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[转] 基于VB实现PC机与单片机的串行通讯  

2010-05-24 19:58:44|  分类: 例程 |  标签: |举报 |字号 订阅

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摘要:本文介绍使用VB6.0开发工具实现PC机与单片机的串行通讯的基本原理和方法。并结合具体实例给出使用RS-232接口进行串行通信的基本程序。
关键词:VB,单片机,串行通讯

引言
    随着计算机技术尤其是单片微型机技术的发展,人们已越来越多地采用单片机来对一些工业控制系统中如温度、流量和压力等参数进行检测和控制。PC机具有强大的监控和管理功能,而单片机则具有快速及灵活的控制特点,通过PC机的RS-232串行接口与外部设备进行通信,是许多测控系统中常用的一种通信解决方案。因此如何实现PC机与单片机之间的通讯具有非常重要的现实意义。本文将论述在VB环境下PC机与单片机之间实现串行通讯的软硬件方案。PC机的通讯程序使用Visual Basic编写,VB是Microsoft公司推出的Windows应用程序开发工具,因其具有界面友好,编程简便等优点而受到广泛的使用,而且Visual Basic 6.0 版本带有专门实现串行通讯的MSCOMM控件。
1、硬件原理
    目前的PC机都有至少一个串行通讯端口RS-232,RS-232端口可用于两台计算机之间进行通讯,RS-232的逻辑电平用正负电压表示,且信号使用负逻辑,逻辑0的电压范围是+5V~+15V,而逻辑1的电压范围是-5V~ -15V,RS-232端口是计算机与其他设备沟通的最常用的接口,不但实作简单,而且价格便宜。在8051单片机的内部有一个全双工的异步串行I/O口,它的输入和输出使用5V逻辑而不是RS-232电压,如何进行两种信号的转换,是连接时需要解决的问题,事实上,解决的方法很简单,只需使用一个诸如MAX232这样的专用芯片即可。
电路结构见下图。

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MAX232包含两个将TTL输入转换成RS-232输出的驱动器,还包含两个将RS-232输入翻译成CMOS输出的接收器,这些驱动器和接收器具有反向的功能。4个外置的电容大小为1uF,如果使用极化电容,注意极性,引脚6的电压为负,因此它的电容的正极连接到地,电容等级至少为15V。
2、软件设计
    本次通讯中,我们以一个测控系统的上位机和下位机之间的通信为背景,给出单片机部分和VB环境下的通信程序实例,系统中单片机负责数据采集、处理和控制,上位机进行现场可视化检测,通信协议采用半双工异步串行通信方式,通过RS232的RTS信号进行收发转换,传输数据采用二进制数据,上位机与下位机之间采用主从式通讯。
    (1)单片机的串行通讯程序
    8051单片机从外部采集到的一组数据(30个),存在片内RAM20H~3DH区域,要求将这个数据块传送给PC机,为了保证传送的正确,传送前由单片机先向PC机发送数据# 55H(联络信号),PC机接收到后,向单片机回送数据# 0AAH(回应信号),经检验正确后,单片机才开始向PC机传送数据。
对串行口的操作可分为以下几步进行:①串行口初始化;②发送联络信号;③接收联络信号;④发送数据。以下程序由汇编语言编写:
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        ;数据个数
XX1:MOV  A,#55H
       MOV  SBUF,A       ;发送联络信号
WAIT1:JBC  TI,WAIT2     ;等待发送完毕
       AJMP  WAIT1
WAIT2:JBC  RI,READ      ;等待接收完毕
        AJMP  WAIT2
READ:MOV  A,SBUF      ;接收联络信号
        CJNE   A,# 0AAH,XX1 ;接收数据不正确,重新开始
LOOP:MOV  A,@R0
MOV  SBUF,A
WAIT:  JBC  TI, LOOP1
       AJMP  WAIT          ;等待发送完毕
LOOP1:INC  R0
           DJNZ  R2,LOOP
END
    (2)计算机的串行通讯程序
    为了更方便地实时了解数据采集的情况,我们把从单片机读来的数据分别赋给数组,然后描绘出波形曲线。
    首先开启一个VB项目,并在窗体上安排一个MSCOMM控件,作为串行通讯的信道。按下F4调出属性窗口,变量COMPORT属性为2,另外将Rthreshold属性设为1,意思就是只要外界传送任何字符串,随即引发事件。安排一个定时器,作为连续动作的执行控件,一旦一位数据发送完就引发中断,发送下一个数据。设置一个picturebox对象,把由单片机传送来的数据以线条方式绘制在此图片框控件上。按下F4调出属性窗口,其Name属性改为“Graph1”。
    MSCOMM控件支持以文本和二进制格式传输数据,由于下位机是单片机,处理二进制数据较为方便。因此本例中以二进制格式发送和接受数据,VB支持字节变量类型来存储二进制数据,从串口读入的字节被保存在字节数组变量中,因此定义两个BYTE类型的动态数组来存放和接受数据,在接受数据时采用事件驱动法,当接受缓冲区有Rthreshold个数据时,引起ONCOMM事件。
本程序接收从单片机发来的30个数据,当数据进入PC机的输入缓冲区后,程序会不断读取输入缓冲区的数据,并将这些读入的数据收在一起,赋给数组。
    因为VB支持坐标格式,我们用SCALE函数作出坐标,定义X轴由0到30,表示有30个数据,Y轴由-20到+20,表示采集数据的范围是-20到+20,表达式为SCALE(0,+20)-(30,-20),为了实时采集数据,可以用定时器不断地更新曲线。这样就可以动态地显示被采集的数据。
Private  sub  form_l oad()
Comm1.portopen=true
Timer.interval=1000      '定时器时间间隔为1000s
Timer.enabled=true
Mscomm1.compore=1     '选择通讯口1
Mscomm1.settings=“110,n,8,1”    '波特率110,无奇偶校验,8个数据位,一个停止位
Mscomm1. inputmode=1          '通过input属性以二进制形式取回数据
Mscomm1.inputlen=0            '读取接收缓冲区全部内容
Mscomm1.rthreshold=1          '每收到一个字符位引发oncomm事件
Graph1.scale(0,10)-(20,0)         '定制坐标
Grahp1.forecoclr=rgb(0,0,255)
End sub
Private Sub Command1_Click()
Dim a!(30), b!(30)
num = MSComm1.InBufferCount     '取输入缓冲区字节个数
instring = MSComm1.Input          '把输入缓冲区数据送给数组
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))          '将数组数据给绘图函数
End If
Next i
End Sub
 

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3、结束语
    利用VB6.0的事件驱动方式可以很方便地开发数据采集与监控系统,用单台PC机可以测量和监控多路控制信号,整控制系统设计方便,对小型测控系统的设计具有很大的实用性。

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