之前通过 STC 单片机和 DS18B20 实现了环境温度采集并串口显示，后面进一步想要实现温度的实时监测和数据记录保存，因此编写了 LabVIEW 程序，修改了部分单片机程序代码。经过实验验证，该项目可以实现 LabVIEW 上位机对 MCU 发送指令，MCU 通过 DS18B20 温度传感器获取环境温度，并通过串口将数据反馈给上位机，上位机实时记录数据，并将日期和各个时刻的温度数据保存至文件。
LabVIEW上位机前面板设置如图所示
程序面板如下图所示
需要注意的是单片机发送字符串给上位机、上位机接收均是一位一位传递，因此需要考虑判定截止符号，并将字符串转化为一定精度的数值才能显示到 LabVIEW 图表。
实物连接如下图所示
51代码如下
/*--------- DS18B20 -----------
Function: Display temperature by UART
Board: STC8H8K64U
Main Fosc: 22.1184 MHz
Baud rate: 9600 bps
Connect: DQ --> P20
Author: Jin-Lei Li
Email: lijinlei0907@163.com
Date: June 28, 2024
Ref: https://www.stcaimcu.com/forum.php?mod=viewthread&tid=323&extra=page%3D1
Ref: UART section in STC32 series datasheet
------------------------------*/
#include "STC8H.h"
#include "intrins.h"
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;
typedef unsigned long int u32;
#define MAIN_Fosc 22118400UL
#define Baudrate 9600
#define BRT (65536 - (MAIN_Fosc/Baudrate + 2)/4)
sbit DQ = P2^0;
/*-- UART --*/
bit busy;
u8 wptr;//write put string
u8 rptr;//receive put string
u8 buffer; // 缓冲
u8 comdata[3]={0}; //定义数组数据(8位)，存放串口命令数据
u8 recv_flag=0; // 串口收到信息标记
/*---------*/
bit MinusFlag; //温度正负 0：正数 1：负数
//u16 Temper; // temperature
void GPIO_Init();
void UartInit();
void UartSend(u8 dat);
void UartSendStr(u8 *p);
void Display();
void Delay_ms(u16 ms);
void receive_data(void); //接收串口数据
void test_do_data(void); //测试串口数据是否正确，并更新数据
/*----------- Main Program ----------------*/
void main(void)
{
P_SW2 |= 0x80; //扩展寄存器(XFR)访问使能
GPIO_Init();
UartInit();
ES = 1;
EA = 1;
while(1)
{
if(recv_flag==1)
{
recv_flag=0;
receive_data();
test_do_data();
//Delay_ms(500);
}
}
}
/*-------------- GPIO initialize ------------------*/
void GPIO_Init()
{
P0M1 = 0x00; P0M0 = 0x00;
P1M1 = 0x00; P1M0 = 0x00;
P2M1 = 0x00; P2M0 = 0x00;
P3M1 = 0x00; P3M0 = 0x00;
P4M1 = 0x00; P4M0 = 0x00;
P5M1 = 0x00; P5M0 = 0x00;
P6M1 = 0x00; P6M0 = 0x00;
P7M1 = 0x00; P7M0 = 0x00;
}
/*----------- Delay time ----------------*/
void Delay1us(void) //@22.1184MHz
{
u8 data i;
_nop_();
i = 5;
while (--i);
}
void Delay60us(void) //@22.1184MHz
{
u8 data i, j;
_nop_();
_nop_();
i = 2;
j = 182;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
void Delay480us(void) //@22.1184MHz
{
u8 data i, j;
_nop_();
i = 14;
j = 199;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
void Delay_ms(u16 ms)
{
u16 i;
do{
i = MAIN_Fosc / 10000;
while(--i);
}while(--ms);
}
/*-------------- UART Send byte ------------------*/
void UartSend(u8 dat)
{
//while (busy);
//busy = 1;
SBUF = dat;
while(!TI); // 相当于 TI==0
TI=0;
}
/*-------------- UART Send string ------------------*/
void UartSendStr(u8 *p)
{
while (*p!='\0')//字符串发送检测是否发完
{
UartSend(*p++);
}
}
/*-------------- UART isr ------------------*/
void UartIsr() interrupt 4
{
if (RI)
{
RI = 0;
buffer = SBUF; // 缓冲
recv_flag=1;//增加一个标志，看是否接收完毕，在主函数中实现功能
}
}
/*---------------- UART initial -----------------*/
void UartInit()
{
SCON = 0x50;
TMOD = 0x00;
TL1 = BRT;
TH1 = BRT>>8;
TR1 = 1;
AUXR = 0x40;
wptr = 0x00;
rptr = 0x00;
busy = 0;
//ET1 = 0; //禁止定时器%d中断
//ES=1; //串口中断打开
//EA=1;
}
/*----------- Initialize DS18B20 ----------------*/
void Init_DS18B20(void)//初始化ds1820
{
bit flag = 1;
while( flag )
{
DQ = 0; //输出低电平
Delay480us();
DQ = 1; //输出高电平
Delay60us();
flag = DQ; //读取当前电平
Delay480us();
}
}
void DS18b20_Write_0(void) //写逻辑0码
{
DQ = 0; //输出低电平
Delay60us();
DQ = 1; //输出高电平
Delay1us();
Delay1us();
}
void DS18b20_Write_1(void) //写逻辑1码
{
DQ = 0; //输出低电平
Delay1us();
Delay1us();
DQ = 1; //输出高电平
Delay60us();
}
/*----------- Read level ----------------*/
bit DS18b20_Read(void) //读取电平
{
bit state ;
DQ = 0; //输出低电平
Delay1us();
Delay1us();
DQ = 1; //输出低电平
Delay1us();
Delay1us();
state = DQ; //读取当前电平
Delay60us();
return state;
}
/*----------- Write byte ----------------*/
void WriteOneChar(u8 dat)//写一个字节
{
u8 i;
for( i=0;i<8;i++ ) //循环八次
{
if( dat & 0x01 )
DS18b20_Write_1();
else
DS18b20_Write_0();
dat >>=1;
}
}
/*----------- Read byte ----------------*/
u8 ReadOneChar(void)//读一个字节
{
u8 i = 0;
u8 dat = 0;
for (i=8;i>0;i--)
{
DQ = 0; // 给脉冲信号
dat >>= 1;
DQ = 1; // 给脉冲信号
if( DS18b20_Read() ) //如果读取到的是1，
dat |= 0x80;
}
return dat;
}
/*----------- Start ----------------*/
void Start_Convert()
{
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xcc);
WriteOneChar(0x44);
}
/*----------- Read Temperature ----------------*/
u16 Readtemp(void)
{
u8 Low = 0;
u8 High = 0;
u16 Temper = 0; // temperature
float Tt = 0;
Start_Convert();
while(!DQ); //4.等待DQ变成高电平
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器
Low = ReadOneChar(); //连续读两个字节数据 //读低8位
High = ReadOneChar(); //读高8位
if( High & 0XF8 ) //有1出现就是负数
{
MinusFlag = 1; //标志位负数
Temper = (High<<8) | Low; //将温度换算成16位
Temper = (~Temper) +1; //按位取反+1
Tt = Temper*0.0625; //得到真实十进制温度值，因为DS18B20可以精确到0.0625度，所以读回数据的最低位代表的是0.0625度
Temper = Tt*10 + 0.5; //放大十倍，以便保留一位小数，并四舍五入
}
else
{
MinusFlag = 0; //标志位正数
Temper = (High<<8) | Low; //将温度换算成16位
Tt = Temper*0.0625; //最终温度保留一位小数
Temper = Tt*10 + 0.5;
}
return Temper;
}
/*----------- Display temperature ----------------*/
void Display()
{
u16 val;
u16 shi,ge,xiaoshu;
val = Readtemp();
shi = val/100+48;
ge = val/10%10+48;
xiaoshu = val%10+48;
if( MinusFlag==1 ) // negtive
{
//UartSendStr("Temperature: ");
UartSend('-');
UartSend(shi);
UartSend(ge);
UartSend('.');
UartSend(xiaoshu);
UartSendStr("\r\n");
}
else // MinusFlag==0, positive
{
//UartSendStr("Temperature: ");
UartSend(shi);
UartSend(ge);
UartSend('.');
UartSend(xiaoshu);
UartSendStr("\r\n");
}
}
/*--------------------- 数据接收与测试 ----------------------------*/
void receive_data(void)
{
int i ;
for(i=0;i<3;i++)
{
comdata[i] = buffer; // 将缓冲的数据赋值给数组
Delay_ms(2); // 延时一会，让串口缓存准备好下一个字节，不延时可能会导致数据丢失
}
}
void test_do_data(void) // 测试并执行命令
{
if(comdata[0] == 0x55) //0x55和0xAA均为判断是否为有效命令
{
if(comdata[1] == 0xAA)
{
if(comdata[2] == 0xFF)
{
Display();
}
}
}
}
LabVIEW和程序代码见附件。
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