51单片机-PC数据传输 温度 距离 监控系统设计
>_<: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.cpp和com.h是串口通信的函数封装，在主函数中：
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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：
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。]
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 }
>_<: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：
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();
- 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
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 }
- 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：
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 }
- 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：
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 }
- 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：
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 }
- 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]
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 }
