基于Matlab的一種小型溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計

　　4 上位機部分（PC）

　　上位機通過串口向下位機發(fā)送命令實現(xiàn)對下位機的控制，并實時地接受下位機傳送過來的數(shù)據(jù)，對其分析處理，將結(jié)果用圖形顯示并存儲，完成人機交互過程。

　　Matlab并不具備直接訪問硬件的能力，但是支持面向?qū)ο蠹夹g(shù)，通過調(diào)用Instrument Control Toolbox中的serial類函數(shù)來創(chuàng)建串口對象，對串口對象操作就是對串口操作，使用起非常方便。同時，Matlab封裝的串口對象支持對串口的異步讀寫操作，使得計算機在讀寫串口時能同時進行其他處理工作，因而能大大提高計算機執(zhí)行效率。Matlab用多線程技術(shù)實現(xiàn)這種異步操作，通過異步讀寫設(shè)置，計算機在執(zhí)行讀寫串口函數(shù)時能立即返回不必等待串口把數(shù)據(jù)傳輸完畢， 當指定的數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束時就觸發(fā)事件，執(zhí)行事件回調(diào)函數(shù)，可以在事件回調(diào)函數(shù)中編程，進行數(shù)據(jù)處理，這樣就不會造成因等待串口傳輸數(shù)據(jù)引起的時間浪費。

　　4.1 Matlab下串口編程

　　MATLAB的Instrument Control Toolbox提供了 MATLAB與儀器儀表通信的功能 ,它支持 GPIB 通用接口總線 、VISA、TCP/ IP、UDP、RS2232等多個協(xié)議 ,具有同步和異步讀寫功能以及事件處理和回調(diào)操作功能,可讀寫和記錄二進制和ASCII文本數(shù)據(jù)。與串口有關(guān)的主要函數(shù)如下[3]：

　?。?）建立串口對象函數(shù)：obj=seril（’port’,’property name’,propertyvalue……），其中主要的屬性有：baudrate（波特率），databits（數(shù)據(jù)位），parity（校驗方式），stopbits（終止位）等，可以在初始化時進行賦值或者使用set函數(shù)。

　?。?）打開串口設(shè)備對象：fopen（obj）

　　（3） 串口讀寫操作：當matlab通信數(shù)據(jù)采用二進制格式時，讀寫串口設(shè)備的命令為fread()和fwrite()；當通行數(shù)據(jù)采用文本（ASCII）格式時，讀寫串口設(shè)備的命令為fscanf（）和fprintf（）。

　?。?）關(guān)閉并清除設(shè)備對象：

　　Fclose（obj）；%關(guān)閉串口設(shè)備對象

　　Delete（obj）；%刪除內(nèi)存中的串口設(shè)備對象

　　基于本系統(tǒng)串口通信協(xié)議，對串口對象的讀寫部分程序如下：

　　Obj=serial（’com1’，’baudrate’,9600,’parity’,’none’,’databits’,8,’stopbits’,1）；%初始化串口

　　Fopen（obj）；%打開串口對象

　　Fwrite（obj，256）；%向串口發(fā)送握手信號0xff

　　TMP=fread（obj，3，’unit8’）；%從串口讀取3字節(jié)數(shù)據(jù)，后2個即是16bit溫度數(shù)據(jù)

　　If TMP（1）= =256 %判斷第一個字節(jié)受否是握手信號

　　 For i = 1：3

　　Dat（i）=TMP（i+1）；%剔除第一個握手信號字節(jié)

　　End

　　End

　　Fclose（obj）；%關(guān)閉串口設(shè)備對象

　　Delete（obj）；%刪除內(nèi)存中的串口設(shè)備對象

　　4.2 Matlab數(shù)據(jù)分析

　　單片機一般能處理簡單的8位無符號數(shù)的四則運算，而DS18B20可以程序設(shè)定9~12位的分辨率，精度可達±0.5℃，溫度以16bit帶符號位擴展的二進制補碼形式讀出，如果使用單片機進行快速的實時處理則比較費力，同時單片機還要與DS18B20及上位機通信，系統(tǒng)資源也比較緊張。因而可以將讀取的16bit溫度數(shù)據(jù)直接送往PC機，由上位機來完成。Matlab強大的計算能力和繪圖功能給數(shù)據(jù)分析帶來了極大的方便，這不僅可以合理利用系統(tǒng)資源，也使得系統(tǒng)的通信過程更流暢。