基于Matlab的一種小型溫度檢測系統的設計

　　4 上位機部分（PC）

　　上位機通過串口向下位機發送命令實現對下位機的控制，并實時地接受下位機傳送過來的數據，對其分析處理，將結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，但是支持面向對象技術，通過調用Instrument Control Toolbox中的serial類函數來創建串口對象，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行效率。Matlab用多線程技術實現這種異步操作，通過異步讀寫設置，計算機在執行讀寫串口函數時能立即返回不必等待串口把數據傳輸完畢， 當指定的數據傳輸結束時就觸發事件，執行事件回調函數，可以在事件回調函數中編程，進行數據處理，這樣就不會造成因等待串口傳輸數據引起的時間浪費。

　　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等多個協議 ,具有同步和異步讀寫功能以及事件處理和回調操作功能,可讀寫和記錄二進制和ASCII文本數據。與串口有關的主要函數如下[3]：

　　（1）建立串口對象函數：obj=seril（’port’,’property name’,propertyvalue……），其中主要的屬性有：baudrate（波特率），databits（數據位），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。

　　（2）打開串口設備對象：fopen（obj）

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

　　（4）關閉并清除設備對象：

　　Fclose（obj）；%關閉串口設備對象

　　Delete（obj）；%刪除內存中的串口設備對象

　　基于本系統串口通信協議，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）；%向串口發送握手信號0xff

　　TMP=fread（obj，3，’unit8’）；%從串口讀取3字節數據，后2個即是16bit溫度數據

　　If TMP（1）= =256 %判斷第一個字節受否是握手信號

　　 For i = 1：3

　　Dat（i）=TMP（i+1）；%剔除第一個握手信號字節

　　End

　　End

　　Fclose（obj）；%關閉串口設備對象

　　Delete（obj）；%刪除內存中的串口設備對象

　　4.2 Matlab數據分析

　　單片機一般能處理簡單的8位無符號數的四則運算，而DS18B20可以程序設定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，系統資源也比較緊張。因而可以將讀取的16bit溫度數據直接送往PC機，由上位機來完成。Matlab強大的計算能力和繪圖功能給數據分析帶來了極大的方便，這不僅可以合理利用系統資源，也使得系統的通信過程更流暢。