溫控系統(tǒng)中VB實(shí)現(xiàn)的PC機(jī)與單片機(jī)串行通迅

引言

現(xiàn)代的單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中通常以PC機(jī)作為控制中心，單片機(jī)將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)串口送給PC機(jī)進(jìn)行各種處理，為保證數(shù)據(jù)傳送的及時(shí)性和正確性，就必須建立可靠的通訊。我們?cè)陂_(kāi)發(fā)全自動(dòng)生化分析儀溫度控制系統(tǒng)時(shí)，溫度信號(hào)的測(cè)控及采集均由單片機(jī)系統(tǒng)自行完成，然后通過(guò)異步串行通信口將溫度信號(hào)實(shí)時(shí)地傳送給PC 機(jī)進(jìn)行處理。上位PC機(jī)使用VB進(jìn)行串口通信的編程，下位單片機(jī)使用C51進(jìn)行編程。

1  VB下實(shí)現(xiàn)串口通信的方法

1.1 通信控件MSComm簡(jiǎn)介

VB下的串行端口通信是通過(guò)其提供的控件Microsoft Comm control（簡(jiǎn)稱MSComm）實(shí)現(xiàn)的。該控件屏蔽了通信過(guò)程中的底層操作，程序員只需設(shè)置并監(jiān)視MSComm控件的屬性和事件，結(jié)合其它VB提供的控件就可完成對(duì)串口的初始化和數(shù)據(jù)的發(fā)送接收。本系統(tǒng)中用到的主要MSComm控件屬性如下：

①、Commport：設(shè)置并返回通信端口代碼。默認(rèn)值為1，最大值為16，需要使用超過(guò)16個(gè)通信端口時(shí)，要采用其他方式操控通信端口（如PcommPro軟件）。例如將串口2設(shè)為通信端口：MsComm1.CommPort=2。

②、Setting：設(shè)置初始化參數(shù)。其格式為“****，P，D，S”，其中****為波特率(baud)，P為校驗(yàn)方式，D為數(shù)據(jù)位數(shù)，S為停止位。默認(rèn)值為“9600，N，8，1”，意為“串口通信速度為9600Baud，無(wú)校驗(yàn)，每次數(shù)據(jù)為8個(gè)Bit，停止位為1個(gè)Bit”。波特率可為 110，300，600，1200，2400，9600，14400，19200，28800，38400（保留）等等。校驗(yàn)位默認(rèn)為None（無(wú)校驗(yàn)），若傳輸距離長(zhǎng)，可增加校驗(yàn)位，可選M為符號(hào)校驗(yàn)，E為偶校驗(yàn)，O為奇校驗(yàn)，S為空白校驗(yàn)。停止位的設(shè)定值可為：1（默認(rèn)值），1.5，2。

此處的設(shè)置要和單片機(jī)側(cè)的設(shè)置保持一致，否則不能實(shí)現(xiàn)正常的通信。例如我們采用的初始化參數(shù)為“2400，N，8，1”，則單片機(jī)側(cè)的設(shè)置相應(yīng)項(xiàng)為：定時(shí)器1的初值為E6并且SMOD（串行口波特率加倍位）為1（對(duì)應(yīng)2400Bit），串口控制寄存器SCON為40（10位異步收發(fā)，對(duì)應(yīng)8Bit數(shù)據(jù)位，1Bit停止位）。

③、PortOpen：設(shè)置或返回通信端口狀態(tài)。

④、Input：從緩沖區(qū)返回并刪除字符。將串行輸入寄存器的數(shù)據(jù)讀出，并清除寄存器中已讀取的數(shù)據(jù)。寄存器的特性是FIFO（First In First Out，先進(jìn)先出）。例如：BufIn$=MSComm1.Input，是將輸入寄存器中的字符讀入BufIn字符變量中。

⑤、InputLen：設(shè)置并返回Input屬性每次從接收緩沖區(qū)讀取的字符數(shù)。默認(rèn)值為0，表示讀取全部字符。本系統(tǒng)InputLen=2，即一次讀取兩個(gè)字節(jié)。

⑥、Rthreshold：設(shè)置或返回引發(fā)接收事件的字節(jié)數(shù)。當(dāng)接收寄存器達(dá)到設(shè)置的字節(jié)數(shù)時(shí)，將引發(fā)OnComm事件中的接收事件。

⑦、CommEvent：返回最近的通信事件或錯(cuò)誤。只要有通信事件或錯(cuò)誤發(fā)生就會(huì)產(chǎn)生OnComm事件。CommEvent屬性中存有該事件或錯(cuò)誤的數(shù)值代碼。程序員可通過(guò)檢測(cè)數(shù)值代碼來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的處理。

⑧、InputMode：設(shè)置或返回Input屬性取回的數(shù)據(jù)的類型。有兩個(gè)形式，設(shè)為ComInputModeText（默認(rèn)值）時(shí)，按字符串形式接收；設(shè)為ComInputModeBinary時(shí)，當(dāng)作字節(jié)數(shù)組中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)來(lái)接收。單片機(jī)和PC機(jī)的通信一般使用 ComInputModeBinary形式，本系統(tǒng)采用字節(jié)接收方式。

1.2  串行通信實(shí)現(xiàn)的兩種基本方法

有兩種方法可實(shí)現(xiàn)VB下串行通信的控制，一是查詢法（Polling），二是事件驅(qū)動(dòng)法（Event-driven）。

①、查詢法（Polling）

這種方法是在每個(gè)重要的程序之后查詢MSComm控件的某些屬性值（如CommEvent屬性和InBufferCount屬性）來(lái)檢測(cè)事件和通信狀態(tài)。適用于小程序。查詢可使用定時(shí)器或DO...LOOP實(shí)現(xiàn)。

②、事件驅(qū)動(dòng)法（Event-driven）

這是處理串口通信的一種有效方法。當(dāng)串口接收或發(fā)送指定數(shù)量的數(shù)據(jù)，或當(dāng)串口通信狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，MSComm控件觸發(fā)OnComm事件。在OnComm 事件中，可通過(guò)檢測(cè)MSComm.CommEvent屬性值獲知串口的各種狀態(tài)，從而進(jìn)行相應(yīng)的處理。這種方法程序響應(yīng)及時(shí)，可靠性高。本系統(tǒng)采用了此法來(lái)實(shí)現(xiàn)串口的通信。

2  通信線路的構(gòu)建

PC機(jī)和單片機(jī)的接口電平轉(zhuǎn)換芯片采用MAX232C，接口電路圖如圖1所示。單片機(jī)側(cè)的TXD（發(fā)送端）接PC機(jī)的RXD（接收端），單片機(jī)側(cè)的 RXD（接收端）接PC機(jī)的TXD（發(fā)送端），兩者的GND（地）直接相連。電纜線為9針的RS-232電纜。圖中標(biāo)明了PC機(jī)側(cè)發(fā)送與接收腳的針號(hào)，不能接錯(cuò)。

3 程序的實(shí)現(xiàn)

3.1  實(shí)現(xiàn)的功能

單片機(jī)控制并檢測(cè)溫度，實(shí)時(shí)地通過(guò)串口將溫度數(shù)據(jù)傳送給PC機(jī)。PC機(jī)側(cè)響應(yīng)OnComm事件，并在事件的處理程序中將數(shù)據(jù)接收，處理后送文本框顯示，同時(shí)保存在設(shè)定的文件中。

3.2  通信協(xié)議及數(shù)據(jù)格式

波特率：2400Baud，無(wú)奇偶校驗(yàn)，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位。傳送的數(shù)據(jù)類型為二進(jìn)制格式。兩字節(jié)代表一個(gè)溫度信號(hào)，單片機(jī)一次傳送兩字節(jié)，高字節(jié)在前，低字節(jié)在后，PC機(jī)一次接收兩字節(jié)，在接收字節(jié)數(shù)組中，高字節(jié)在前，低字節(jié)在后。

3.3  PC機(jī)側(cè)VB程序

①、在Form中添加MSComm1通信控件，并將其屬性設(shè)定如下：
    With MSComm1.CommPort=1  "設(shè)置串行端口號(hào)為1" 
    .Setting="2400,n,8,1"  “通信協(xié)議“ 
    .InputLen=2  ‘一次讀取2字節(jié)’
    .InputMode=comInputModeBinary ‘二進(jìn)制數(shù)據(jù)格式’
    .Rthreshold=2 ‘接收緩沖區(qū)達(dá)到2字節(jié)時(shí)產(chǎn)生OnComm事件’其他為默認(rèn)值即可。

②、在Form窗口添加兩個(gè)定時(shí)器Timer1和Timer2，Timer1為每次采樣時(shí)間間隔計(jì)時(shí)器，初值Interval=30000（1毫秒/Interval，所以為30秒）。Timer2是為保證串口出錯(cuò)或串口無(wú)信號(hào)時(shí)自動(dòng)跳出的，時(shí)間為1分鐘。

③、在Form窗口中添加三個(gè)文本框，Text1為顯示哪個(gè)串口被打開(kāi)，Text2顯示當(dāng)前日期，Text3顯示采集的溫度數(shù)據(jù)。添加兩個(gè)命令按鈕，Command1為運(yùn)行按鈕，Command2為結(jié)束按鈕。添加兩個(gè)下拉列表框，ComboBox1為采樣總時(shí)間設(shè)定，ComboBox2為采樣間隔時(shí)間設(shè)定。添加兩個(gè)單選按鈕，Option1對(duì)應(yīng)COM1，Option2對(duì)應(yīng)COM2，串口默認(rèn)選定為COM1。

④、主要程序及簡(jiǎn)要說(shuō)明

單引號(hào)中的內(nèi)容為程序的說(shuō)明，程序的調(diào)試是在VB6.0中文版環(huán)境下完成的。

3.4  單片機(jī)側(cè)C51程序

單引號(hào)中的內(nèi)容為程序的說(shuō)明，程序調(diào)試調(diào)試環(huán)境為Keil uVision V2.14版本。

此數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已投入使用，傳送距離為1.5米，傳送誤碼率為0，使用情況良好。

參考文獻(xiàn):
[1] 馬忠梅等.單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì).北京航空航天大學(xué)出版社，1999.
[2] 李鴻吉.Visual Basic 6.0中文版編程方法詳解.科學(xué)出版社，2001.