基于VB實現PC機與單片機的串行通訊

時間：2012-03-20 02:02:14

關鍵字：串行通訊 PC機與單片機 BSP OV

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[導讀]引言隨著計算機技術尤其是單片微型機技術的發(fā)展，人們已越來越多地采用單片機來對一些工業(yè)控制系統(tǒng)中如溫度、流量和壓力等參數進行檢測和控制。PC機具有強大的監(jiān)控和管理功能，而單片機則具有快速及靈活的控制特點，

引言

隨著計算機技術尤其是單片微型機技術的發(fā)展，人們已越來越多地采用單片機來對一些工業(yè)控制系統(tǒng)中如溫度、流量和壓力等參數進行檢測和控制。PC機具有強大的監(jiān)控和管理功能，而單片機則具有快速及靈活的控制特點，通過PC機的RS-232串行接口與外部設備進行通信，是許多測控系統(tǒng)中常用的一種通信解決方案。因此如何實現PC機與單片機之間的通訊具有非常重要的現實意義。本文將論述在VB環(huán)境下PC機與單片機之間實現串行通訊的軟硬件方案。PC機的通訊程序使用Visual Basic編寫，VB是Microsoft公司推出的Windows應用程序開發(fā)工具，因其具有界面友好，編程簡便等優(yōu)點而受到廣泛的使用，而且 Visual Basic 6.0 版本帶有專門實現串行通訊的MSCOMM控件。

1、硬件原理

目前的PC機都有至少一個串行通訊端口RS-232，RS-232端口可用于兩臺計算機之間進行通訊，RS-232的邏輯電平用正負電壓表示，且信號使用負邏輯，邏輯0的電壓范圍是+5V~+15V，而邏輯1的電壓范圍是-5V~ -15V，RS-232端口是計算機與其他設備溝通的最常用的接口，不但實作簡單，而且價格便宜。在8051單片機的內部有一個全雙工的異步串行I/O 口，它的輸入和輸出使用5V邏輯而不是RS-232電壓,如何進行兩種信號的轉換，是連接時需要解決的問題，事實上，解決的方法很簡單，只需使用一個諸如 MAX232這樣的專用芯片即可。

電路結構見下圖。

MAX232包含兩個將TTL輸入轉換成RS-232輸出的驅動器，還包含兩個將RS-232輸入翻譯成CMOS輸出的接收器，這些驅動器和接收器具有反向的功能。4個外置的電容大小為1uF，如果使用極化電容，注意極性，引腳6的電壓為負，因此它的電容的正極連接到地，電容等級至少為15V。

2、軟件設計

本次通訊中，我們以一個測控系統(tǒng)的上位機和下位機之間的通信為背景，給出單片機部分和VB環(huán)境下的通信程序實例，系統(tǒng)中單片機負責數據采集、處理和控制，上位機進行現場可視化檢測，通信協(xié)議采用半雙工異步串行通信方式，通過RS232的RTS信號進行收發(fā)轉換，傳輸數據采用二進制數據，上位機與下位機之間采用主從式通訊。

（1）單片機的串行通訊程序

8051單片機從外部采集到的一組數據（30個），存在片內RAM20H~3DH區(qū)域，要求將這個數據塊傳送給PC機，為了保證傳送的正確，傳送前由單片機先向PC機發(fā)送數據# 55H（聯絡信號），PC機接收到后，向單片機回送數據# 0AAH（回應信號），經檢驗正確后，單片機才開始向PC機傳送數據。

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對串行口的操作可分為以下幾步進行：①串行口初始化；②發(fā)送聯絡信號;③接收聯絡信號；④發(fā)送數據。以下程序由匯編語言編寫：
ORG 0030H
START:MOV SP,#60H
       MOV TMOD, #20H   ；T1工作模式2
       MOV TH1, #72H
       MOV TL1, #72H      ；波特率110HZ
       SETB TR1
       MOV PCON, #00H   ；SMOD=0
       MOV SCON, #50H   ；串行方式1
       MOV R0，#20H
       MOV R2，#30        ；數據個數
XX1：MOV A，#55H
       MOV SBUF，A       ；發(fā)送聯絡信號
WAIT1：JBC TI，WAIT2     ；等待發(fā)送完畢
       AJMP WAIT1
WAIT2：JBC RI，READ      ；等待接收完畢
        AJMP WAIT2
READ：MOV A，SBUF      ；接收聯絡信號
        CJNE   A，# 0AAH，XX1 ；接收數據不正確，重新開始
LOOP：MOV A，@R0
MOV SBUF，A
WAIT: JBC TI， LOOP1
       AJMP WAIT          ；等待發(fā)送完畢
LOOP1：INC R0
           DJNZ R2，LOOP
END
（2）計算機的串行通訊程序
    為了更方便地實時了解數據采集的情況，我們把從單片機讀來的數據分別賦給數組，然后描繪出波形曲線。
    首先開啟一個VB項目，并在窗體上安排一個MSCOMM控件，作為串行通訊的信道。按下F4調出屬性窗口，變量COMPORT屬性為2，另外將 Rthreshold屬性設為1，意思就是只要外界傳送任何字符串，隨即引發(fā)事件。安排一個定時器，作為連續(xù)動作的執(zhí)行控件，一旦一位數據發(fā)送完就引發(fā)中斷，發(fā)送下一個數據。設置一個picturebox對象，把由單片機傳送來的數據以線條方式繪制在此圖片框控件上。按下F4調出屬性窗口，其Name屬性改為“Graph1”。
    MSCOMM控件支持以文本和二進制格式傳輸數據，由于下位機是單片機，處理二進制數據較為方便。因此本例中以二進制格式發(fā)送和接受數據，VB支持字節(jié)變量類型來存儲二進制數據，從串口讀入的字節(jié)被保存在字節(jié)數組變量中，因此定義兩個BYTE類型的動態(tài)數組來存放和接受數據，在接受數據時采用事件驅動法，當接受緩沖區(qū)有Rthreshold個數據時，引起ONCOMM事件。
本程序接收從單片機發(fā)來的30個數據，當數據進入PC機的輸入緩沖區(qū)后，程序會不斷讀取輸入緩沖區(qū)的數據，并將這些讀入的數據收在一起,賦給數組。
    因為VB支持坐標格式，我們用SCALE函數作出坐標，定義X軸由0到30，表示有30個數據，Y軸由-20到+20，表示采集數據的范圍是-20 到+20，表達式為SCALE（0，+20）-（30，-20），為了實時采集數據，可以用定時器不斷地更新曲線。這樣就可以動態(tài)地顯示被采集的數據。

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Private sub form_l oad()
Comm1.portopen=true
Timer.interval=1000      ＇定時器時間間隔為1000s
Timer.enabled=true
Mscomm1.compore=1     ＇選擇通訊口1
Mscomm1.settings=“110,n,8,1”    ＇波特率110，無奇偶校驗，8個數據位，一個停止位
Mscomm1. inputmode=1          ＇通過input屬性以二進制形式取回數據
Mscomm1.inputlen=0            ＇讀取接收緩沖區(qū)全部內容
Mscomm1.rthreshold=1          ＇每收到一個字符位引發(fā)oncomm事件
Graph1.scale(0,10)-(20,0)         ＇定制坐標
Grahp1.forecoclr=rgb(0,0,255)
End sub
Private Sub Command1_Click()
Dim a!(30), b!(30)
num = MSComm1.InBufferCount     ＇取輸入緩沖區(qū)字節(jié)個數
instring = MSComm1.Input          ＇把輸入緩沖區(qū)數據送給數組
For i = 0 To num - 1
a(i) = i
b(i) = instring(i)
GRAPH1.Cls
If i = 1 Then
GRAPH1.PSet (a(i), b(i))
Else
GRAPH1.Line -(a(i), b(i))          ＇將數組數據給繪圖函數
End If
Next i
End Sub