基于單片機與PC機的溫度監測系統設計
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3 上位機程序設計
PC機作為上位機，主要任務(wù)包括：
1)設定上下限報警溫度，通過(guò)串口發(fā)送給下位機；
2)通過(guò)串口發(fā)送要求單片機傳送溫度數據的命令，命令數據為“255”；
3)通過(guò)串口接收下位機的溫度數據，做各種運算后顯示溫度值，并繪圖；
4)判斷當前溫度，如果超限啟動(dòng)報警指示和發(fā)聲報警；
5)保存測溫時(shí)間及數據，以備查詢(xún)。
上位機采用Matlab編寫(xiě)程序實(shí)現與下位機通信及溫度監測。Matlab是MathWorks公司開(kāi)發(fā)的科學(xué)計算軟件，具有強大的數值計算和圖形顯示功能，利用Matlab，用戶(hù)還可以操作計算機的串口與外部設備進(jìn)行通信，并且支持BS-232、RS422和RS485接口標準。Matlab內置了GUI(Gr aphie UserInterface)模塊，具有界面設計開(kāi)發(fā)功能。本文利用MatlabGUI設計了上位機系統界面，采用M文件編程設計的方式，比GUIDE(Graphical User Interface Development Environment)輔助設計的方式功能更強，且代碼易于修改。系統測溫的界面如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/170618.htm
測溫界面保留了MATLAB窗體框架窗口的菜單，利用菜單設計函數uimenu()設計了一級菜單About和二級菜單Operation steps和Contact us，可以彈出窗口顯示系統的操作步驟和作者的聯(lián)系方式。
利用函數uicontrol()的Style屬性的text類(lèi)型在窗口左下角建立設定上下限溫度的顯示、超限報警指示、測溫開(kāi)始和結束時(shí)間顯示，在窗口右上角建立當前、最大、最小和平均溫度顯示。利用函數axes()建立1個(gè)位于窗口中心坐標軸，用于繪制動(dòng)態(tài)溫度曲線(xiàn)。利用函數uicontrol()的Style屬性的pushbutton類(lèi)型在窗口右下角建立5個(gè)按鈕。對各控件編輯Callback回調函數，實(shí)現完整的上位機溫度監測功能。
“打開(kāi)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(yǔ)句設定串口對象obj連接到串口com1，設定波特率為9600，不做奇偶校驗，設定傳輸的數據位數目為8位，字節終止位數為1位。再利用fopen(obj)打開(kāi)串口對象。
“關(guān)閉串口”按鈕操作主要利用fclose(obj)和delete(obj)語(yǔ)句完成串口的釋放。
“開(kāi)始測溫”按鈕操作是系統軟件的核心，利用了fwrite(obj，255)語(yǔ)句發(fā)送命令字“255”，要求下位機發(fā)送溫度數據；利用fread(obj，2)語(yǔ)句接收2字節的16位溫度數據，先接收低8位字節，后接收高8位字節，16位數據中低12位為溫度數據，首先判斷溫度正負，再計算當前溫度，累計測量溫度的最大值、最小值和平均值，小數點(diǎn)后保留1位顯示在界面的右上角數據顯示區；根據當前溫度利用plot()函數實(shí)時(shí)
繪制溫度曲線(xiàn)；判斷溫度是否超限，如果超限進(jìn)行報警指示，當前溫度顯示紅色，并利用sound()函數發(fā)聲報警。當溫度超限時(shí)的報警界面如圖4所示。
“保存數據”按鈕操作打開(kāi)文件保存對話(huà)框，選擇路徑、保存測溫數據及測溫時(shí)間，其中調用了Matlab保存文件對話(huà)框函數uiputfile()，用save函數保存．mat格式的數據。
上位機操作步驟為鼠標單擊“打開(kāi)串口”按鈕，用戶(hù)先后輸入報警上限和下限溫度；單擊“開(kāi)始測溫”按鈕開(kāi)始測溫。測溫結束時(shí)單擊“關(guān)閉串口”按鈕；再單擊“保存數據”按鈕，選擇保存路徑，輸入文件名保存測溫數據及測溫時(shí)間；最后單擊“退出”按鈕關(guān)閉窗口退出系統。
4 結論
設計的基于單片機和PC機的動(dòng)態(tài)溫度監測系統分別在上位機和下位機實(shí)現了溫度顯示和報警功能，上位機還實(shí)現了繪制動(dòng)態(tài)溫度曲線(xiàn)，保存數據以備查詢(xún)。系統利用了Matlab強大的數值計算、圖形顯示和申口操作功能，具有友好的人機交互界面，實(shí)現了溫度的動(dòng)態(tài)監測。
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