基于STM32多路溫度巡檢控制系統(tǒng)軟件設(shè)計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u30892基于STM32多路溫度巡檢控制系統(tǒng)軟件設(shè)計案例 1313031.1Keil簡介 1290991.2系統(tǒng)上位機實現(xiàn) 2183221.3系統(tǒng)程序流程圖設(shè)計 4162781.3.1主程序設(shè)計 483381.3.2溫度檢測程序設(shè)計 5163711.3.3顯示程序設(shè)計 86381.3.4報警程序設(shè)計 10250301.3.5通信程序設(shè)計 10298001.3.6短信報警程序設(shè)計 121.1Keil簡介C語言和它的匯編語言可說是與51單片機設(shè)計語言之間融合較為全面的新型編程設(shè)計應(yīng)用語言。程序本身是用C語言編寫的，是獨立于機器的硬件。事實上，不能在不同類型的微控制器之間傳輸更改。通過訪問規(guī)范的結(jié)構(gòu)，程序可以分為不同的功能。C語言提供了一個標(biāo)準(zhǔn)庫，它具有許多例程和強大的處理能力。圖1.1KeilC軟件界面KeilC51是與Windows51集成微電路（Chips）集成的開發(fā)環(huán)境，編譯和代碼仿真，擁有代碼生成功能。由于KeilC51具備良好的用戶體驗，并且操作簡單，因此，軟件界面是大多數(shù)51微控制器開發(fā)人員的首選。KeilC51是一種用C語言開發(fā)的微機，C語言有很多優(yōu)質(zhì)特點，包含有結(jié)構(gòu)簡單，性能良好，運行與維護方便。Keil軟件涵蓋的范圍十分廣泛，包含有C編譯器、連接器、宏構(gòu)建器等，這些功能是在uVision的基礎(chǔ)上形成的。KeilC51可以在整個開發(fā)過程中進(jìn)行編輯，編譯，鏈接并開始建模。選擇直接使用寫入模擬裝置啟動或直接使用寫入指南來使用內(nèi)存（例如EPROM），如圖1.2所示。圖1.2C51工具包里的結(jié)構(gòu)圖1.2系統(tǒng)上位機實現(xiàn)基于STM32的多路溫度巡檢控制系統(tǒng)的上位機軟件部分主要采用野火串口調(diào)試助手，它能夠與模塊、單片機通信。測溫系統(tǒng)與上位機連接，點開軟件“打開串口”按鈕即可查看溫度傳感器傳輸?shù)膶崟r數(shù)據(jù)，為溫室大棚的日常管理活動帶來便利。上位機監(jiān)測界面圖1.3所示，本系統(tǒng)設(shè)置了三路DS18B20測溫點位，通過上位機界面，可以實時監(jiān)測溫度數(shù)據(jù)的變化圖1.3上位機監(jiān)測界面圖環(huán)境閾值設(shè)置用戶可以通過設(shè)置環(huán)境閾值，來對溫室大棚環(huán)境信息進(jìn)行自動監(jiān)測。點擊命令框，圖1.4所示，輸入指令“T1Max031.1#”，單擊“手動發(fā)送”按鈕，即可修改一號點位的溫度閾值上限為31.1°C。當(dāng)一號點位超過31.1°C時，系統(tǒng)自動報警。圖1.3閾值設(shè)置界面圖1.3系統(tǒng)程序流程圖設(shè)計1.3.1主程序設(shè)計本多路溫度巡檢控制系統(tǒng)采用C#語言開發(fā)。系統(tǒng)的軟件部分主要框架示意圖如圖1.4所示。軟件主要實現(xiàn)以下功能：圖1.4監(jiān)測管理系統(tǒng)軟件流程圖（1）溫度數(shù)據(jù)的采集存儲：首先系統(tǒng)會通過數(shù)字溫度傳感器參數(shù)設(shè)置PC端串口數(shù)據(jù)位、停止位這三個參數(shù)，因為本系統(tǒng)設(shè)計中只測量一個參數(shù)即溫度，所以為了完成數(shù)據(jù)查詢，僅有一條數(shù)據(jù)查詢指令便可，CRC校驗順利使溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)通過后，數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。本系統(tǒng)通過設(shè)置，每1000ms采集一次大棚溫度數(shù)據(jù)。（2）短信報警功能：報警的規(guī)則是限值報警，由管理人員對大棚溫度的上下限值進(jìn)行設(shè)定，在監(jiān)測到超出限值的數(shù)據(jù)后，就發(fā)送短信給相關(guān)人員。接收報警信息相關(guān)人員的手機號碼需要輸入到系統(tǒng)中。系統(tǒng)主要是以報警管理模塊作為工具實現(xiàn)對短信的發(fā)送與接收的。對實時采集的溫度數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會判斷是否超過限值，如果超過限值，系統(tǒng)會經(jīng)口向信號報警模塊發(fā)出指令。同時，借由發(fā)送固定格式指令的方式，管理人員可與溫度監(jiān)測系統(tǒng)之間進(jìn)行交互，可進(jìn)行修改報警閾值的操作。1.3.2溫度檢測程序設(shè)計采用DS18B20溫度傳感器時，主要有長延遲模式和短延遲模式兩種。單片機系統(tǒng)中晶體振蕩器的工作頻率一般為12毫秒。編寫數(shù)據(jù)次序：對子程序進(jìn)行初始化操作、進(jìn)行數(shù)據(jù)命令與數(shù)據(jù)子程序的編寫、讀數(shù)據(jù)子程序、讀和寫這些數(shù)據(jù)，每步都非常主要。多路表面溫度傳感裝置信編號接收系統(tǒng)模組如圖1.5所示。初始化DS18B20之后，SOC應(yīng)發(fā)送指令以讀取當(dāng)前環(huán)境表面溫度，并且此表面溫度字節(jié)讀取功能調(diào)用voidWriteOneChar（unsignedChardat）作為字節(jié)讀取函數(shù)，通過移動控制I/O端口與SOC的DQpin關(guān)聯(lián)。編寫一低字節(jié)溫度數(shù)據(jù)，然后發(fā)送序列指令，跳過對序列號的讀取操作，原因是系統(tǒng)的溫感器數(shù)量只有1個，然后發(fā)送指令實現(xiàn)溫度轉(zhuǎn)換，經(jīng)短時間延遲后，重啟，最后發(fā)送指令跳過對序列號的讀取、直接對溫感器溫度進(jìn)行讀取。圖1.5DS18B20工作流程圖由DS18B20控制溫度復(fù)位系統(tǒng)間通信轉(zhuǎn)換控制協(xié)議中的描述公式可知，控制溫感器實現(xiàn)一次溫度轉(zhuǎn)換，需要經(jīng)歷三個步驟，且每次都需要對溫感器進(jìn)行復(fù)位。在實現(xiàn)復(fù)位時，需要遵循前后順序進(jìn)行指令的發(fā)送，控制系統(tǒng)實現(xiàn)其它的操作。對于在DS18B20進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫操作時必須嚴(yán)格遵循單總線協(xié)議寫入?yún)f(xié)議，這樣我們才能夠保證數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信號的完整性。協(xié)議信號有著多種類型：復(fù)位脈沖、存在復(fù)位脈沖、寫0、寫1、讀0和連續(xù)讀1。除只存在單脈沖外，其他的所有脈沖信號，都由脈沖控制器即單片機STM32發(fā)出，如圖1.6所示。圖1.6溫度采集流程圖在下位機的程序中，設(shè)定的溫度上限值，對處理后的溫度值與溫度閾值的大小，利用if語句進(jìn)行判斷，如果超出溫度閾值，那么執(zhí)行此語句，，1號溫感器對應(yīng)的燈亮起，，蜂鳴器響應(yīng)，利用兩種不同的方式報警，并由代號對觸點位置進(jìn)行模擬顯示，以使得工作人員能夠更快、更準(zhǔn)確找出溫度超限點位置，并排除故障。具體流程見圖1.7：圖1.7溫度控制流程圖1.3.3顯示程序設(shè)計在-在液晶顯示系統(tǒng)模組電路控制裝置系統(tǒng)模組中，電路控制指令的總數(shù)為11。在程序啟動階段，一般使用作為工作方式設(shè)置指令，也就是在指令的寫入中，兩行并行顯示8位數(shù)據(jù)；通常選擇作為輸入模式命令，當(dāng)輸入新數(shù)據(jù)時，光標(biāo)將向右移動；通常選擇作為屏幕開關(guān)的控制指令，當(dāng)屏幕打開時，光標(biāo)不會出現(xiàn)或閃爍。具體流程圖如見圖1.8：圖1.8顯示子程序流程圖voidInit_TFT-LCD（）//TFT-LCD初始化{en=0；rw=0；write_TFT-LCDcom（0x38）；write_TFT-LCDcom（0x0c）；write_TFT-LCDcom（0x06）；write_TFT-LCDcom（0x01）；}1.3.4報警程序設(shè)計為了在某些緊急狀態(tài)或反常性的工作緊急狀態(tài)下，能夠有效促使現(xiàn)場管理操作室的工作員不被忽視，以便能夠及時處理，往往需發(fā)出報警信號，報警設(shè)備選擇的是壓電式蜂鳴器，蜂鳴器的驅(qū)動電流為，在它的兩引線上使用3-15V直流電壓進(jìn)行連接就能夠解決，報警信號ADM發(fā)出時可產(chǎn)生頻率約3KHz的聲音。報警電路的程序流程如圖1.9所示：圖1.9報警程序流程圖1.3.5通信程序設(shè)計協(xié)議是一種應(yīng)用于電子控制器上的通用語言。該協(xié)議包括RTU、、ASCII等網(wǎng)絡(luò)模式，其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議定義了控?zé)o線控制器可以正確認(rèn)識和控制使用的無線消息網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不管其通過何種類型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線通信。采用主從方式實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的自動收發(fā)。在本系統(tǒng)中，溫度測試模塊采用的是協(xié)議，采用校驗。上電之后，系統(tǒng)運行狀態(tài)開啟，并開始運行投票機制，主站發(fā)布了有關(guān)地址01的指令從站，它保存寄存裝置和線圈，在響應(yīng)時間段之后，根據(jù)其條件，“值”讀取傳入的寄存裝置和離散變量，從站會給主站發(fā)送相關(guān)數(shù)值。主站在接收數(shù)值后，會與單片機對應(yīng)地址內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行比較，兩者若有差異，則下發(fā)到在螺旋和對應(yīng)于從站的保持寄存裝置中。通過保持寄存器和入口寄存器，可以在一個地址中存儲之字節(jié)數(shù)為2，因此32個地址可以存儲64個字節(jié)。在光盤和離散數(shù)量中，每單位1位，一次讀取之?dāng)?shù)據(jù)字節(jié)為1。如果它主協(xié)議主動調(diào)查從屬寄存器后，它將以打包形式將表決信息發(fā)送給從屬。收到信息之后，從站會采取數(shù)據(jù)包的形式通過串口將各類寄存器對應(yīng)的值反饋給主站。流程為：先進(jìn)行讀/寫命令發(fā)起，然后封裝成數(shù)據(jù)包，接著通過串口進(jìn)行發(fā)送，從站接收數(shù)據(jù)包之后再加以解析，從中得出指令，之后對從站寄存器中提取的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)包的形式進(jìn)行封裝，并發(fā)送給主站[26]。主站收到從站發(fā)送的在分析數(shù)據(jù)包之后，判斷功能代碼是要做的第一個工作，然后執(zhí)行控制。一旦驗證通過，就可以知道從站的地址，把數(shù)據(jù)傳輸?shù)玫降膽?yīng)用程序數(shù)據(jù)存儲在從站中。獲得注冊表指針后，使用指針中的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)來設(shè)置變量Caktimi。獲取登錄索引的關(guān)鍵代碼是：1.3.6短信報警程序設(shè)計在短消息發(fā)出之前，必須通過發(fā)送內(nèi)容放入數(shù)據(jù)格式。再設(shè)置發(fā)送帳戶并完成發(fā)送消息。將消息發(fā)送到指定位置后，請在到達(dá)時提供反饋。有關(guān)相關(guān)說明和操作的詳細(xì)信息，請參見下述表格1.1。關(guān)于短信息的傳送功能是在微處理裝置和系統(tǒng)模組的共同作用下實現(xiàn)的。微處理裝置發(fā)送指令并與該系統(tǒng)模組形成通信回路，以了解發(fā)送短消息的目的。如果您使用的方式，將在發(fā)送短消息之前顯示數(shù)據(jù)長度。對應(yīng)的命令格式是。表1.1AT指令短信發(fā)送功能表AT指令功能實例AT+CMGF設(shè)置短信格式AT+CMGF=1=“中心號碼”=“接收手機號碼”接收到“＞”發(fā)送短信內(nèi)容-如果采用的是PDU模式