51单片机-PC数据传输 温度 距离 监控系统设计-阿里云开发者社区

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51单片机-PC数据传输 温度 距离 监控系统设计

简介:


 

>_<:功能概述:

通过串口PC和单片机通信,可以询问单片机测得的温度,可以询问声呐测距的测量距离,同时把测量温度显示在数码管上。

 

>_<:PC部分

这里com.cppcom.h是串口通信的函数封装,在主函数中:

  • 刚开始调用封装好的串口通信函数,设置打开串口COM4,波特率设置为9600,超时设置:

 

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1 if(openport("com4"))
2     printf("open comport success\n");
3 if(setupdcb(9600))
4     printf("setupDCB success\n");
5 if(setuptimeout(0,0,0,0,0)) //如果所有写超时参数均为0,那么就不使用写超时
6     printf("setuptimeout success\n");
7 clearall();//全清
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  • 接着循环接收控制台命令来与串口通信:这里用了串口通信函数WriteChar和ReceiveChar来与串口进行信息传送,注意这里的读写应和单片机的一致,否则就会出现错误。这里举a==5的例子说明:

    [命令5表示改变距离阈值,当输入5时,PC将向串口发送字符’5’,然后等待输入改变后的温度,当输入改变温度时,将该温度传给串口[因为我们这里的范围是0-100]所以一个char类型就能表示,将这个值发送给串口,当单片机改变好距离阈值后会返回改好的命令,所以调用ReceiveChar接收返回信息。其他类似。]
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 1 while(1){
 2     scanf("%d",&a);//1表示要温度,2表示要距离,3表示距离警报关闭,4温度警报关闭,5改变距离阈值,6改变温度阈值
 3     if(a==5){ 4         m_szWriteBuffer[0]='5';
 5         WriteChar(m_szWriteBuffer,1);
 6         printf("Please enter the num:(0-100cm) \n");
 7         scanf("%d",&a);
 8         m_szWriteBuffer[0]=(BYTE)(a);
 9         WriteChar(m_szWriteBuffer,1);
10         ReceiveChar(m_szReceiveBuffer,20);
11         printf("%s\n",m_szReceiveBuffer);
12     }else if(a==6){
13         m_szWriteBuffer[0]='6';
14         WriteChar(m_szWriteBuffer,1);
15         printf("Please enter the num:(0-100℃) \n");
16         scanf("%d",&a);
17         m_szWriteBuffer[0]=(BYTE)(a);
18         WriteChar(m_szWriteBuffer,1);
19         ReceiveChar(m_szReceiveBuffer,20);
20         printf("%s\n",m_szReceiveBuffer);
21     }else{
22         m_szWriteBuffer[0]=(BYTE)(a+'0');
23         WriteChar(m_szWriteBuffer,1);
24 
25         ReceiveChar(m_szReceiveBuffer,20);
26         printf("%s\n",m_szReceiveBuffer);
27     }
28 }
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>_<:单片机部分

设备:

  •  18B20温度传感器
  •  8位数码管显示
  •  串口通信
  •  HC-SR04超声波测距仪
  •  STC89C52[11.0952MHz]
  •  蜂鸣器

连线:

  这里选用11.0592MHz的晶振,将8位7段数码管公共线接P0的8个端口,P2.3接位码,P2.2接段码;串口通信采用MAX232连接如图所示。

main函数介绍:

#初始化部分介绍:

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1 unsigned int TempH,TempL,temp; 2 Init_Timer0(); 3 UART_Init(); // 串口初始化 4 Init_Timer1(); 5 6 ReadTemperature();//这里放置3个温度读取,防止出现初始化温度不稳定情况 7 ReadTemperature(); 8 ReadTemperature();
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  • 第2行:初始定时器:MOD |= 0x01---T0定时16位模式
  • 第3行:串口初始化:具体信息见注释
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1 void UART_Init(void)
2 {
3     SCON = 0x50;         // 设定串行口工作方式,8位数据位,允许接收
4     T2CON = 0x34;         //设置定时器2,作为波特率发生器
5     RCAP2L = 0XDC;      //9600波特率的低8位
6     RCAP2H = 0XFF;        //9600波特率的高8位    
7     ES = 1;                 //允许串口中断
8     EA = 1;                 //允许总中断
9 }
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  • 第6-8行: 在系统初始前先读取3次温度,防止系统初始时温度的值不正常而触发报警

#主循环介绍:

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  1 while (1)    
  2 {
  3     if(isInclude || isAbove){
  4         //LED_Show(2);
  5         //if(freq==200);
  6         SPK=!SPK;
  7     }
  8     if(uart_flag==1)   //接收到
  9     {
 10         ES=0;       //关串口中断
 11         if(come=='1'){//接收并改变距离阈值
 12             maxJuLi=(unsigned int)a;
 13             come='0';
 14             UART_Send_Byte('O');
 15             UART_Send_Byte('K');
 16             UART_Send_Byte('#');
 17             UART_Send_Byte('\n');
 18         }else if(come=='2'){//接收并改变温度阈值
 19             maxWenDu=(unsigned int)a;
 20             come='0';
 21             UART_Send_Byte('O');
 22             UART_Send_Byte('K');
 23             UART_Send_Byte('#');
 24             UART_Send_Byte('\n');
 25         }else//其他操作
 26         switch(a){//要温度
 27         case '1':
 28             for(i=0;i<17;i++)
 29             {
 30                 UART_Send_Byte(SendData[i]);//将数据发给串口
 31             }
 32             UART_Send_Byte('\n');
 33             break;
 34         case '2'://要距离
 35             for(i=0;i<16;i++)
 36             {
 37                 UART_Send_Byte(SendData1[i]);//将数据发给串口
 38             }
 39             UART_Send_Byte('\n');
 40             break;
 41         case '3':
 42             if(isInclude){
 43                 isInclude=0;
 44                 UART_Send_Byte('c');
 45                 UART_Send_Byte('l');
 46                 UART_Send_Byte('o');
 47                 UART_Send_Byte('s');
 48                 UART_Send_Byte('e');
 49                 UART_Send_Byte('#');
 50                 UART_Send_Byte('\n');
 51             }else{
 52                 UART_Send_Byte('n');
 53                 UART_Send_Byte('o');
 54                 UART_Send_Byte(' ');
 55                 UART_Send_Byte('p');
 56                 UART_Send_Byte('e');
 57                 UART_Send_Byte('r');
 58                 UART_Send_Byte('s');
 59                 UART_Send_Byte('o');
 60                 UART_Send_Byte('n');
 61                 UART_Send_Byte('#');
 62                 UART_Send_Byte('\n');
 63             }
 64             break;
 65         case '4':
 66             if(isAbove){
 67                 isAbove=0;
 68                 UART_Send_Byte('c');
 69                 UART_Send_Byte('l');
 70                 UART_Send_Byte('o');
 71                 UART_Send_Byte('s');
 72                 UART_Send_Byte('e');
 73                 UART_Send_Byte('#');
 74                 UART_Send_Byte('\n');
 75             }else{
 76                 UART_Send_Byte('n');
 77                 UART_Send_Byte('o');
 78                 UART_Send_Byte(' ');
 79                 UART_Send_Byte('f');
 80                 UART_Send_Byte('i');
 81                 UART_Send_Byte('r');
 82                 UART_Send_Byte('e');
 83                 UART_Send_Byte('#');
 84                 UART_Send_Byte('\n');
 85             }
 86             break;
 87         case '5':
 88             come='1';
 89             break;
 90         case '6':
 91             come='2';
 92             break;
 93         default://错误操作
 94             for(i=0;i<16;i++)
 95             {
 96                 UART_Send_Byte(SendData2[i]);//将数据发给串口
 97             }
 98             UART_Send_Byte('\n');
 99             break;
100         }
101         ES=1;    //允许串口中断
102         uart_flag=0;  //中断标志位置0
103     }
104     else if(ReadTempFlag==1)//通过定时器,每隔1200ms扫描一次温度
105     {
106         ReadTempFlag=0;
107         temp=ReadTemperature();
108         if(temp&0x8000)//第一位为1就表示为负要取反加1第一位弄个负号
109         {
110             TempData[0]=0x40;//负号标志
111             temp=~temp;  // 取反加1
112             temp +=1;
113         }
114         else
115             TempData[0]=0;//其他情况就该显示负号的不显示
116         
117         TempH=temp>>4;//去除低四位
118         TempL=temp&0x0F;//获取温度低四位
119         TempL=TempL*6/10;//小数近似处理!
120 
121         if(TempH>0 && TempH>maxWenDu)isAbove=1;//界限判断
122 
123         if(TempH/100==0)//百位数据
124             TempData[1]=0;
125         else
126             TempData[1]=DuanMa[TempH/100]; //百位温度
127         if((TempH%100)/10==0)//十位温度
128             TempData[2]=0;
129         else
130             TempData[2]=DuanMa[(TempH%100)/10];
131         TempData[3]=DuanMa[(TempH%100)%10]|0x80; //个位温度,带小数点
132         TempData[4]=DuanMa[TempL];
133         TempData[6]=0x39;         //显示C符号
134 
135         
136         SendData[11]=(unsigned char)(TempH/100+'0');
137         SendData[12]=(unsigned char)(TempH%100/10+'0');
138         SendData[13]=(unsigned char)(TempH%100%10+'0');
139         SendData[14]='.';
140         SendData[15]=(unsigned char)(TempL+'0');
141     }else if(ReadTempFlag==2){
142         ReadTempFlag=0;
143         StartModule();        //测距
144         while(!RX);            //当RX为零时等待
145         TR1=1;                //开启计数
146         while(RX);            //当RX为1计数并等待
147         TR1=0;                //关闭计数
148         Conut();            //计算
149     }
150 }
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  • 第3-7行:当温度在阈值外或者距离在阈值内时就响铃
  • 第8-103行:当串口通信发生串口中断时,会把uart_flag标志位置1,然后主程序就会处理PC端传送过来的数据,这里采用串口中断来检测是否收到PC发来的数据的:
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1 void UART(void) interrupt 4
2 {
3     if(RI)                   //检测接收完成标志位置1
4     {
5         RI=0;            //清零接收完成标志位
6         a=SBUF;            //读取接收到的数据
7         uart_flag = 1;    //中断标志位置1
8     }
9 }
复制代码
  • 第11-25行:这里是要修改温度或者距离的阈值时用到的特殊处理,因为当收到修改阈值的命令之后还要等待要改成的值,为了区别这个值和命令值,于是用come标记是否是要修改阈值,如果不是修改阈值,就正常判断命令,否则就做相应的阈值修改。
  • 第27-33行:将温度发送给PC,最后要发送一个换行,当做结束标志位[这是和PC端的接收程序有关,2个通信的协议要一致],其他类似,不做详解。
  • 第41-86行:关闭报警命令,如果正在报警,就关闭报警,返回给电脑已经关闭的信息;如果没有报警,就回复电脑相应信息。
  • 第87-92行:要修改阈值,就把come置成相应的值,等待接受要修改值,与第11-25行相对应
  • 第104-141行:如果没有电脑命令传过来就进行温度采集和距离测试:
复制代码
 1 void Timer0_isr(void) interrupt 1 
 2 {
 3     static unsigned int num;
 4     TH0=(65536-2000)/256;//重新赋值 2ms
 5     TL0=(65536-2000)%256;
 6     
 7     Display(0,8);  // 调用数码管扫描
 8     num++;
 9     if(num==100){
10         ReadTempFlag=1;//读温度标志位置2
11     }else if(num==150)      
12     {
13         num=0;
14         ReadTempFlag=2;//读距离标志位置1 
15     }
16 }
复制代码
  •  第143-147行:测量时间差[用定时器TH1,TL1]
  •  第148行:计算超声波测距的距离[根据上面计算的声波来回的时差]
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 1 void Conut(void)
 2 {
 3     time=TH1*256+TL1;
 4     TH1=0;
 5     TL1=0;
 6     S=(time*1.87)/100;     //算出来是CM
 7     if(flag==1)            //超出测量
 8     {
 9         flag=0;
10         //printf("-----\n"); 
11     }
12     if(S<maxJuLi)isInclude=1;//界限判断
13     //.......
14 }
复制代码



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