本文基于串口通訊的原理，并以DF-110A型渦輪分子泵控制器為模型，介紹了使用CSerialPort類實現(xiàn)串口通訊的步驟，分析和討論了計算機與單片機進行通訊的協(xié)議，且在VC++6.0的基礎(chǔ)上運用多線程串口編程工具CSerialPort類實現(xiàn)PC機與單片機之間的串口通訊編程。通過協(xié)議改變時，模型做很小的修改就能夠很方便的移植到不同的應(yīng)用系統(tǒng)中，具有很好的擴展性。同時，模型中利用多線程技術(shù)設(shè)計了一個串口監(jiān)視的線程，能實時的監(jiān)視串口狀態(tài)和數(shù)據(jù)，因此具有很好的實時性。

　　在現(xiàn)代工業(yè)控制中，串口通信的應(yīng)用越來越廣泛。單片機和PC機之間的串口通信在進行數(shù)據(jù)交換時經(jīng)常被使用。在串行通信時，要求通信雙方都采用一個標(biāo)準(zhǔn)接口，RS-232C接口是單片機和PC機進行通信最常用的一種接口。單片機與PC機進行串口通信最簡單的三線制法，即接收數(shù)據(jù)針腳(RxD)與發(fā)送數(shù)據(jù)針腳(TxD)相連，彼此交叉，信號地(GND)對應(yīng)相接，如圖1所示。

　　為了實現(xiàn)單片機和PC機之間的串口通信，采用VC++6.0來實現(xiàn)編程，VC++6.0是一種功能強大的面向?qū)ο蟮腤indows編程開發(fā)平臺。與以

　　往DOS下串行通信不同，Windows不提倡應(yīng)用程序直接控制硬件，而是通過Windows系統(tǒng)提供的設(shè)備驅(qū)動程序來進行數(shù)據(jù)傳遞。串口在Win32中是作為文件來處理的，而不是直接對端口進行操作。本文采用多線程串口編程工具CSerialPort類來實現(xiàn)PC機與單片機之間的通訊。

圖1 RS-232端接口

1、使用CSerialPort類實現(xiàn)串行通信

　　CSerialPort類是由RemonSpekreijse提供的串口類，該類支持線連接(非MODEM)的串口編程操作。

　　CSerialPort類是基于多線程的，其工作流程如下：首先設(shè)置好串口參數(shù)，再開啟串口監(jiān)測工作線程，串口監(jiān)測工作線程監(jiān)測到串口接收到的數(shù)據(jù)、流控制事件或其他串口事件后;就以消息方式通知主程序，激發(fā)消息處理函數(shù)來進行數(shù)據(jù)處理，這是對接收數(shù)據(jù)而言的;發(fā)送數(shù)據(jù)可直接向串口發(fā)送。具體實現(xiàn)如下：

　　1.1、添加類文件(SerialPort.h和SerialPort.cpp)并定義類對象m_SerialPort,(若要操作多個串口，則要為每個串口均定義一個類對象)。

　　1.2、串口的初始化

　　串口的初始化代碼一般在OnInitDialog()函數(shù)中實現(xiàn)，下面給出了主要代碼以及定義了一個布爾變量m_bSerialPortOpened用來標(biāo)志串口是否打開。

　　if(m_SerialPort.InitPort(this,nPort,4800,'D',8,1,EV_RXFLAG|EV_RXCHAR,512))

　　{m_SerialPort.StartMonitoring();//啟動監(jiān)測輔助線程

　　m_bSerialPortOpened=TRUE;

　　}

　　else

　　{AfxMessageBox("沒有發(fā)現(xiàn)此串口或被占用");

　　m_bSerialPortOpened=FALSE;

　　}

　　1.3、接收數(shù)據(jù)

　　接收處理在串口事件消息處理函數(shù)OnComm()中實現(xiàn)。并將接收到的字符顯示在接收編輯框中，下面代碼中，定義了接收數(shù)據(jù)變量m_ReceiveData,WPARAM、LPARAM類型是多態(tài)數(shù)據(jù)類型(polymorphicdatatype),根據(jù)需要自動適應(yīng)，每當(dāng)串口接收緩沖區(qū)內(nèi)有一個字符時，就會產(chǎn)生一個WM_COMM_RXCHAR消息，觸發(fā)OnComm()函數(shù)，這時就轉(zhuǎn)到函數(shù)中進行數(shù)據(jù)處理。

　　LONGCFD110ADlg::OnComm(WPARAMch,

　　LPARAMport)

　　{m_ReceiveData+=ch;

　　UpdateData(FALSE);//將接收到的字符顯示在接收編輯框中

　　return0;

　　}

　　1.4、數(shù)據(jù)發(fā)送

　　if(!m_bSerialPortOpened)return;//檢查串口是否打開

　　UpdateData(TRUE);//讀入編輯框中的數(shù)據(jù)

　　m_SerialPort.WriteToPort((LPCTSTR)m_strSend-Data);//發(fā)送數(shù)據(jù)

2、PC機與單片機之間的相互通信

　　FD-110A型分子泵控制器是供高速無刷直流電動機的電子換向器，其使用51系列單片機

　　作為控制器。具有4位LED數(shù)碼管顯示頻率、電壓、電流值;3只鍵盤用于啟動、停止控制，頻率、電壓、電流顯示切換及高、低轉(zhuǎn)速設(shè)置;過流、過熱、超時聲光保護報警;本地線控和遠程RS232通訊控制。

　　2.1、C51單片機串行口協(xié)議

　　(1)通訊波特率4800bit/S,格式8.1.1

　　(2)命令格式：

　　長度：參數(shù)的長度。無參數(shù)時填零。

　　異或效驗：從命令碼開始。

　　2.2、PC機與單片機接通后，PC機發(fā)送以下命令：

　　AB800080分子泵停止工作

　　AB810081分子泵啟動工作

　　AB820082設(shè)置430Hz

　　AB830083設(shè)置704Hz

　　AB840084要工作狀態(tài)

　　其中命令“AB800080”解釋如下

　　AB：包頭-同步碼

　　80：命令字

　　00：參數(shù)長度，無參數(shù)時填零

　　80：異或效驗碼

　　2.3、單片機上傳數(shù)據(jù)

　　當(dāng)啟動分子泵時，隨著分子泵旋轉(zhuǎn)速度的增加，4位LED數(shù)碼顯示數(shù)字隨之增加，當(dāng)顯示穩(wěn)定在704Hz±10后分子泵加速完畢，進入勻速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。此時向單片機發(fā)送命令，單片機即可返回當(dāng)前數(shù)據(jù)，就可以獲得分子泵的當(dāng)前工作狀態(tài)。

　　具體說明如下：

　　(1)上傳命令

　　(2)上傳命令參數(shù)

　　(3)狀態(tài)字節(jié)

　　注意：等于1時，有效。

　　2.4、實現(xiàn)的程序代碼

　　//各種命令參數(shù)

　　constCStringSTARTMOTOR=“AB810081”

　　constCStringCLOSEMOTOR=“AB800080”

　　constCStringSET430Hz=“AB820082”

　　constCStringSET704Hz=“AB830083”

　　constCStringWORKSTATUS=“AB840084”

　　constCStringBACKDATA=“AB91078491”

　　//當(dāng)前運動狀態(tài)

　　constintStartMotor=0;

　　constintCloseMotor=1;

　　constintSet430HZ=2;

　　constintSet704HZ=3;

　　constintWorkStatus=4;

　　//啟動分子泵

　　CStringstr;//臨時變量

　　str=m_strSendData;

　　m_strSendData=STARTMOTOR;

　　StrtoHex(m_strSendData);

　　CountDisplay(m_strSendData);

　　m_strSendData=str;

　　CurrentControlStatus(0);

　　……………

　　//關(guān)閉分子泵

　　CStringstr;//臨時變量

　　str=m_strSendData;

　　m_strSendData=CLOSEMOTOR;

　　StrtoHex(m_strSendData);

　　CountDisplay(m_strSendData);

　　m_strSendData=str;

　　CurrentControlStatus(1);

　　…………

　　//用于顯示分子泵當(dāng)前工作狀態(tài)

　　CStringstr;

　　CStringstrTemp;

　　switch(ControlStatus)

　　{

　　……………

　　case1:

　　str="分子泵已關(guān)閉";

　　strTemp.Format("當(dāng)前工作狀態(tài):%s",str);

　　m_ctrlControlStatus.SetWindowText(strTemp);

　　//顯示當(dāng)前工作狀態(tài)

　　break;

　　……………

　　UpdateData(FALSE);

　　}

3、結(jié)論

　　本文在PC機與單片機之間的串口通訊實例中，并非直接去編寫單片機(下位機)程序，而是直接面向通信協(xié)議編寫PC機(上位機)端運行的智能軟件，從而實現(xiàn)與單片機之間的串口通訊，該方法有兩大優(yōu)點：①同一上層客戶端軟件可以與不同的單片機之間實現(xiàn)串口通訊，從而實現(xiàn)對單片機的空控制。②如果控制任務(wù)特別多，多用戶也可以通過上位機運行的智能軟件來對同一單片機共同分擔(dān)各自的控制任務(wù)。