传感器原理课程设计报告

郑州轻工业学院

课程设计报告书

课题名称多点温度监测仪

姓名***

学号54********* 院、系、部计算机与通信工程学院专业物联网工程***班指导教师**

2***年** 月**日

郑州轻工业学院

课程设计任务书题目多点温度监测仪

专业、班级物联网工程***班学号54******姓名***

主要内容、基本要求、主要参考文献等：

1、主要内容

(1)掌握传感器采集数据处理的方法。

(2) 学习LCD的显示原理和控制办法，了解汉仪器仪表系统的软件组织方式，操作界面切换的原理，。

(3) 完成多点温度监测仪程序设计，多点温度数值显示，报警提示。

2、基本要求

(1) 编写图形界面显示函数，在LCD上显示仪表各操作界面。

(2) 编写警报设定函数，对各路信号进行警报设定。

(3) 菜单程序设计，实现菜单的选择操作。

3、主要参考文献

【1】吴建平. 传感器原理及应用. 成都.电子工业出版社，2010

【2】田泽. 嵌入式系统开发与应用实验教程. 北京航空航天大学出版社，2004 【3】周立功. ARM微控制器基础与实战[M]. 北京航天航空大学出版社，2003

完成期限：

指导教师签名：** ** **

课程负责人签名：*** * ****

目录

一、设计目的

二、设计思路

三、设计过程

四、程序及其显示

五、设计体会与建议

多点温度监测仪

一、 设计目的

1．巩固传感器信号采集与处理方法。

2．巩固并进一步加强仪器仪表系统的理解与应用。 3．综合运用C 及汇编编程知识（基础知识及高级应用） 4．掌握开发仪器仪表系统的开发方法

二、设计思路

三、设计过程

1、按照设计要求，分别编写五个函数，每个函数就是一个界面，五个函数及界面分别如下所示：

（1）、第一个界面如图-01所示， （2）、第二个界面如图-02所示，

函数名为MainTask( ) 函数名为MainInterface( )

图-01 图-02

（3）、第三个界面如图-03所示，（4）、第四个界面如图-04所示，

函数名为switchover( )。函数名为setting( )。

图-03 图-04

（5）、第五个界面如图-05所示，函数名为name( )。

图-05

2、编写温度函数，具体办法就是用随机函数生成随机数，然后把随机数放到一个数组里面，并让数组里面的值不断向前平移，再对数组里面的值求均值，把均值放到另外一个数组里面，记录下来，作为函数的返回值。编写设置函数，调用编辑框控件，把编辑框中值赋值给变量，当做设定值。

3、把五个函数封装好，放到一个工程里面，先执行第一个函数，然后进入主页面，并不断捕获鼠标状态，按照设计要求进行调转。当进入其它页面时，也不断捕获鼠标状态，按照设计要求进行调转。四、程序及其显示

（1）、第一个页面设计的代码如下所示：

void MainTask(void)

{

GUI_Init();

GUI_SetColor(GUI_WHITE);//设置前景色为白色，背景色为蓝色

GUI_SetBkColor(GUI_BLUE);

GUI_Clear();

//把两个存储随机数的数组初进行赋值

for(i=0;i<200;i++)

{

data[i]=(rand()%6000)*0.01;

}

for(i=0;i<10;i++)

{

sum=0;

for(k=0;k<199;k++)

{

data[k]=data[k+1];

}

data[199]=(rand()%6000)*0.01;

for(k=0;k<200;k++)

{

sum+=data[k];

}

num[i]=sum/200;

}

//在屏幕上显示"多点温度监测仪"和"Loading"

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ24);

GUI_DispStringHCenterAt("多点温度监测仪", 160, 90);

GUI_DispStringHCenterAt("Loading", 140, 140);

GUI_SetColor(GUI_WHITE);

GUI_SetBkColor(GUI_BLUE);

//显示Loading后的小圆点

for(i=0;i<10;i++)

{

GUI_FillCircle(150+10*i, 157,5-0.2*i);

GUI_Delay(250);

}

GUI_Clear();//清空窗口

while(1)

{

MainInterface();//进入主界面

}

}

显示效果和设计效果一致。

（2）第二个界面设计的代码如下所示：

void MainInterface(void)

{

GUI_PID_STATE TouchState;

GUI_SetColor(GUI_WHITE);

GUI_SetBkColor(GUI_BLUE);

GUI_Clear();

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ24);

//画三个矩形框里面分别是"设置","切换","姓名"。

for(i=0;i<3;i++)

{

GUI_DrawRect(15+100*i,195,105+100*i,230);

}

GUI_DispStringHCenterAt("设置", 60, 200);

GUI_DispStringHCenterAt("切换", 160, 200);

GUI_DispStringHCenterAt("姓名", 260, 200);

//在主界面画出4个小矩形，4个大矩形和4个"C"。

for(i=0;i<4;i++)

{

GUI_SetColor(GUI_WHITE);

GUI_SetBkColor(GUI_BLUE);

LCD_L0_FillRect(90, 15+45*i, 230, 45+45*i);

LCD_L0_FillRect(20, 15+45*i, 70, 45+45*i);

GUI_FillCircle(280, 30+45*i,15);

GUI_SetColor(GUI_GRAY);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

GUI_DispStringHCenterAt("C", 210, 20+45*i);

}

//在4个白色的小矩形上分别写上"Ch1","Ch2","Ch3","Ch4"。

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ16);

GUI_DispStringHCenterAt("Ch1", 55, 20);

GUI_DispStringHCenterAt("Ch2", 55, 65);

GUI_DispStringHCenterAt("Ch3", 55, 110);

GUI_DispStringHCenterAt("Ch4", 55, 155);

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ24);

while (1)

{

//显示温度和圆

if(flag1==1) //flag1=1表示Ch1节点开关为开，如果开关为开，则显示温度。

{

t1=temperature(20);

GUI_SetColor(GUI_GRAY);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

GUI_GotoXY(110,20);

GUI_DispFloatFix(t1, 6,3);

if(t1>=c1)//如果节点1的温度大于设定值则显示红色小圆

{

GUI_SetColor(GUI_RED);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

GUI_FillCircle(280, 30,15);

}

else //如果节点1的温度不大于设定值则显示绿色小圆

{

GUI_SetColor(GUI_GREEN);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

GUI_FillCircle(280, 30,15);

}

GUI_Delay(20);//延迟0.02秒

}

else //flag1!=1表示Ch1节点开关为关，如果开关为关，则显示灰色小圆。{

GUI_SetColor(GUI_GRAY);

GUI_SetBkColor(GUI_BLUE);

GUI_FillCircle(280, 30,15);

}

if(flag2==1) //flag2=1表示Ch2节点开关为开，如果开关为开，则显示温度。{

t2=temperature(60);

GUI_SetColor(GUI_GRAY);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

GUI_GotoXY(110,65);

GUI_DispFloatFix(t2, 6,3);

if(t2>=c2) //如果节点2的温度大于设定值则显示红色小圆

{

GUI_SetColor(GUI_RED);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

GUI_FillCircle(280, 75,15);

}

else //如果节点2的温度不大于设定值则显示绿色小圆

{

GUI_SetColor(GUI_GREEN);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

GUI_FillCircle(280, 75,15);

}

GUI_Delay(20);

}

else //flag2!=1表示Ch2节点开关为关，如果开关为关，则显示灰色小圆。{

GUI_SetColor(GUI_GRAY);

GUI_SetBkColor(GUI_BLUE);

GUI_FillCircle(280, 75,15);

}

if(flag3==1) //flag3=1表示Ch3节点开关为开，如果开关为开，则显示温度。

{

t3=temperature(120);

GUI_SetColor(GUI_GRAY);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

GUI_GotoXY(110,110);

GUI_DispFloatFix(t3, 6,3);

if(t3>=c3) //如果节点3的温度大于设定值则显示红色小圆

{

GUI_SetColor(GUI_RED);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

GUI_FillCircle(280, 120,15);

}

else //如果节点3的温度不大于设定值则显示绿色小圆

{

GUI_SetColor(GUI_GREEN);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

GUI_FillCircle(280, 120,15);

}

GUI_Delay(20);

}

else //flag3!=1表示Ch3节点开关为关，如果开关为关，则显示灰色小圆。{

GUI_SetColor(GUI_GRAY);

GUI_SetBkColor(GUI_BLUE);

GUI_FillCircle(280, 120,15);

}

if(flag4==1) //flag4=1表示Ch4节点开关为开，如果开关为开，则显示温度。{

t4=temperature(180);

GUI_SetColor(GUI_GRAY);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

GUI_GotoXY(110,155);

GUI_DispFloatFix(t4, 6,3);

if(t4>=c4) //如果节点4的温度大于设定值则显示红色小圆

{

GUI_SetColor(GUI_RED);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

GUI_FillCircle(280, 165,15);

}

else //如果节点4的温度不大于设定值则显示绿色小圆

{

GUI_SetColor(GUI_GREEN);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

GUI_FillCircle(280, 165,15);

}

GUI_Delay(20);

}

else //flag4!=1表示Ch1节点开关为关，如果开关为关，则显示灰色小圆。

{

GUI_SetColor(GUI_GRAY);

GUI_SetBkColor(GUI_BLUE);

GUI_FillCircle(280, 165,15);

}

//捕获鼠标状态

if(GUI_TOUCH_GetState(&TouchState))

{

if((TouchState.x>15)&&(TouchState.x<105)&&(TouchState.y>195)&&(TouchState.y<23 0))//设置

{

while (GUI_TOUCH_GetState(&TouchState));setting();//如果点击设置按钮，则执行setting()函数

}

if((TouchState.x>115)&&(TouchState.x<205)&&(TouchState.y>195)&&(TouchState.y<2 30))//转换

{

while (GUI_TOUCH_GetState(&TouchState));switchover();//如果点击转换按钮，则执行switchover()函数

}

if((TouchState.x>215)&&(TouchState.x<305)&&(TouchState.y>195)&&(TouchState.y<2 30))//姓名

{

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);//

while (GUI_TOUCH_GetState(&TouchState));name();//如果点击姓名按钮，则执行name()函数

}

}

}

}

初始状态开关全部为开，进入界面后，和设计效果一样，当关闭其中几个节点后，例如：节点1和节点3关闭后，显示效果如图-06所示，可见数字显示没有了，显示状态的小圆点变为灰色，而其它节点显示没有变化。

图-06

（3）第三个界面设计代码如下：

void switchover(void)

{

GUI_PID_STATE TouchState;

GUI_SetColor(GUI_WHITE);

GUI_SetBkColor(GUI_BLUE);

GUI_Clear();

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ24);

//显示三个矩形框当按钮

for(i=0;i<3;i++)

{

GUI_DrawRect(15+100*i,195,105+100*i,230);

}

//显示 "设置","切换","姓名"三个词在三个矩形框中GUI_DispStringHCenterAt("设置", 60, 200);

GUI_DispStringHCenterAt("切换", 160, 200);

GUI_DispStringHCenterAt("姓名", 260, 200);

GUI_SetColor(GUI_WHITE);

GUI_SetBkColor(GUI_BLUE);

LCD_L0_FillRect(30, 20, 290, 170);

GUI_SetColor(GUI_BLACK);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

//显示传感器节点编号

GUI_DispDecAt( 1, 50,30,1);

GUI_DispDecAt( 2, 210,60,1);

GUI_DispDecAt( 3, 50,110,1);

GUI_DispDecAt( 4, 170,120,1);

while (1)

{

//显示节点的状态

int r;

for(r=0;r<4;r++)

{

if(r==0)

flag=flag1;

if(r==1)

flag=flag2;

if(r==2)

flag=flag3;

if(r==3)

flag=flag4;

if(flag==1)//如果开关为开，则显示红色或绿色小圆。{

t1=temperature(20);

t2=temperature(60);

t3=temperature(120);

t4=temperature(180);

//如果温度大于设定值，则显示红色小圆

GUI_SetColor(GUI_RED);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

if((r==0)&&(t1>=c1))

{

GUI_FillCircle(80, 60,10);

}

if((r==1)&&(t2>=c2))

{

GUI_FillCircle(250, 75,10);

}

if((r==2)&&(t3>=c3))

{

GUI_FillCircle(80, 120,10);

}

if((r==3)&&(t4>=c4))

{

GUI_FillCircle(200, 140,10);

}

//如果温度小于设定值，则显示绿色小圆

GUI_SetColor(GUI_GREEN);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

if((r==0)&&(t1

{

GUI_FillCircle(80, 60,10);

}

if((r==1)&&(t2

{

GUI_FillCircle(250, 75,10);

}

if((r==2)&&(t3

{

GUI_FillCircle(80, 120,10);

}

if((r==3)&&(t4

{

GUI_FillCircle(200, 140,10);

}

GUI_Delay(20);

}

else//如果开关为关，则显示灰色小圆。

{

GUI_SetColor(GUI_GRAY);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

if(r==0)

GUI_FillCircle(80, 60,10);

if(r==1)

GUI_FillCircle(250, 75,10);

if(r==2)

GUI_FillCircle(80, 120,10);

if(r==3)

GUI_FillCircle(200, 140,10);

GUI_Delay(20);

}

}

if(GUI_TOUCH_GetState(&TouchState)) //捕获鼠标状态

{

if((TouchState.x>15)&&(TouchState.x<105)&&(TouchState.y>195)&&(TouchState.y<23 0))//设置

{

while (GUI_TOUCH_GetState(&TouchState));setting();//如果点击设置按钮，则进入setting()界面

}

if((TouchState.x>115)&&(TouchState.x<205)&&(TouchState.y>195)&&(TouchState.y<2 30))//转换

{

while (GUI_TOUCH_GetState(&TouchState));MainInterface();//如果点击转换按钮，则进入MainInterface()界面

}

if((TouchState.x>215)&&(TouchState.x<305)&&(TouchState.y>195)&&(TouchState.y<2

30))//姓名

{

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

while (GUI_TOUCH_GetState(&TouchState));name();//如果点击姓名按钮，则进入name()界面

}

}

}

}

//设置温度输入框

void Edit(void)

{

GUI_PID_STATE TouchState;

int Key;

EDIT_Handle hEdit;

float aBuffer[10];

GUI_SetFont(&GUI_Font8x16);

for(i=0;i<4;i++)

{

if(GUI_TOUCH_GetState(&TouchState)) //捕获鼠标状态

if((TouchState.x>90)&&(TouchState.x<180)&&(TouchState.y>15+45*i)&&(TouchState. y<45+45*i))

{

hEdit = EDIT_Create(90,15+45*i,90,30,' ', sizeof (aBuffer),0);//在相应位置创建编辑框

EDIT_SetTextColor(hEdit, 0, GUI_RED); //设置编辑框文本为红色

do

{

Key = GUI_WaitKey(); //捕获键盘的输入

}

while((Key != GUI_ID_ESCAPE) &&(Key != GUI_ID_ENTER) &&(Key != 0));

if(Key == GUI_ID_ENTER) //如果按回车键,则把编辑框里的数据存在变量aBuffer里

EDIT_GetText(hEdit, aBuffer, sizeof(aBuffer));

else

aBuffer[0]= 0;

EDIT_Delete(hEdit); //删除编辑框控件

Key=atoi(aBuffer);//把变量aBuffer里的值赋值给Key

//把Key的值赋值给警戒温度设定值

if(i==0)

c1=(float)Key;

if(i==1)

c2=(float)Key;

if(i==2)

c3=(float)Key;

if(i==3)

c4=(float)Key;

while(GUI_TOUCH_GetState(&TouchState));

}

}

}

显示效果和主界面显示效果一致，只是没有数字显示，当关闭节点1和节点3后，显示效果如图-07所示：

图-07

（4）第四个界面的程序代码如下所示：

void setting(void)

{

GUI_PID_STATE TouchState;

GUI_SetColor(GUI_WHITE);

GUI_SetBkColor(GUI_BLUE);

GUI_Clear();

GUI_SetFont(&GUI_Font8x16);

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ24);

//显示返回按钮

GUI_DrawRect(215,195,305,230);

GUI_DispStringHCenterAt("返回", 260, 200);

//显示四个小矩形用来显示节点、四个大矩形用来点击后设置温度和四个大矩形用来当开关按钮背景

for(i=0;i<4;i++)

{

LCD_L0_FillRect(90, 15+45*i, 230, 45+45*i);

LCD_L0_FillRect(20, 15+45*i, 70, 45+45*i);

LCD_L0_FillRect(250, 18+45*i, 300, 42+45*i);

}

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ16);

//显示提示信息

GUI_DispStringHCenterAt("输入完后请按回车键!", 105, 205);

//显示4个开关按钮

for(i=0;i<4;i++)

{

GUI_SetColor(GUI_GRAY);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ24);

GUI_DispStringHCenterAt("C", 210, 20+45*i);

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ16);

GUI_DispStringHCenterAt("设置请双击!", 140, 23+45*i);

if(i==0)

f=flag1;

if(i==1)

f=flag2;

if(i==2)

f=flag3;

if(i==3)

f=flag4;

if(f==1) //如果开关状态为开，则显示"关"

{

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ16);

GUI_DispStringHCenterAt("关", 275, 23+45*i);

}

else //如果开关状态为关，则显示"开"

{

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ16);

GUI_SetColor(GUI_GREEN);

GUI_SetBkColor(GUI_GREEN);

LCD_L0_FillRect(250, 18+45*i, 300, 42+45*i);

GUI_SetColor(GUI_GRAY);

GUI_SetBkColor(GUI_GREEN);

GUI_DispStringHCenterAt("开", 275, 23+45*i);

}

}

GUI_SetColor(GUI_GRAY);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ16);

//显示四个节点的名字

GUI_DispStringHCenterAt("Ch1", 55, 20);

GUI_DispStringHCenterAt("Ch2", 55, 65);

GUI_DispStringHCenterAt("Ch3", 55, 110);

GUI_DispStringHCenterAt("Ch4", 55, 155);

while (1)

{

Edit();//设置警戒温度值

for(i=0;i<4;i++)//切换4个开关的状态

{

if(GUI_TOUCH_GetState(&TouchState))

{

if((TouchState.x>250)&&(TouchState.x<300)&&(TouchState.y>8+45*i)&&(TouchState. y<42+45*i))//设置

{

if(i==0)

flag=flag1;

if(i==1)

flag=flag2;

if(i==2)

flag=flag3;

if(i==3)

flag=flag4;

if(flag==1)//如果开关状态为开，则显示"开"。

{

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ16);

GUI_SetColor(GUI_GREEN);

GUI_SetBkColor(GUI_GREEN);

LCD_L0_FillRect(250, 18+45*i, 300, 42+45*i);

GUI_SetColor(GUI_GRAY);

GUI_SetBkColor(GUI_GREEN);

GUI_DispStringHCenterAt("开", 275, 23+45*i);

flag=0; //开关状态变为关

if(i==0)

flag1=flag;

if(i==1)

flag2=flag;

if(i==2)

flag3=flag;

if(i==3)

flag4=flag;

}

else//如果开关状态为关，则显示"关"。

{

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ16);

GUI_SetColor(GUI_WHITE);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

LCD_L0_FillRect(250, 18+45*i, 300, 42+45*i);

GUI_SetColor(GUI_GRAY);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

GUI_DispStringHCenterAt("关", 275, 23+45*i);

flag=1; //开关状态变为开

if(i==0)

flag1=flag;

if(i==1)

flag2=flag;

if(i==2)

flag3=flag;

if(i==3)

flag4=flag;

}

while (GUI_TOUCH_GetState(&TouchState));

}

}

}

if(GUI_TOUCH_GetState(&TouchState))

{

if((TouchState.x>215)&&(TouchState.x<305)&&(TouchState.y>195)&&(TouchState.y<2 30))//返回

{

while (GUI_TOUCH_GetState(&TouchState));MainInterface();//如果点击返回，则进入主界面

}

}

}

}

第一次进如设置界面，显示效果和设计图一样，当要进行开关设置时，显示效果发生了一点变化，当关闭节点后，开关由“关”变为“开“，灰色背景变为绿色。例如节点1和节点3关闭后，显示效果如图-08所示；当要进行警戒温度设置时，需要双击相应的位置，编辑框控件就会出现在相应的位置，输入数值时也会显示数值，显示效果如图-09所示：设置完成后，警戒的状态也发生了变化，例如：当节点1警戒温度设置为10，节点2警戒温度设置为40后显示效果如图-11所示：

图-08 图-09

图-10 图-11

（5）第五个界面实现代码如下所示：

void name(void)

{

GUI_PID_STATE TouchState;

GUI_Clear();

GUI_SetColor(GUI_BLUE);

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ24);

GUI_DispStringHCenterAt("王腾", 150, 40);//显示姓名

GUI_DispStringHCenterAt("541107030137",220, 80);//显示学号

GUI_DispStringHCenterAt("物联网工程11-01班", 190, 120);//显示班级

LCD_L0_FillRect(120, 170, 200, 210);

GUI_SetColor(GUI_WHITE);

GUI_SetBkColor(GUI_BLUE);

GUI_DispStringHCenterAt("返回",160, 180);//显示返回按钮

while (1)

{

if(GUI_TOUCH_GetState(&TouchState))

{

if((TouchState.x>120)&&(TouchState.x<200)&&(TouchState.y>170)&&(TouchState.y<2 10))//设置

{

while (GUI_TOUCH_GetState(&TouchState));MainInterface();//如果点击返回按钮，则返回主界面

}

}

}

}

显示效果和设计的一样。

（6）附录：temperature( )和Edit( )函数的代码如下：

float temperature(int n)

{

for(j=0;j<10;j++)

{

num[j]=num[j+1];

}

sum=0;

for(i=0;i

{

data[i]=data[i+1];

}

data[n-1]=(rand()%6000)*0.01;

for(i=0;i

{

sum+=data[i];

}

num[9]=sum/n;

return num[0];

}

void Edit(void)

{

GUI_PID_STATE TouchState;

int Key;

EDIT_Handle hEdit;

float aBuffer[10];

GUI_SetFont(&GUI_Font8x16);

for(i=0;i<4;i++)

{

if(GUI_TOUCH_GetState(&TouchState)) //捕获鼠标状态

if((TouchState.x>90)&&(TouchState.x<180)&&(TouchState.y>15+45*i)&&(TouchState. y<45+45*i))

{

hEdit = EDIT_Create(90,15+45*i,90,30,' ', sizeof (aBuffer),0);//在相应位置创建编辑框

EDIT_SetTextColor(hEdit, 0, GUI_RED); //设置编辑框文本为红色

do

{

Key = GUI_WaitKey(); //捕获键盘的输入

}

while((Key != GUI_ID_ESCAPE) &&(Key != GUI_ID_ENTER) &&(Key != 0));

if(Key == GUI_ID_ENTER) //如果按回车键,则把编辑框里的数据存在变量aBuffer里

EDIT_GetText(hEdit, aBuffer, sizeof(aBuffer));

else

aBuffer[0]= 0;

EDIT_Delete(hEdit); //删除编辑框控件

Key=atoi(aBuffer);//把变量aBuffer里的值赋值给Key