工業(yè)控制領(lǐng)域(如DCS系統(tǒng)),經(jīng)常涉及到串行通信問題。為了實(shí)現(xiàn)微機(jī)和單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換,人們用各種不同方法實(shí)現(xiàn)串
行通信,如DOS下采用匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言,但在Windows 環(huán)境下卻存在一些困難和不足。在Windows操作系統(tǒng)已經(jīng)占據(jù)統(tǒng)治地位的情況
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      技術(shù)頻道

      用VC++6.0實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換

      工業(yè)控制領(lǐng)域(如DCS系統(tǒng)),經(jīng)常涉及到串行通信問題。為了實(shí)現(xiàn)微機(jī)和單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換,人們用各種不同方法實(shí)現(xiàn)串
      行通信,如DOS下采用匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言,但在Windows 環(huán)境下卻存在一些困難和不足。在Windows操作系統(tǒng)已經(jīng)占據(jù)統(tǒng)治地位的情況
      下(何況有些系統(tǒng)根本不支持DOS如Windows2000)開發(fā)Windows 環(huán)境下串行通信技術(shù)就顯得日益重要。VC++6.0是微軟公司于1998年
      推出的一種開發(fā)環(huán)境,以其強(qiáng)大的功能,友好的界面,32位面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)及Active X的靈活性而受廣大軟件開發(fā)者的青睞,
      被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。應(yīng)用VC++開發(fā)串行通信目前通常有如下幾種方法:一是利用Windows API通信函數(shù);二是利用VC的標(biāo)準(zhǔn)通信
      函數(shù)inp、inpw、inpd、outp、outpw、outpd等直接對(duì)串口進(jìn)行操作;三是使用Microsoft Visual C++的通信控件(MSComm);
      四是利用第三方編寫的通信類。以上幾種方法中第一種使用面較廣,但由于比較復(fù)雜,專業(yè)化程度較高,使用較困難;第二種需要了
      解硬件電路結(jié)構(gòu)原理;第三種方法看來(lái)較簡(jiǎn)單,只需要對(duì)串口進(jìn)行簡(jiǎn)單配置,但是由于使用令人費(fèi)解的VARIANT 類,使用也不是很容
      易;第四種方法是利用一種用于串行通信的CSerial類(這種類是由第三方提供),只要理解這種類的幾個(gè)成員函數(shù),就能方便的使
      用。筆者利用CSerial類很方便地實(shí)現(xiàn)了在固定式EBM氣溶膠滅火系統(tǒng)分區(qū)啟動(dòng)器(單片機(jī)系統(tǒng))與上位機(jī)的通信。以下將結(jié)合實(shí)例,
      給出實(shí)現(xiàn)串行通信的幾種方法。
      1 Windows API通信函數(shù)方法
        與通信有關(guān)的Windows API函數(shù)共有26個(gè),但主要有關(guān)的有:
      CreateFile() 用 “comn”(n為串口號(hào))作為文件名就可以打開串口。
      ReadFile() 讀串口。
      WriteFile() 寫串口。
      CloseHandle() 關(guān)閉串口句柄。
        初始化時(shí)應(yīng)注意CreateFile()函數(shù)中串口共享方式應(yīng)設(shè)為0,串口為不可共享設(shè)備,其它與一般文件讀寫類似。以下給出API實(shí)
      現(xiàn)的源代碼。

      1.1 發(fā)送的例程

      //聲明全局變量

      HANDLE m_hIDComDev;
      OVERLAPPED m_OverlappedRead, m_Over lappedWrite;

      //初始化串口

      void CSerialAPIView::OnInitialUpdate()
      {
      CView::OnInitialUpdate();
      Char szComParams[50];
      DCB dcb;
      Memset(&m_OverlappedRead, 0, sizeof (OVERLAPPED));
      Memset(&m_OverlappedWrite, 0, sizeof (OVERLAPPED));

      m_hIDComDev = NULL;
      m_hIDComDev = CreateFile(“COM2”, GENERIC_READ│GENERIC_WRITE, 0, NULL,
      OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL│FILE_FLAG_OVERLAPPED, NULL);

      if (m_hIDComDev == NULL)
      {
      AfxMessageBox(“Can not open serial port!”);
      goto endd;
      }

      memset(&m_OverlappedRead, 0, sizeof (OVERLAPPED));
      memset(&m_OverlappedWrite, 0, sizeof (OVERLAPPED));
      COMMTIMEOUTS CommTimeOuts;
      CommTimeOuts.ReadIntervalTimeout=0×FFFFFFFF;
      CommTimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0;
      CommTimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant = 0;
      CommTimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 0;
      CommTimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant = 5000;
      SetCommTimeouts(m_hIDComDev, &CommTimeOuts);
      Wsprintf(szComparams, “COM2:9600, n, 8, 1”);

      m_OverlappedRead. hEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);
      m_OverlappedWrite. hEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);

      dcb. DCBlength = sizeof(DCB);
      GetCommState(m_hIDComDev, &dcb);
      dcb. BaudRate = 9600;

      dcb. ByteSize= 8;
      unsigned char ucSet;

      ucSet = (unsigned char) ((FC_RTSCTS&FC_DTRDSR) != 0);
      ucSet = (unsigned char) ((FC_RTSCTS&FC_RTSCTS) ! = 0);
      ucSet = (unsigned char) ((FC_RTSCTS&FC_XONXOFF) ! = 0);

      if (!SetCommState(m_hIDComDev, &dcb)‖
      !SetupComm(m_hIDComDev,10000,10000)‖
      m_OverlappedRead. hEvent ==NULL‖
      m_OverlappedWrite. hEvent ==NULL)
      {
      DWORD dwError = GetLastError();
      if (m_OverlappedRead. hEvent != NULL)
      CloseHandle(m_OverlappedRead. hEvent);
      if (m_OverlappedWrite. hEvent != NULL)
      CloseHandle(m_OverlappedWrite. hEvent);

      CloseHandle(m_hIDComDev);
      }
      endd:
      ;
      }

      //發(fā)送數(shù)據(jù)

      void CSerialAPIView::OnSend()
      {
      char szMessage[20] = “thank you very much”;

      DWORD dwBytesWritten;

      for (int i=0; i<sizeof(szMessage); i++)
      {
      WriteFile(m_hIDComDev, (LPSTR)&szMessage[i], 1, &dwBytesWritten, &m_OverlappedWrite);

      if (WaitForSingleObject(m_OverlapperWrite, hEvent, 1000))dwBytesWritten = 0;
      else
      {
      GentOverlappedResult(m_hIDComDev, &m_OverlappedWrite, &dwBytesWritten, FALSE);
      m_OverlappedWrite. Offset += dwBytesWritten;
      }

      dwBytesWritten++;
      }
      }

      1.2 接收例程

      DCB ComDcb; //設(shè)備控制塊

      HANDLE hCom; //global handle

      hCom = CreateFile ("COM1",GENERIC_READ| GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,NULL);

      if (hCom==INVALID_HANDLE_value)
      {
      AfxMessageBox("無(wú)法打開串行口");
      }
      else
      {
      COMMTIMEOUTS CommTimeOuts ;
      SetCommMask(hCom, EV_RXCHAR ) ;
      SetupComm(hCom, 4096, 4096 ) ; /*設(shè)置收發(fā)緩沖區(qū) 尺寸為4K */
      PurgeComm(hCom, PURGE_TXABORT| PURGE_RXABORT | PURGE_TXCLEAR| PURGE_RXCLEAR ) ; //清收發(fā)緩沖區(qū)

      //以下初始化結(jié)構(gòu)變量CommTimeOuts, 設(shè)置超時(shí)參數(shù) CommTimeOuts.ReadIntervalTimeout = 0×FFFFFFFF ;

      CommTimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0;
      CommTimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant = 4000;
      CommTimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 0;
      CommTimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant = 4000;
      SetCommTimeouts(hCom, &CommTimeOuts ); //設(shè)置超時(shí)參數(shù)
      ComDcb.DCBlength = sizeof( DCB );
      GetCommState( hCom, &ComDcb ); //獲取當(dāng)前參數(shù)
      ComDcb.BaudRate =9600; //波特率
      ComDcb.ByteSize = 8; //數(shù)據(jù)位
      ComDcb.Parity = 0; /*校驗(yàn) 0~4=no, odd, even, mark, space */
      SetCommState(hCom, &ComDcb ) ;

      } //設(shè)置新的通信參數(shù) 接收可用定時(shí)器或線程等

      DWORD dRead,dReadNum;

      unsigned char buff [200];

      dRead=ReadFile(hCom, buff, 100, &dReadNum, NULL); //接收100個(gè)字符,

      //dReadNum為實(shí)際接收字節(jié)數(shù)

       

      2 利用端口函數(shù)直接操作
      這種方式主要是采用兩個(gè)端口函數(shù)_inp(), _outp()實(shí)現(xiàn)對(duì)串口的讀寫,其中讀端口函數(shù)的原型為:
      int _inp(unsigned shot port)
      該函數(shù)從端口讀取一個(gè)字節(jié),端口號(hào)為0~65535。
      寫端口的函數(shù)原型為:
      int _outp(unsigned shot port, int databyte)
      該函數(shù)向指定端口寫入一個(gè)字節(jié)。
        不同的計(jì)算機(jī)串口地址可能不一樣,通過(guò)向串口的控制及收發(fā)寄存器進(jìn)行讀寫,可以實(shí)現(xiàn)靈活的串口通信功能,由于涉及具體的硬
      件電路討論比較復(fù)雜,在此不加贅述。
      3 MSComm控件
        MSComm控件是微軟開發(fā)的專用通信控件,封裝了串口的所有功能,使用很方便,但在實(shí)際應(yīng)用中要小心對(duì)其屬性進(jìn)行配置。下面詳
      細(xì)說(shuō)明該類應(yīng)用方法。
      3.1 MSComm控件的屬性
      CommPort:設(shè)置串口號(hào),類型 short :1-comm1 2-comm2.
      Settings:設(shè)置串口通信參數(shù),類型 CString :B波特率,P奇偶性(N無(wú)校驗(yàn),E偶校驗(yàn),O奇校驗(yàn)),D字節(jié)有效位數(shù),S停止位。
      PortOpen:設(shè)置或返回串口狀態(tài),類型 BOOL:TURE打開,F(xiàn)ALSE關(guān)閉。
      InputMode:設(shè)置從接收緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)的格式,類型 long: 0-Text 1-Bin。
      Input:從接收緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù),類型 VARIANT。
      InBufferCount:接收緩沖區(qū)中的字節(jié)數(shù),類型:short。
      InBufferSize:接收緩沖區(qū)的大小,類型:short。
      Output:向發(fā)送緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù),類型:VARIANT。
      OutBufferCount:發(fā)送緩沖區(qū)中的字節(jié)數(shù),類型:short。
      OutBufferSize:發(fā)送緩沖區(qū)的大小,類型:short。
      InputLen:設(shè)置或返回Input讀出的字節(jié)數(shù),類型:short。
      CommEvent:串口事件,類型:short。

      3.2 程序示例
      串口初始化
      if (!m_comm.GetPortOpen())m_comm.SetPortOpen(TURE); /*打開串口*/

      m_comm.SetSettings("4800,n,8,1"); /*串口參數(shù)設(shè)置*/
      m_comm.SetInputMode(0); /*設(shè)置TEXT緩沖區(qū)輸入方式*/
      m_comm.SetRthresHold(1); /*每接收一個(gè)字符則激發(fā)OnComm()事件*/

      接收數(shù)據(jù)

      m_comm.SetInputLen(1); /*每次讀取一個(gè)字符
      VARINAT V1=m_comm.GetInput();

      /*讀入字符*/

      m_V1=V1.bstrval;

      發(fā)送字符
      m_comm.SetOutput(Colevariant ("Hello"); /*發(fā)送 “Hello” */

      3.3 注意
        SetOutput方法可以傳輸文本數(shù)據(jù)或二進(jìn)制數(shù)據(jù)。用SetOutput方法傳輸文本數(shù)據(jù),必須定義一個(gè)包含一個(gè)字符串的Variant。
      發(fā)送二進(jìn)制數(shù)據(jù),必須傳遞一個(gè)包含字節(jié)數(shù)組的Variant 到 Output 屬性。正常情況下,如果發(fā)送一個(gè) ANSI 字符串到應(yīng)用程序,
      可以以文本數(shù)據(jù)的形式發(fā)送。如果發(fā)送包含嵌入控制字符、Null 字符等的數(shù)據(jù),要以二進(jìn)制形式發(fā)送。此處望引起讀者注意,筆
      者曾經(jīng)在此犯錯(cuò)。
      4 VC++類CSerial
      4.1 串行通信類CSerial簡(jiǎn)介
      Cserial 是由MuMega Technologies公司提供的一個(gè)免費(fèi)的VC++類,可方便地實(shí)現(xiàn)串行通信。以下為該類定義的說(shuō)明部分。
      class CSerial
      {
      public:
      CSerial();
      ~CSerial();
      BOOL Open( int nPort = 2, int nBaud = 9600 );
      BOOL Close( void );
      int ReadData( void *, int );
      int SendData( const char *, int );
      int ReadDataWaiting( void );
      BOOL IsOpened( void ){ return( m_bOpened ); }
      protected:
      BOOL WriteCommByte( unsigned char );
      HANDLE m_hIDComDev;
      OVERLAPPED m_OverlappedRead, m_OverlappedWrite;
      BOOL m_bOpened;

      }

      4.2 串行通信類Cserial 成員函數(shù)簡(jiǎn)介
      1. CSerial::Cserial是類構(gòu)造函數(shù),不帶參數(shù),負(fù)責(zé)初始化所有類成員變量。
      2. CSerial:: Open這個(gè)成員函數(shù)打開通信端口。帶兩個(gè)參數(shù),第一個(gè)是埠號(hào),有效值是1到4,第二個(gè)參數(shù)是波特率,返回一個(gè)布
      爾量。
      3. CSerial:: Close函數(shù)關(guān)閉通信端口。類析構(gòu)函數(shù)調(diào)用這個(gè)函數(shù),所以可不用顯式調(diào)用這個(gè)函數(shù)。
      4. CSerial:: SendData函數(shù)把數(shù)據(jù)從一個(gè)緩沖區(qū)寫到串行端口。它所帶的第一個(gè)參數(shù)是緩沖區(qū)指針,其中包含要被發(fā)送的資料;
      這個(gè)函數(shù)返回已寫到端口的實(shí)際字節(jié)數(shù)。
      5. CSerial:: ReadDataWaiting函數(shù)返回等待在通信端口緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù),不帶參數(shù)。 6. CSerial:: ReadData函數(shù)從端口接收緩沖區(qū)讀入數(shù)據(jù)。第一個(gè)參數(shù)是void*緩沖區(qū)指針,資料將被放入該緩沖區(qū);第二個(gè)參
      數(shù)是個(gè)整數(shù)值,給出緩沖區(qū)的大小。
      4.3 應(yīng)用VC類的一個(gè)實(shí)例
      1. 固定式EBM氣溶膠滅火系統(tǒng)簡(jiǎn)介
        固定式EBM氣溶膠滅火裝置分區(qū)啟動(dòng)器是專為EBM滅火裝置設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制設(shè)備。可與兩線制感溫、感煙探測(cè)器配套使用,當(dāng)監(jiān)
      測(cè)部位發(fā)生火情時(shí),探測(cè)器發(fā)出電信號(hào)給分區(qū)啟動(dòng)器,經(jīng)邏輯判斷后發(fā)出聲、光報(bào)警,延時(shí)后自動(dòng)啟動(dòng)EBM滅火裝置。為了便于火災(zāi)
      事故的事后分析,需對(duì)重要的火警事件和關(guān)鍵性操作進(jìn)行記錄,記錄應(yīng)能從PC機(jī)讀出來(lái);PC機(jī)能控制、協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的工作,這些
      都涉及通信。本例中啟動(dòng)器采用RS-485通信接口,系統(tǒng)為主從式網(wǎng)絡(luò),PC機(jī)為上位機(jī)。具體的通信協(xié)議為:
      (1)下位機(jī)定時(shí)向上傳送記錄的事件;
      (2)應(yīng)答發(fā)送,即PC機(jī)要得到最新事件記錄,而傳送時(shí)間未到時(shí),PC機(jī)發(fā)送命令,下位機(jī)接收命令后,把最新記錄傳給上位機(jī);
      (3)上位機(jī)發(fā)送其它命令如校時(shí)、啟動(dòng)、停止、手/自動(dòng)等。
      2. 通信程序設(shè)計(jì)
      部分上位機(jī)程序
      (1)發(fā)送命令字程序,代碼如下

      void CCommDlg::OnSend()
      {

      CSerial Serial;

      //構(gòu)造串口類,初始化串行口

      if (Serial.Open(2,9600)) //if-1

      //打開串行口2,波特率為9600bps
      {
      static char szMessage[]="0";

      //命令碼(可定義各種命令碼)
      int nBytesSent;
      int count=0;
      resend:

      nBytesSent=Serial.SendData(szMessage,strlen(szMessage));

      //發(fā)送命令碼
      char rdMessage [20];
      if (Serial.ReadDataWaiting()) //if-2
      {
      Serial.ReadData(rdMessage,88);
      //rdMessage 定義接收字節(jié)存儲(chǔ)區(qū),為全局變量//

      if ((rdMessage[0]!=0x7f)&&(count<3))
      {
      count++;
      goto resend
      }

      if(count>=3)
      MessageBox(“發(fā)送命令字失敗”);
      }

      else //if-2
      MessageBox("接收數(shù)據(jù)錯(cuò)誤");

      }
      else //if-1
      MessageBox("串行口打開失敗");
      }

      下位機(jī)通信程序:

      #include<reg51.h>
      #include<stdlib.h>
      #include<stdio.h>

      #define count 9
      #define com_code 0x00
      #define com_code1 0xff

      unsigned char buffer[count];
      int po,year,month,date,hour;
      int minute,second,recordID ;
      int sum;

      main()
      {

      /*初始化串口和定時(shí)器*/

      TMOD=0×20;
      TH1=0×fd;
      TR1=0×01;
      ET1=0×00;
      ES=1;
      EA=1;

      /*待發(fā)送數(shù)據(jù)送緩沖區(qū)*/

      buffer[0] = 0×ff; //數(shù)據(jù)特征碼
      buffer[1] = count+1; //數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
      buffer[2] = year; //年
      buffer[3] = month; //月
      buffer[4] = date; //日
      buffer[5] = hour; //時(shí)
      buffer[6] = minute; //分
      buffer[7] = second; //秒
      buffer[8] = recordID; //事件號(hào)

      for(po=0;po<count;po++)
      sum+=buffer[po];

      buffer[9]=sum; //校驗(yàn)和

      }

      /*發(fā)送中斷服務(wù)程序*/

      void send(void) interrupt 4 using 1
      {
      int i;

      RI=0;
      EA=0;
      do
      {
      for(i=0;i<=count;i++)
      {
      SBUF=buffer[i]; //發(fā)送數(shù)據(jù)和校驗(yàn)和//
      while(TI==0);
      TI=0;
      }
      while(RI==0);
      RI=0;
      } while(SBUF!=0); //主機(jī)接收不正確,重新發(fā)送//

      EA=1;

      Return;
      }
      5 應(yīng)用總結(jié)
        根據(jù)不同需要,選擇合適的方法。我們選用的用VC++類實(shí)現(xiàn)的上位機(jī)和下位機(jī)的串行通信方法具有使用簡(jiǎn)單、編寫程序方便的
      特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)半年多應(yīng)用于EBM滅火系統(tǒng)的情況來(lái)看,該方法實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,是一種值得推廣的簡(jiǎn)單易行的通信方法。

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