基于Matlab的小型温度检测系统设计

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1 前言

温度是表征环境的一个重要的参数。在工程领域，尤其像工程热力学等，温度检测非常普遍，对温度精确测量以便实时控制也显得尤为重要。
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在控制系统中，上位机与下位机之间实现通信的方法和应用平台很多。目前，以VB和VC开发的通信软件较多，然而，这类软件虽然功能完善，但是数据采集到计算机后要进行各种处理(例如滤波，系统辨识，曲线拟合等)就显得不方便，编程比较复杂。Matlab具有强大的数据处理能力及功能丰富的工具箱，被广泛的应用于信号处理、自动控制等领域[1]。它编程语言简单易学，利用简单的命令就可以代替复杂的代码，极大地提高了开发效率。

" ~5 c, S4 ^4 _6 x1 S6 d" s本实验基于Matlab环境下设计了一个小型温度检测系统，下位机使用AT89S51单片机和DS18B20完成温度数据采集，上位机在Matlab环境下，调用设备控制箱serial类操作RS-232串口，用串行通信方式交换数据，进而借助Matlab对数据进行分析和处理，得到了温度随时间变化的函数解析式，同时介绍了基于Matlab环境下PC机与单片机串行通信的实时数据处理的实现方法。

2 系统总体设计

9 P) _; M9 X" p) b$ t图1 系统结构图

温度检测系统的整体结构如图1所示。PC机串口与单片机USART口通过MAX232电平转换芯片相连，构成一个主从式通信系统。系统工作时，单片机对串口和DS18B20初始化，在读取温度的同时等待中断。PC机通过调用Matlab设备控制工具箱中的serial类及相关函数来创建串口设备对象，并以读写文件的方式实现对PC机串行口的访问，PC机通过Matlab向串行口发送特殊指令从而触发单片机中断系统，单片机调用中断服务例程，读取即使温度并将采集的数据通过串行口回送给PC机。此时，Matlab通过查询的方式，实时接收单片机发送的数据，并完成对数据的分析处理及图形显示。

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