【正文】 指導(dǎo)教師： 專(zhuān) 業(yè)： 電氣自動(dòng)化 時(shí) 間： 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 學(xué)院畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的多功能 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 串口通信與界面設(shè)計(jì) The design of multifunction environmental monitoring based on singlechip —— Serial munications and interface design 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 摘 要 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為全世界關(guān)注的問(wèn)題。 Delphi 是一種可視化的、快速的應(yīng)用程序 ， 具有面向?qū)ο缶幊?，支持團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)，提供 工程管理 ，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的良好支持等特性，是一個(gè)集數(shù)據(jù)通信、存儲(chǔ)、查詢、處理于一體的綜合性軟件 。s design. And, the superior machine software mainly take Windows XP as the service platform, uses the pilation. Delphi is one kind of visualization, the fast application procedure, has the objectoriented programming, supports the team to develop, provides the project management, to database characteristics and so on good support, is a collection data munication, the memory, the inquiry, processing in a body39。 本質(zhì)上看，環(huán)境保護(hù)是以減少或避免生態(tài)系統(tǒng)的破壞為終極目標(biāo)。為了更好的改善人類(lèi)的生存環(huán)境、盡可能的避免環(huán)境進(jìn)一步惡化，對(duì)環(huán)境情況特別是與人類(lèi)關(guān)系密切的環(huán)境參數(shù)如溫度和濕度的監(jiān)測(cè)無(wú)疑具有非常重要的意義。因此開(kāi)發(fā)研制出適合我國(guó)現(xiàn)狀的低成本高性能的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是一項(xiàng)非常緊迫的任務(wù)，也對(duì)提高我國(guó)現(xiàn)代化企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和加快我國(guó)的現(xiàn)代化水平具有非常重要意義。還有部分省市已經(jīng)采用自動(dòng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能更加及時(shí)和準(zhǔn)確的反饋數(shù)據(jù)。很難進(jìn)行遠(yuǎn)距離的監(jiān)控和報(bào)警。一些美國(guó)的公司利用空間技術(shù)，利用太空的衛(wèi)星能把地面的情況特別是大氣的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)做成圖像完整的傳回地面監(jiān)測(cè)，科學(xué)家的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。各個(gè)溫的控制功能一般由單片機(jī) (子處理器 )完成， PC 機(jī)作為主處理器，僅實(shí)現(xiàn)輔助功能，脫離主處理器，整 個(gè)控制系統(tǒng)仍可工作。 打印功能：按要求打印某個(gè)點(diǎn)溫、溫度、光線狀況表格，自動(dòng)定時(shí)打印和手動(dòng)人工打印畫(huà)面及參數(shù)報(bào)表。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)傳輸信號(hào)具有很強(qiáng)的抗干擾能力，可以達(dá)到更大的傳輸距離和更高的傳輸效率。 傳感器 傳感器 信號(hào)采集A/D 轉(zhuǎn)換 液晶顯示 微處理器 計(jì)算機(jī)串口 上位機(jī) 健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 目前串口是儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議端口，也用于獲取遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。由于Delphi 同時(shí)兼?zhèn)淞?VC 功能強(qiáng)大和 VB 簡(jiǎn)單易學(xué)的特點(diǎn)，因此它成為了程序員至愛(ài)的編程工具。 Access是微軟公司推出的基于 Windows的桌面關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理 系統(tǒng)，是 Office系列應(yīng)用軟件之一。通信 API函數(shù)所涉及的操作包括串口的打開(kāi)、關(guān)閉、初始化與讀寫(xiě)等。一般在用 CreateFile0打開(kāi)串行口后，就調(diào)用 GetCommState()函數(shù)來(lái)獲取串行口的初始配置。在用異步方式讀寫(xiě)串行口時(shí)，雖然在完成讀／寫(xiě)操作以前就可能返回，但超時(shí)仍然是起作用的。 異步 I／ O操作： 健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11在用 ReadFile0和 writeFile0讀寫(xiě)串行口時(shí)，既可以同步執(zhí)行，也可以異步執(zhí)行。如果在調(diào)用 CreateFileO創(chuàng)建句柄時(shí)指定了 ILE FLAG OVERLAPPED標(biāo)志， 那么調(diào)用 ReadFileO和 writeFileO對(duì)該句柄進(jìn)行的讀寫(xiě)操作就是異步的，如果未指定異步標(biāo)志，則讀寫(xiě)操作是同步的。結(jié)構(gòu)來(lái)報(bào)告包括實(shí)際傳輸字節(jié)在內(nèi)的重疊操作結(jié)果。 (1)串口的打開(kāi)與關(guān)閉 Win32系統(tǒng)把文件的概念進(jìn)行了擴(kuò)展，無(wú)論是文件、通信設(shè)備、 命名管道、郵槽、磁盤(pán)，還是控制臺(tái)，都是用 API函數(shù) CreateFile()來(lái)打開(kāi)或創(chuàng)建的。 除了在 DCB中的設(shè)置外，程序一般還需要設(shè)置 I／ O緩沖區(qū)的大小。 (3)串口的讀寫(xiě)控制 健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13這部分內(nèi)容關(guān)系到串行通信的核心內(nèi)容，將分讀／寫(xiě)串口 API函數(shù)、異步 I／ O操作兩部分介紹。這意味著在同步執(zhí)行時(shí)線程會(huì)被阻塞，從而導(dǎo)致效率下降。現(xiàn)在開(kāi)發(fā)串口應(yīng)用程序的方法很多，如微軟的 MSCm 控件，但是 MSComm本身存在一定的弊端，如只能發(fā)送 ASCII 碼等。它 支持 Data Bits(數(shù)據(jù)位 )、 Parity(奇偶校驗(yàn) )、 Stop Bits等設(shè)置 ,支持Read/Write,Timing Control(時(shí)序控制 ),Read Interval Timeout(讀間斷超時(shí)控制 ),WriteInterval Timeout(寫(xiě)間斷超時(shí)控制 )等 ,同時(shí)還支持 DTR/DSR,RTS/DTS等硬件流程控制及 Xon/Xoff(握手協(xié)議 )軟件流程控制 ,是比較完善的控件。 ByteSize:字節(jié)長(zhǎng)度 5, 6, 7, 8 等 ,根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。文件句柄不是通信句柄 。函數(shù)有兩個(gè)參數(shù) ,其中 pDataToWrite 是要發(fā)送的字符串 , dwSizeofDataToWrite 是發(fā)送的長(zhǎng)度 [9]。假定他們之間的通信協(xié)議是 :PC 到 8051 一幀數(shù)據(jù) 6 個(gè)字節(jié) ,8051 到 PC 一幀數(shù)據(jù)也為6個(gè)字節(jié)。利用SPCOMM串口控件接收下位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)信息的代碼如下： ／／事件驅(qū)動(dòng)方式接收數(shù)據(jù)程序 procedure TForm 1． CommlReceiveData(Sender： Tobject； Buffer： Pointer； bufferLength： Word)； var receivedata： array ofbyte； begin sleep(100)； ／／等待 lOOms，保證接收到所有數(shù)據(jù) move(buffef,receivedata,bufferlength)； ／／將接收緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到數(shù)組中 ...... end； (5)關(guān)閉串口 在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，應(yīng)注意在不使用串口時(shí)應(yīng)及時(shí)關(guān)閉串口，釋放系統(tǒng)資源，否則可能會(huì)影響系統(tǒng)的其它應(yīng)用。健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20Access2021 不僅可以處理自身的數(shù)據(jù)庫(kù)文件，還可以處理其它一些數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理軟件所建立的數(shù)據(jù)庫(kù)文件，能識(shí)別 dBase、 FOxBase、 FoxPrO、 Paradox、 Btrieve 等數(shù)據(jù)庫(kù)格式文件，并且支持開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)互連性標(biāo)準(zhǔn) (ODBc)的 SQL。能否及時(shí)準(zhǔn)確的接受溫濕度，光線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在很大程度上取決于通信協(xié)議和通信流程的設(shè)計(jì)，本軟件采用自定義的通信協(xié)議， 有效地避免了數(shù)據(jù)碰撞的現(xiàn)象 ,提高了通信的質(zhì)量與速度，減輕了通信量的負(fù)荷 ,降低了程序的復(fù)雜度。能否很好的克服這種客觀存在的不可確定性，完全取決于通信協(xié)議中通信流程的設(shè)計(jì)。 (1)上位機(jī)發(fā)送命令／接收應(yīng)答流程 當(dāng)上位機(jī)發(fā)送一個(gè)命令幀之后，立即轉(zhuǎn)到線程串口監(jiān)視線程，等待下位機(jī)的應(yīng)答健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22幀。 表 51 數(shù)據(jù)∕命令幀格式 1 幀 起 始 字 符 數(shù) 據(jù) 、 命 令 校 驗(yàn) 字 幀 停 止 字 符 表 52 數(shù)據(jù)∕命令幀格式 2 幀 起 始 字 符 字 符 長(zhǎng) 度 數(shù) 據(jù) ∕ 命 令 校 驗(yàn) 字 健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 通信程序的開(kāi)發(fā) SPComm控件通過(guò)串口傳輸和接收數(shù)據(jù)，為應(yīng)用程序提供串行通信功能。 事件驅(qū)動(dòng)通信是處理串行端 12交互作用的一種非常有效的方法。 利用 SPComm控件開(kāi)發(fā)串口通信軟件，需要了解以下線的名稱及其作用，這些線的高低電平狀態(tài)分別對(duì)應(yīng) SPComm控件相應(yīng)屬性的 True和 False值。用戶可以重新輸入新密碼。能順利的完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)并寫(xiě)出這篇論文，我要十分感謝我的指導(dǎo)老師程老師。 謝謝！ 健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33參 考 文 獻(xiàn) [1]黃興海 ．智能網(wǎng)絡(luò)犁環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)集成方案．電子質(zhì)量 2021年第 3期． [2]林振強(qiáng)．基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室溫、濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)．化學(xué)分析計(jì)量． 2021． 04 [3]郭慶．基于 RS485總線的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)．國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)． 2021． 07 [4]劉愛(ài)榮．多通道溫．濕度循環(huán)檢測(cè)儀．河南科學(xué)． 2021— 02 [5]錢(qián)君． Delphi5 串 12通信編程 .機(jī)械工業(yè)出版社． 2021 ,P121132 [6]Ray Liscbner． Delphi技術(shù)手冊(cè)．中國(guó)電力出版社． P6688 [7]李海兵，楊曉亮 .Access 2021 數(shù)據(jù)庫(kù)管理從入門(mén)到精通 .中國(guó)青年出版社 [8]蔣培，肖江等． 1氐消耗無(wú)線溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)．木材加工機(jī)械． 2021年 4期． [9]王樹(shù)曉濕度計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用．北京紡織． 2021— 02 [10]張毅剛，新編 MCS51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2021,P145155 [11]張培仁，基于 C語(yǔ)言編程 MSC51單片機(jī)原理與應(yīng)用，清華大學(xué)出版社， 2021,P134156 [12]沈紅衛(wèi)，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例與分析，北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [13]李長(zhǎng)林， Visual C++ 串口通信技術(shù)與典型實(shí)例，清華大學(xué)出版社， 2021,P132166 [14]周亞玲 ,蘇治中 .delphi 開(kāi)發(fā)實(shí)用編程 200例 .中國(guó)鐵道出版社， 2021,P1536 [15]曹巖 .delphi 程序設(shè)計(jì)實(shí)用教程 .化學(xué)工業(yè)出版社， 2021,P2588 健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34附錄 主要程序 : (1).初始化按鈕代碼： Procedure TFoml． FormCreate(Sender： TObject)； Begin MSComm． CommPort： =1： ／／ COM 1為選擇端口 MSComm． Setting： =’9600， n， 8， 1’； ／／波特率 9600，數(shù)據(jù) 8位 ,無(wú)奇偶校驗(yàn)，停止 1位 MSComm． InBufferCount： =0； ／／清空接收緩沖區(qū) MSComm． InputLen： =O； ／／讀取整個(gè)緩沖區(qū)內(nèi)容 MSComm． InBufferSize： =4096； ／／接收緩沖區(qū) 4096個(gè)字節(jié) MSComm． RThreshold： =1000； ／／每次接收到 1000個(gè)字節(jié)即產(chǎn)生 OnComm事件 MSComm． OutBufferCount： =O： ／／清空發(fā)送緩沖區(qū) MSComm． OutBufferSize： =512； ／／發(fā)送緩沖區(qū) 512個(gè)字節(jié) MSComm． SThreshold： =l； ／／每次發(fā)送緩沖區(qū)字節(jié)數(shù)少于 1個(gè)即產(chǎn)生 OnComm事件 If not MSComm． PortOpen then ／／打開(kāi)串口 MSComm． PortOpen： =True； End； (2)發(fā)送數(shù)據(jù)按鈕代碼： procedure senddata； vali： integer； eommflg： Boolean； begin 健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35mflg： =true； for i： =l to 8 do begin if not fm ml writemdata(sendbutter， i)then begin Commflg=false； break； end； end； end； (3)接收數(shù)據(jù)按鈕代碼： procedure TForm1. Comm1ReceiveData (Sender: TOb