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大連海事大學畢業設計
1引言
1.1 設計的目及意義
一般的PC與單片機之間的串行,需要單片機采集數據,然后用異步串行通訊方式傳給PC機。相對而言比較的煩瑣,而本文著重用VB具有面向對象的設計方法,友好的用戶來探討在VB下來實現PC機與51單片機之間串行通訊的方法。實現起來要簡捷方便。
隨著系統的應用和微機網絡的發展,各種控制設備之間的通信功能越來越顯得重要。尤其是伴隨著單片微型機技術的發展,人們已越來越多地采用單片機來對一些控制系統中如溫度、流量和壓力等參數進行檢測和控制。在本系統中,下位機采用一片AT89S51單片機,用于對發送的數據實施控制,為了實現對輸入數據的接收,上位機采用便攜式PC機,上、下位機之間通過MAX232芯片實現串行數據通信。PC 機具有強大的監控和功能,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,是許多測控系統中常用的一種通信解決方案。
本文將論述在VB 環境下PC 機與單片機之間實現串行通訊的軟硬件方案。實現單片機與 PC 機的相互通信。單片機部分由匯編實現,PC 機的通訊程序使用Visual Basic 編寫,VB 是Microsoft 公司推出的Windows 應用程序開發工具,因其具有界面友好,編程簡便等優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。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。
利用VB6.0 的事件驅動方式可以很方便地開發數據采集與監控系統,用單臺PC 機可以測量和監控多路控制信號,整控制系統設計方便,對小型測控系統的設計具有很大的實用性。
1.2 設計實現的功能
實現單片機與 PC 機的相互通信。具體要求有以下兩點:
①單片機發固定編好的代碼,在用 VB 編好的界面上接收;
②在 VB 編好的界面上發送數字,在單片機板上的數碼管上顯示出來。
2 硬件設計方案
為了實現PC機與單片機之間的串行通信,我們首先要清楚了解整個系統所采用的原理圖。原理圖就象一根紅線貫穿于整個系統設計,通過此圖我們就能很清楚的看到系統所涉及的內容,然后鑒于此,我們將在以后的章節中依次對所牽涉的內容作詳細的論述。下面對原理圖作一點說明:從MAX232芯片中的兩路發送接收中任選一路作為接口,要注意其發送與接收引腳對應,否則可能對器件或計算機串口造成永久性損壞。如選他T1IN接單片機的發送端TXD,則PC機、的RS—232的接收端RD一定要對應接T1OUT引腳。同時,R1OUT接單片機的接受端RXD引腳,則PC機的RS—232的發送端TD一定要對應接R1IN引腳。
上圖為采用MAX232芯片接口的PC機與51單片機串行通信接口原理圖
2.1 AT89S51單片機
2.1.1 AT89S51單片機簡介
AT89S51 為 ATMEL 所生產的可電氣燒錄清洗的 8051 相容單芯片,是一個低功耗,高性能CMOS 8位單片機,片內含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造,兼容標準MCS-51指令系統及80C51引腳結構,芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元,功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。
AT89S51具有如下特點:40個引腳,4k Bytes Flash片內程序存儲器, 128 bytes的隨機存取數據存儲器(RAM),32個外部雙向輸入/輸出(I/O)口,5個中斷優先級2層中斷嵌套中斷,2個16位可編程定時計數器,2個全雙工串行通信口,看門狗(WDT)電路,片內時鐘振蕩器。
2.1.2 AT89S51單片機的功能
AT89S51主要功能列舉如下:
1)為一般控制應用的8位單芯片 2)晶片內部具有時鐘振蕩器
3)內部程式存儲器(ROM)為 4KB 4)內部數據存儲器(RAM)為 128B
5)外部程序存儲器可擴充至 64KB 6)外部數據存儲器可擴充至 64KB
7)32 條雙向輸入輸出線,且每條均可以單獨做 I/O 的控制
8)5個中斷向量源 9)2組獨立的 16 位定時器
10)1個全多工串行端口 11)8751 及 8752 單芯片具有數據保密的功能
12)單芯片提供位運算指令
2.1.3 AT89S51各引腳功能介紹:
VCC:AT89S51 電源正端輸入,接+5V。
VSS:電源地端。
XTAL1:單芯片系統時鐘的反相放大器輸入端。
XTAL2:系統時鐘的反相放大器輸出端。
RESET:AT89S51的重置引腳,高電平動作。
EA/Vpp:存取外部程序代碼,低電平動作。
ALE/PROG:地址鎖存器啟用信號。
PSEN:程序儲存啟用,通常這支腳是接到EPROM的OE腳。
PORT0(P0.0~P0.7):端口0是一個8位寬的開路汲極(Open Drain)雙向輸出入端口,共有8個位,P0.0表示位0,P0.1表示位1,依此類推。其他三個I/O端口(P1、P2、P3)則不具有此電路組態,而是內部有一提升電路,P0在當作I/O用時可以推動8個LS的TTL負載。如果當EA引腳為低電平時(即取用外部程序代碼或數據存儲器),P0就以多工方式提供地址總線(A0~A7)及數據總線(D0~D7)。
PORT2(P2.0~P2.7):端口2是具有內部提升電路的雙向I/O端口,每一個引腳可以推動4個LS的TTL負載,若將端口2的輸出設為高電平時,此端口便能當成輸入端口來使用。P2除了當作一般I/O端口使用外,若是在AT89S51擴充外接程序存儲器或數據存儲器時,也提供地址總線的高字節A8~A15,這個時候P2便不能當作I/O來使用了。
PORT1(P1.0~P1.7):端口1也是具有內部提升電路的雙向I/O端口,其輸出緩沖器可以推動4個LS TTL負載,同樣地若將端口1的輸出設為高電平,便是由此端口來輸入數據。
PORT3(P3.0~P3.7):端口3也具有內部提升電路的雙向I/O端口,其輸出緩沖器可以推動4個TTL負載,同時還多工具有其他的額外特殊功能,包括串行通信、外部中斷控制、計時計數控制及外部數據存儲器內容的讀取或寫入控制等功能。
其引腳分配如下:
P3.0:RXD,串行通信輸入。P3.1:TXD,串行通信輸出。P3.2:INT0,外部中斷0輸入。
P3.3:INT1,外部中斷1輸入。P3.4:T0,計時計數器0輸入。P3.5:T1,計時計數器1輸入。
P3.6:WR:外部數據存儲器的寫入信號。P3.7:RD,外部數據存儲器的讀取信號。
本系統所采用的AT89S51芯片如下圖所示:
2.1.4 AT89S51 ISP
ISP為在線編程接口。ISP在線編程接口為89S51單片機提供了方便的在線編程方法,使用時將ISP下載線一端與PC并口相連接,一端與ISP接口相連,使用ISP下載軟件即可實現MCU在線編程。
下載線插接說明:兩排十針下載口,板圖上都有一個小方框,為1號引角;下載線的凸口為正方向,凸口的右側邊的第一個插孔為1號引角,這一點一定要切記,不然的話程序下載不進去。
本系統中所用AT89S51 ISP原理圖如下示:
AT89S51 ISP
2.2串行通訊
2.2.1串行通訊的概念
串行通訊:一條信息的各位數據被逐位按順序傳送的通訊方式稱為串行通訊。
串行通訊的特點是:數據位傳送,傳送按位順序進行,最少只需一根傳輸線即可完成,低但傳送速度慢。串行通訊的距離可以從幾米到幾千米。
分類:根據信息的傳送方向,串行通訊可以進一步分為單工、半雙工和全雙工三種。
2.2.2 RS-232C 串口通訊原理
RS-232C是目前最常用的串行接口標準,用來實現與計算機之間,計算機與外設之間的數據。
RS-232C串行接口總線適用于設備之間的通信距離不大于15米,傳輸速率最高為19.2kb/s的場合。RS-232C標準規定的數據傳輸速率為50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、和19200b/s。RS-232C屬單端信號傳送,存在共地噪聲和不能抑制的共模干擾等問題,因此一般用于短距離通信。
1) RS-232C接口信號
一個完整的RS-232C接口有22根線,采用標準的25芯連接器。
2) RS-232C 典型應用
用RS-232C總線連接系統時,有近程通信方式和遠程通信方式之分。近程通信是指傳輸距離小于15米的通信,這時可以用RS-232C電纜直接連接。15米以上的長距離通信,需要采用調制解調器。
下圖a)是計算機與終端之間利用RS-232C直接通信的最常用的交叉連線圖。圖中“發送數據”與“接收數據”是交叉相連的,使得兩臺設備都能正確地發送和接收。“數據終端變緒”與“數據裝置就緒”兩根線也是交叉相連的,使得兩設備都能檢測出對方是否已經準備好。
在最簡單的全雙工系統中,公用發送數據、接收數據和信號地三根即可。對MCS-51單片機來說,利用RXD(串行數據接收端)線、TXD(串行數據發送端)線以及一根地線,就可以構成符合RS-232C接口標準的全雙工串行通信口。(見圖b)
(a)直接連接
(b)最簡單的RS-232C數據通信連接
3) RS-232C接口電平轉換
RS-232C是早期為促進公用電話網絡進行數據而制定的標準,其電平對地是對稱的,完全與TTL、CMOS邏輯電平不同。
RS-232C采用負邏輯,即:
邏輯1:-5V~-15V。 邏輯0:+5V~+15V。
由于MCS-51采用TTL電平,若用RS-232C標準接口通信必須進行電平轉換。目前RS-232C與TTL電平轉換最常用的集成電路芯片是傳輸線驅動器MC1488傳輸線接收器MC1489。其內部結構和引腳如下圖(c)所示。
MC1488可完成TTL電平到RS-232C的電平轉換,輸入為TTL電平,輸出為RS-232C電平。其內部有3個與非門和1個反相器。采用±12V或±15V電源供電。
MC1489可完成由RS-232C到TTL電平轉換,輸入為RS-232C電平,輸出為TTL電平。其內部有4個反相器,采用+5V電源供電。MC1489中每個反相器都有一個控制端,高電平有效,可作為RS-232C操作的控制端。圖(d)給出了RS-232C接口電路原理圖。
(c)RS-232C電平轉換芯片MC1488和MC1489
(d) RS-232C接口電路
MAX232芯片
MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS-232標準串口設計的接口電路,使用+5v單電源供電。它的內部結構基本可分三個部分;
第一部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構成。功能是產生+12v和-12v兩個電源,提供給RS-232串口電平的需要。
第二部分是數據轉換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構成兩個數據通道。其中13腳(R1IN)、12腳(R1OUT)、11腳(T1IN)、14腳(T1OUT)為第一數據通道。8腳(R2IN)、9腳(R2OUT)、10腳(T2IN)、7腳(T2OUT)為第二數據通道。TTL/CMOS數據從T1IN、T2IN輸入轉換成RS-232數據從T1OUT、T2OUT送到電腦DP9插頭;DP9插頭的RS-232數據從R1IN、R2IN輸入轉換成TTL/CMOS數據后從R1OUT、R2OUT輸出。
第三部分就是供電。15腳DNG、16腳VCC(+5v)。
2.2.3 串行接口
控制串行接口的寄存器有兩個,即特殊功能寄存器PCON和SCON。
1)PCON中的波特率選擇位
PCON是一個特殊功能寄存器(如下圖所示),沒有位尋址功能,字節地址為87H。其中D7位(SMOD)為波特率選擇位。其他位均無意義。復位時的SMOD值為0。可用MOV PCON。#80H或MOV 87H,#80H指令使該位置1。當SMOD=1時,在串行接口方式1、2或3情況下,波特率提高一倍。
D7 D0
SMOD波特率選擇位 | 無定義位 |
2)串行接口控制寄存器 SCON
特殊功能寄存器SCON用于定義串行接口的操作方式和控制它的某些功能。其字節地址為98H。寄存器中各位內容如下:
位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
SM0,SM1 串行接口操作方式選擇位。兩個選擇位對應于四種狀態,所以串行接口能以四種方式工作。
SM2 允許方式2和3的多機通信使能位。
REN 允許串行接收位。由軟件置位或清0,使允許接收或禁止接收。
TB8 是在方式2和3中要發送的第9位數據可按需要由軟件置位或復位
RB8 是方式2和3中已接收到的第9位數據。
TI 發送中斷標志。
RI 接收中斷標志。
串行接口工作方式
串行接口的操作方式由SM0、SM1定義,編碼和功能如下表所示
串行接口方式選擇
2.2.4 TMOD介紹
定時器/計數器T0、T1 的方式寄存器TMOD
字節地址為89H。TMOD的格式如下:低4位用來定義T0,高4位用來定義T1D7
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
| T1 | T0 |
各位的意義如下:
1、 GATE——門控位。
GATE=1時,由外部中斷引腳、和TR0、TR1共同來啟動定時器。當引腳為高電平時,TR0置位啟動定時器T0;當引腳為高電平時,TR1置位,啟動定時T1。
GATE=0時,僅由TR0和TR1置位來啟動定時器T0和T1。
2、 C/T——功能選擇位。
C/T=1時,選擇計數功能;
C/T=0時,選擇定時功能。
T0、T1 的計數、定時功能是通過TMOD中的位來選擇的。
3、 M1、M0——工作方式選擇位。
由于有M1和M0兩位,可以有四種工作方式,如下表所示。
定時器/計數器的工作方式
3 串行數據程序設計
3.1 通信協議
本系統串行通信采用異步通信方式。協議如下:
1.一幀數據由1位起始位、8位數據位、無奇偶校驗位、1位停止位共10位組成。
2.波特率設為9600bps。單片機串行口按方式1工作,波特率由定時器T1控制,PC機串口波特率通過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。
本次通訊中,我們以一個測控系統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 下的通信程序實例,系統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,通信協議采用異步串行通信方式,通過RS232 的RTS 信號進行收發轉換,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。
3.2 下位機(單片機)串行通信及程序設計
平臺介紹及編程方法
匯編
匯編語言是針對一類(甚至幾類),抽象出來的一種符號語言并把這些符號加以統一規定,使得使用同類計算機的人都了解這些符號的意義,這樣,使得用匯編語言編寫的程序可以在這一類型的任何一臺計算機上使用。這就有了極大的靈活性,當然不同類型的計算機的匯編語言也不同。它們都必須由生產廠家提供的匯編語言來編寫。另外.匯編語言還增加了宏指令的功能。匯編語言是計算機衛程控制中最常用的語言。
匯編語言的主要優點就是可以直接控制計算機硬件,可以編寫在時間和空間兩方面更有效的程序。這些優點使得匯編語言在程序設計中占有重要的地位。是不可取代的。
但匯編語言的缺點也是明顯的,它與處理器密切相關,要求程序員熟悉計算機硬件系統,考慮許多細節問題,所以程序繁瑣,調試、維護、交流和移植困難。因此,有時可以采用高級語言和匯編語言混合編程的方怯,互相取長補短,更好地解決實際間題。
匯編語言生要應用場合有以下幾種:
l)程序要具有較短的運行時問,或者只能占用較小的存儲客量。例如操作系統的核心 程序段,實時控制系統的軟件等。
2)程序與計算機硬件密切相關,程序要直接控制硬件。例如to接口電路的初始化程序段,外部設備的底層驅動程序等。
3)大型軟件需要提高性能、優化處理的部分。例如計算機系統頻繁調用的子程序、動態鏈接庫等。
4)沒有適合的高級語言的時候。例如開發最新的處理器程序時。
偉福軟件介紹:
偉福系列仿真器偉福仿真品種多、功能強,特點如下:
1)主機+POD組合,通過更換POD,可以對各種CPU進行仿真。
2) 雙平臺:DOS版本,WINDOWS版本。其中WINDOWS版本功能強大。
3) 雙工作模式:a.軟件模擬仿真(不要仿真器也能模擬仿真)。 硬件仿真。
4) 雙CPU結構,100% 不占用戶資源。
5) 雙集成環境:編輯、編譯、下載、調試全部集中在一個環境下。多種仿真器,多類CPU仿真全部集成在一個環境下。可仿真51系列,196系列,PIC系列,飛利蒲公司的552、LPC764、DALLAS320,華邦438等51增強型CPU。為了跟上形勢,現在很多工程師需要面對和掌握不同和項目器、編輯器、編譯器。偉福 WINDOWS調試軟件為您提供了一個全集成環境,統一的界面,包含一個項目管理器,一個功能強大的編輯器,匯編Make、Build和調試工具并提供一個與第三方編譯器的接口。
6) 強大的分析儀綜合調試功能:隨著科學技術的發展,單片機通訊方面的運用越來越多。有了邏輯儀,用它可以分別或者同時對發送方、接收方的輸入或者輸出波形進行記錄、存儲、對比、測量等各種直觀的分析,可以將實際輸出通訊報文的波形與源程序相比較,可立即發現問題所在。從而極大地方便了調試。
7) 強大的追蹤器功能:追蹤功能以總線周期為單位,實時記錄仿真過程中CPU發生的總線事件,其觸發條件方式同邏輯分析儀。追蹤窗口在仿真停止時可收集顯示追蹤的CPU指令記憶信息,可以以總線反匯編碼模式、源程序模式對應顯示追蹤結果。屏幕窗口顯示波形圖最多追蹤記憶指令32K并通過仿真器的斷點、單步、全速運行或各種條件組合斷點來完成追蹤功能。總線跟蹤可以跟蹤程序的運行軌跡。可以軟件運行時間。
編程方法
本系統中傳輸協議為9600,8,N,1,即波特率為9600b/s,傳送8個數據位。沒有校驗位,一個停止位。在PC機中也設置為相同的協議。1)控制寄存器SCON的設置為:SM0、SM1為0、1,即為串行工作方式1,REN為1,即允許接收。這樣SCON中的值是0X50H,(使用匯編語言是MOV SCON,#50H。)2)TMOD寄存器的設置為:使用定時器1。M0=0,M1=1,工作于方式2,自動重新載入計數值。TMOD=0X20H。(使用匯編語言是MOV TMOD,#20H)3) 波特率的設置:本系統上的工作時鐘為11.0592MHz, 波特率為9600b/s,對TH1的重載入計數器值由下式計算可得:TH1=256-11059200/384*9600=253=FDH TH1=0XFDH(使用匯編語言是MOV TH1,#0FDH)。
流程圖如右:
根據以上設置匯編編寫串行端口的初始化程序:
接收程序:
MAIN: MOV TMOD,#20H ;
MOV TH1,#0FDH;
MOV TL1,#0FDH;
SETB TR1;
MOV SCON,#50H;
LOOP: JBC RI,DISP
SJMP LOOP
DISP: MOV A,SBUF
MOV DPTR,#TAB
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
SJMP LOOP
TAB: DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH
DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH
DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH
DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH
DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH
DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH
DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H
DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH
DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H
END
發送程序:
ORG 0000H
START: MOV TMOD,#20H;
MOV TL1,#0FDH
MOV TH1,#0FDH;
SETB TR1
MOV SCON,#40H
MOV R0,#20H
MOV R7,#32
MOV A,#40
LOOP1:
MOV @R0,A
INC A
INC R0
DJNZ R7,LOOP1
MOV R0,#20H
MOV R7,#32
LOOP: MOV A,@R0
ACALL YANSHI
ACALL SPOUT
INC R0
DJNZ R7,LOOP
SJMP START
SPOUT:
MOV SBUF,A
JNB TI,$
CLR TI
RET
YANSHI: MOV R6,#250
D1: MOV R5,#250
DJNZ R5,$
DJNZ R6,D1
RET
END
3.3上位機(PC機)串行及程序設計
3.3.1 平臺介紹及編程方法
VB語言簡介
在本系統中PC機采用Visual Basic(簡稱VB)編程。VB已成為WINDOWS系統開發的主要語言,以其高效、簡單易學及功能強大的特點越來越為廣大程序設計人員及用戶所青睞。VB支持面向對象的程序設計,具有結構化的事件驅動編程模式并可以使用無限擴增的控件,而且可以十分簡便地作出良好的人機界面。
用VB6.0開發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函數編寫串行通信程序較為復雜,需要掌握大量的通信知識,其優點是可實現的功能更豐富、應用面更廣泛,適合于編寫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,并通過控件屬性對串口參數進行設置,比較容易地解決了串口通信問題。該控件可設置串行通信的數據發送和接收,對串口狀態及串口通信的信息格式和協議進行設置。這是一個標準的十位串口通信,包括8位標準數據和數據的起始位和停止位。在發送或接收數據過程中觸發OnComm事件,通過編程訪問 CommEvent屬性了解通信事件的類型,分別進行各自的處理。每個通信控件對應一個串口,可以設計多個通信控件來訪問多個通信口。
PC機程序設計流程圖如下示
NO
YES
NO
YES
3.3.2 VB6.0的控件及通信方式
MSComm通訊控件簡介
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控件串口具有完善的串口數據的發送和接收功能。通過此控件,PC機可以利用串行口與其它設備實現輕松連接,簡單高效地實現設備之間的通訊。此控件的事件響應有兩種處理方式,事件驅動方式:由MSComm控件的OnComm事件捕獲并處理通訊錯誤及事件;查詢方式:通過檢查CommEvent屬性的值來判斷事件和錯誤。
1)MSComm控件的主要屬性和方法
a. CommPort:設置或返回串行端口號,其取值范圍為1—99,缺省為1
b. Setting: 設置或返回串行端口的波特率、奇偶校驗位、數據位數、停位。如:MSComm.Setting="9600, n, 8, 1”。
c. PortOpen:打開或關閉串行端口。
d. RThreshold:該屬性為一閥值,它確定當接收緩沖區內字節個數達到或超過該值后就產生MSComml--OnComm事件。
e. Input:從接收緩沖區移走一串字符。
f. Output:向發送緩沖區傳送一字符串。
2)CommEvent屬性 :
如果在通訊過程中發生錯誤或事件,就會引發OnComm事件并由CommEvent 屬性代碼反映錯誤類型,可根據該屬性值來執行不同的程序操作或數據處理。以下是部分屬性常數值及其含義:
a. ComEvSend:其值為1,發送緩沖區的內容少于SThreshold指定的值。
b. ComEvReceive:其值為2,接收緩沖區內字符數達到RThreshold值,該事件在緩沖區中數據被移走前將持續產生。
c. ComEventRxParity:其值為1009,奇偶校驗。
d. ComEvEOF:其值為7,接收數據中出現文件結束字符。
本系統采用事件驅動方式進行串口通信設計,下圖2為上位機通信界面,設計了2個命令按扭,分別為發送、清空數據;兩個文本框,Text1用于輸入需從下位機讀取的數,Text2用于顯示下位機發送來的數據;3個Frame控件,一個Label控件,當然還需要一個MSComm控件。
MSComm控件屬性設置如圖1示:
(圖2)
下面是MSComm控件的初始化程序、部分數據發送和接受程序
4調試與結論
該系統目前已調試成功,完成了PC機與51單片機之間的串行。并且實現了下列功能:1)在VB界面上發送任一數字在51單片機的數碼管上都能成功的接收 2)同樣通過向51單片機內寫入的程序,在VB界面上可以接收到相對應的內容且運行良好。
調試過程如下:
硬件方面:
該系統的硬件調試主要是排查單片機印刷電路板的問題和連接上的一些問題。在該系統中,首先通過了仔細地推敲系統原理,確認無誤;其次對照設計圖紙查印制電路板,看是否有粘接等工藝現象;最后,檢查外圍連接是否有誤,通過這幾個方面的反復調試,可確保電路板的無誤性。
在本系統的硬件調試過程中,出現了下列兩種情況
1)電壓不穩定而導致程序無法寫入的情況,使電壓穩定的方法是改用新的電池,或者是再次設計電源方案,在這里是用電源接通教學實驗板,然后再把教學實驗板與本系統相 連接,這樣,就可以得到穩定的電壓了。
2)還出現的一個問題是數碼管不顯示,檢查后是焊接上出現了一點的失誤。
軟件方面:
本系統在軟件調試方面也沒有規律可循,調試時更多的是憑經驗。軟件調試的主要任務是排查錯誤。通過在Wave E2000編譯器下調試程序,有兩種錯誤,一種錯誤,也就是語法錯誤,是很容易被發現的,另一種是功能錯誤,是指在沒有語法錯誤的基礎上,由于設計思想或算法的問題導致不能實現軟件功能的一種錯誤。調試過程中出現的問題主要有以下四個方面:
1)用其它串口調試軟件能夠很好的實現兩者之間的串行通信,成功的接收和發送數據,但使用我們的VB程序卻不能實現,要么只能實現接收功能,要么只能實現發送功能。之后通過對VB程序做多次的改動與測試才達到理想的結果。
2)在VB界面上發送的數據與單片機的數碼管上顯示的數字不相符,這個問題是我們匯編程序的問題,由于匯編符號的繁多加上我們的粗心在輸入代碼的過程中難免出現一些看不見的問題,造成調試過程中出現意外。借此我想提醒大家的是搞設計搞研究必須做到細心,要有一顆敬業的心對待我們接受的任務,有耐心面臨出現的困難。
3)由于要實現上下位機的串行通信,所以兩者之間的波特率是否一致也是一個不容忽視的問題,在開始我并沒有太注意這個方面的情況,到各方面的準備工作都做好要進行調試的時候,才發現有個二者波特率設置是否相同將影響到整個通信過程,我趕緊作了修改才免遭一次調試失敗。
4)還有最后一點注意的地方是,利用MSComm控件比較方便地開發串行通信程序,實現串行通訊原理已經得到實驗結果驗證,考慮到將來對系統實時性的要求,采用了MSComm控件的查詢處理機制,避免了中斷處理機制的不穩定和不連續性,而且還可以很方便地控制多個串口,只需插入多個MSComm控件,并為每個MSComm控件編寫OnComm()函數。但是我們也清楚的體會到MSComm控件在VB中的使用較為復雜。這一點是我們以后在運用中需要加強的地方。
伴隨著單片微型機技術的發展,人們已越來越多地采用單片機來對一些控制系統中如溫度、流量和壓力等參數進行檢測和控制。希望通過大家的共同努力能在PC機與單片機這方面取得新的成績有突出的表現,能夠很好的將學到知識運用到實際生活中,比如上面提到的利用單片機實現對溫度的實時檢測與控制已經得到廣泛的應用。另外我們還可以在單片機的接口上再加接顯示器,這樣就更能方便的對系統進行操作與控制。
通過這次畢業設計,我深刻體會到專業知識、專業技能分析和解決問題的能力在實際生活中是多么的重要,在完成設計任務的同時我這些方面的能力有了一個全面的提高和鍛煉。具體表現在對單片機與PC機的串行通信的基本原理、單片機應用系統開發過程,以及在常用編程設計思路技巧(匯編語言與VB)的掌握方面都向前邁了一大步,為日后使我能成為合格的應用型人才打下了良好的基礎。
采用本系統實現PC機與單片機串行通信與一般其它系統的比較:一般的PC機與單片機之間的串行通信,需要單片機采集數據,然后用異步串行通訊方式傳給PC機。相對而言通訊速率不是很理想,在一些要求通訊傳輸速率比較快的地方,普通的PC機與單片機之間的串行通信顯然是不能滿足其要求的。利用VB6.0 的事件驅動方式可以很方便地開發數據采集與監控系統,用單臺PC 機可以測量和監控多路控制信號,整控制系統設計方便,對小型測控系統的設計具有很大的實用性。且傳輸數據的速率要比普通的串行通信要快些。
對于目前廣泛應用的Windows下實現PC機與單片機之間的通信問題,希望大家能提出寶貴的意見。
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