biāo)準(zhǔn)。Matlab內(nèi)置了GUI(Gr aphie UserInterface)模塊，具有界面設(shè)計開發(fā)功能。本文利用MatlabGUI設(shè)計了上位機(jī)系統(tǒng)界面，采用M文件編程設(shè)計的方式，比GUIDE(Graphical User Interface Development Environment)輔助設(shè)計的方式功能更強(qiáng)，且代碼易于修改。系統(tǒng)測溫的界面如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/170618.htm
測溫界面保留了MATLAB窗體框架窗口的菜單，利用菜單設(shè)計函數(shù)uimenu()設(shè)計了一級菜單About和二級菜單Operation steps和Contact us，可以彈出窗口顯示系統(tǒng)的操作步驟和作者的聯(lián)系方式。
利用函數(shù)uicontrol()的Style屬性的text類型在窗口左下角建立設(shè)定上下限溫度的顯示、超限報警指示、測溫開始和結(jié)束時間顯示，在窗口右上角建立當(dāng)前、最大、最小和平均溫度顯示。利用函數(shù)axes()建立1個位于窗口中心坐標(biāo)軸，用于繪制動態(tài)溫度曲線。利用函數(shù)uicontrol()的Style屬性的pushbutton類型在窗口右下角建立5個按鈕。對各控件編輯Callback回調(diào)函數(shù)，實現(xiàn)完整的上位機(jī)溫度監(jiān)測功能。
“打開串口”按鈕操作主要完成串口初始化，其中利用了obi=serial(‘coml’，‘baudrate’，9600，‘parity’，‘none’，‘databits’，8，‘stopbits’，1)語句設(shè)定串口對象obj連接到串口com1，設(shè)定波特率為9600，不做奇偶校驗，設(shè)定傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)目為8位，字節(jié)終止位數(shù)為1位。再利用fopen(obj)打開串口對象。
“關(guān)閉串口”按鈕操作主要利用fclose(obj)和delete(obj)語句完成串口的釋放。
“開始測溫”按鈕操作是系統(tǒng)軟件的核心，利用了fwrite(obj，255)語句發(fā)送命令字“255”，要求下位機(jī)發(fā)送溫度數(shù)據(jù)；利用fread(obj，2)語句接收2字節(jié)的16位溫度數(shù)據(jù)，先接收低8位字節(jié)，后接收高8位字節(jié)，16位數(shù)據(jù)中低12位為溫度數(shù)據(jù)，首先判斷溫度正負(fù)，再計算當(dāng)前溫度，累計測量溫度的最大值、最小值和平均值，小數(shù)點后保留1位顯示在界面的右上角數(shù)據(jù)顯示區(qū)；根據(jù)當(dāng)前溫度利用plot()函數(shù)實時
繪制溫度曲線；判斷溫度是否超限，如果超限進(jìn)行報警指示，當(dāng)前溫度顯示紅色，并利用sound()函數(shù)發(fā)聲報警。當(dāng)溫度超限時的報警界面如圖4所示。
“保存數(shù)據(jù)”按鈕操作打開文件保存對話框，選擇路徑、保存測溫數(shù)據(jù)及測溫時間，其中調(diào)用了Matlab保存文件對話框函數(shù)uiputfile()，用save函數(shù)保存．mat格式的數(shù)據(jù)。
上位機(jī)操作步驟為鼠標(biāo)單擊“打開串口”按鈕，用戶先后輸入報警上限和下限溫度；單擊“開始測溫”按鈕開始測溫。測溫結(jié)束時單擊“關(guān)閉串口”按鈕；再單擊“保存數(shù)據(jù)”按鈕，選擇保存路徑，輸入文件名保存測溫數(shù)據(jù)及測溫時間；最后單擊“退出”按鈕關(guān)閉窗口退出系統(tǒng)。
4 結(jié)論
設(shè)計的基于單片機(jī)和PC機(jī)的動態(tài)溫度監(jiān)測系統(tǒng)分別在上位機(jī)和下位機(jī)實現(xiàn)了溫度顯示和報警功能，上位機(jī)還實現(xiàn)了繪制動態(tài)溫度曲線，保存數(shù)據(jù)以備查詢。系統(tǒng)利用了Matlab強(qiáng)大的數(shù)值計算、圖形顯示和申口操作功能，具有友好的人機(jī)交互界面，實現(xiàn)了溫度的動態(tài)監(jiān)測。
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