51單片機與VB串行通信的實(shí)現

2．通信系統硬件電路設計
　　通信系統硬件電路設計的突出特點(diǎn)是，控制器的外圍一改傳統的并行擴展，而采用新型串行芯片進(jìn)行串行總線(xiàn)擴展。與傳統的并行擴展相比，具有體積小、性能價(jià)格比高、工作可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。存儲器ATC256、通信芯片MAX485均是I2C總線(xiàn)器件。單片機AT89C52的串行數據發(fā)送端TXD和串行數據接受端RXD分別與MAX485驅動(dòng)器輸入端DI和驅動(dòng)器輸出端D0，接受器輸出使能端RE接地，驅動(dòng)器輸出使能端DE接單片機的T1端（P3.5腳）。存儲器ATC256的串行數據線(xiàn)SDA和串行時(shí)鐘線(xiàn)SCL分別AT89C52的P3.7和P3.6相連，具體硬件電路框圖如圖1所示：

3.數據的存儲—ATC256①
　　測得的溫度、電流和速度等信號需實(shí)時(shí)保存，以便根據參數變化情況進(jìn)行故障診斷和對加速度變化情況進(jìn)行分析等。系統設計存儲器采用美國ATMEL公司推出的串行E2PROM——24C256。24C256遵從I2C總線(xiàn)協(xié)議，通過(guò)數據線(xiàn)SDA和時(shí)鐘線(xiàn)SLA兩根線(xiàn)直接與單片機相連，不需要其它器件和外圍電路。它具有256Kbit的位存儲容量，按8位一個(gè)字節的方式可提供32K字節的存儲空間。對ATC256的讀寫(xiě)操作完全符合I2C總線(xiàn)的數據傳送，傳送的每一幀數據為一個(gè)字節，要求每傳送一個(gè)字節后，對方回應一個(gè)應答位。發(fā)送時(shí)先放送數據最高位，每次傳送開(kāi)始有起始信號，結束時(shí)有停止信號。在系統的設計中，對ATC256的寫(xiě)操作采用字節寫(xiě)，讀操作采用順序讀的方式。根據系統要求，每到一分鐘就向ATC256中寫(xiě)入1條記錄（包括三個(gè)溫度、電流、速度等5個(gè)數據），上位機需要讀取數據時(shí)，可根據上位機的讀取指令讀取任意條記錄。
　　對ATC256的讀/寫(xiě)程序流程如圖2所示：



　　圖2 字節寫(xiě)（左），連續讀（右）程序流程

4．串行數據通信程序設計

4．1通信協(xié)議

　　本系統串行通信采用異步通信方式。協(xié)議如下：
　　1． 一幀數據由1位起始位、8位數據位、無(wú)奇偶校驗位、1位停止位共10位組成。
　　2． 波特率設為2400bps。單片機串行口按方式1工作，波特率由定時(shí)器T1控制，
　　PC機串口波特率通過(guò)VB通訊控件的Settings屬性設置，為保證數據傳送的準確性，兩者的波特率必須一致。
4．2下位機（單片機）串行通信及程序設計
　　單片機可以采用中斷方式或查詢(xún)RI（接受中斷標志位）或TI（發(fā)送中斷標志位）方式進(jìn)行數據通信②。設計采用查詢(xún)方式，在定時(shí)器T2中斷子程序中查詢(xún)RI，一旦檢測到RI=1則轉入接受數據子程序，在子程序中單片機讀取從上位機發(fā)送的通信指令、讀取記錄個(gè)數等數據，經(jīng)校驗正確后，即從ATC256存儲器中將歷史記錄數據上傳給PC機，單片機發(fā)送數據子程序流程圖如圖3：

圖3單片機發(fā)送數據子程序流程圖

4．3上位機（PC機）串行通信及程序設計
　　1．編程方法
上位機利用Visual Basic 6.0編程。用VB6.0開(kāi)發(fā)串行通信程序有兩種法，一種是利用Windows的API函數；另一種是采用VB6.0的通信控件MSComm。利用API函數編寫(xiě)串行通信程序較為復雜，需要掌握大量的通信知識，其優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現的功能更豐富、應用面更廣泛，適合于編寫(xiě)較為復雜的低層次通信程序。而VB6.0的MSComm通信控件提供了標準的事件處理函數、事件、方法，并通過(guò)控件屬性對串口參數進(jìn)行設置，比較容易地解決了串口通信問(wèn)題。
　　2．VB6.0的通信控件及通信方式③
　　MSComm是VB6.0提供的ActiveX控件，使用前需將該控件添加到VB工具欄。MSComm控件具有功能完善的串口數據發(fā)送和接受功能，有兩種處理通信的方式，即事件驅動(dòng)方式和查詢(xún)方式，事件驅動(dòng)方式是利用MSComm控件的OnComm事件捕獲并處理通信錯誤事件，是處理串行端口交互作用的一種非常有效的方法；查詢(xún)方式是通過(guò)檢查CommEvent屬性的值來(lái)判斷事件和錯誤。
　　本系統采用事件驅動(dòng)方式進(jìn)行串口通信設計，圖4為上位機通信界面，設計4個(gè)命令按紐，分別為發(fā)送命令、退出、保存、瀏覽數據；兩個(gè)文本框，Text2用于輸入需從下位機讀取的記錄個(gè)數，Text3用于顯示下位機發(fā)送來(lái)的數據；進(jìn)行數據通信的單片機和串行通信口的選擇通過(guò)兩組單選按紐完成。在發(fā)送命令按紐的Click事件中，將通信指令通過(guò)串行口發(fā)送給上位機，當選擇左側單片機時(shí)（變量LR(1)=1）,通信指令為“ET”， 選擇右側單片機時(shí)（變量LR(1)=2），通信指令為 “DT”，數據傳送以回車(chē)符（十進(jìn)制ASCII碼為13）作為結束標記。

下面是MSComm控件的初始化程序、部分數據發(fā)送和接受程序：
MSComm控件的初始化（屬性設置）程序：
MScomm1.ComPort=1 ；設置串行端口(com1)
MScomm1.Settings=2400,n,8,1 ；設置波特率及數據幀格式
MScomm1.InputMOde=1 ；數據接受按字節(binary)方式
MScomm1.InbufferSize=4000 ；數據接受緩沖區大小為4000字節
MScomm1.InputLen=0 ；INPUT讀取緩沖區的所有內容

數據發(fā)送程序：
Private Sub Command1_Click()
Dim outbuf(1 To 6) As Byte
Dim lstr1 As String
Dim hstr2 As String
Dim len1 As Integer
Command1.Enabled = False
len1 = Len(Hex(Val(Text2.Text)))
………
If LR(1) = 1 Then
outbuf(1) = 69 ；對應字符“E”
Else
outbuf(1) = 68 ；對應字符“D”
End If
outbuf(2) = 84 ；對應字符“T”
outbuf(3) = LR(1)
outbuf(4) = stoby(hstr2)
outbuf(5) = stoby(lstr1)
outbuf(6) = 13
MScomm1.RThreshold = 5 * Val(Text2.Text)
MScomm1.Output = outbuf
End Sub
數據接受程序：
Private Sub MScomm1_OnComm()
Select Case MScomm1.CommEvent
Case comEvReceive
Dim inbuf() As Byte, i%, buf$
buf = ""
inbuf = MScomm1.Input
Rev_num = UBound(inbuf)
ReDim lnum(0 To Rev_num) As Integer
For i = 0 To Rev_num
lnum(i) = inbuf(i)
buf = buf + Str(inbuf(i)) + " "
Next i
Case comEvSend
End Select
End Sub
　　由于MSComm控件數據接受設計為按字節方式，可接發(fā)的數值范圍為0～255。當上位機讀取數據個(gè)數超過(guò)255（1字節）時(shí)，為了能讓下位機正確接受，解決方法是通過(guò)編制的函數stoby將文本框Text2輸入的記錄個(gè)數（字符型）轉化成字節型，并分成兩個(gè)字節送給下位機。另外，系統中有關(guān)數據保存、數據圖表處理、打印等功能的實(shí)現在此不再贅述。

5.結論
　　I2C總線(xiàn)器件的采用簡(jiǎn)化了硬件電路設計，提高了可靠性。本系統已投入使用，經(jīng)過(guò)實(shí)際應用表明，通信系統工作穩定、可靠。滿(mǎn)足系統要求，每到一分鐘就向ATC256中寫(xiě)入1條記錄（5個(gè)數據），ATC256可保存12小時(shí)的記錄，下位機需要讀取數據時(shí)，可根據下位機的讀取指令讀取任意條記錄。