PC機(jī)與PIC單片機(jī)串行通訊的實(shí)現(xiàn)

于萬民，王哈力，鄭洪平
(哈爾濱理工大學(xué) 黑龍江哈爾濱 150040；
2．齊齊哈爾鐵路車輛(集團(tuán))有限責(zé)任公司
黑龍江齊齊哈爾 161002)

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和微機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)與其外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸越發(fā)顯得重要。而串行通訊技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這一功能的有效途徑，他具有使用方便、數(shù)據(jù)傳輸可靠、適用于遠(yuǎn)距離通訊的特點(diǎn)，在工業(yè)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、檢測等系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。
1 異步串行通訊的原理及硬件電路的實(shí)現(xiàn)

1．1 異步串行通訊的原理

在異步通訊中，數(shù)據(jù)是一幀一幀傳送的，其數(shù)據(jù)格式如圖1所示。

在幀格式中，一個(gè)字符由4部分組成：起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位。首先是一個(gè)起始位"o"，然后是5～8位數(shù)據(jù)(規(guī)定低位在前，高位在后)，接下來是奇偶校驗(yàn)位(可省略)，是停止位"1"。起始位"o"信號只占用1位，用來通知接收設(shè)備一個(gè)待接收的字符開始到來。線路上在不傳送字符時(shí)應(yīng)保持為"廣。接收端不斷檢測線路的狀態(tài)，若連續(xù)為"1"以后又檢測到一個(gè)"o"，就知道發(fā)來一個(gè)新字符，應(yīng)馬上準(zhǔn)備接收。

1．2 硬件電路的實(shí)現(xiàn)

PC機(jī)與PICl6C711單片機(jī)之間的串行異步通訊采用RS232接口電路實(shí)現(xiàn)，利用計(jì)算機(jī)的串行接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。因?yàn)镽S232邏輯電子對地是對稱的，與TTI。，CMOS邏輯電平完全不同。邏輯"1"電平為一5～15V之間，邏輯電平"0"為+5～15V之間，其與單片機(jī)的邏輯電平不一致，必須進(jìn)行電子轉(zhuǎn)換，采用MCl488和MCl489芯片可分別實(shí)現(xiàn)TTL-RS232和RS232-TTL之間的電平轉(zhuǎn)換。接口電路圖如圖2所示。

2 PC機(jī)通訊程序的編制

利用VC++6．0在Windows 98以上的環(huán)境下運(yùn)行，VC實(shí)現(xiàn)串行通訊有3種途徑：

(1)利用MSComm控件，他是Microsoh公司提供的簡化WindOWS串行通訊編程的ActiveX控件，他為應(yīng)用程序提供了處理串行通訊的2種方法：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)法和查詢法；

(2)利用Cseria1Pont類進(jìn)行串口通訊，他適合于需要使用多個(gè)串口時(shí)的通訊；

(3)用Win API函數(shù)對串口進(jìn)行操作。

本文以VC++6．0調(diào)用Win API函數(shù)為例編程實(shí)現(xiàn)。Win API函數(shù)對串口進(jìn)行操作不是對端口直接進(jìn)行讀寫，而是把所有的設(shè)備都看成文件，從而進(jìn)行相應(yīng)的文件操作。

第1步，在MainForm．cpp定義全局變量HANDLE hCom；／／準(zhǔn)備打開的串口的句柄HANDLEh Comm WatchThread；／／輔助線程的全局函數(shù)

第2步，打開串口，設(shè)置串口hCom=CreateFile(〞COMl〞，GENERIC_READ︱GENERIC_WRITE，NULL， OPEN_EXISTING， FILE_ FLAG_OVERLAPPED，NULL)；／／這里，我們使用FILE_FLAG_OVERLAPPED結(jié)構(gòu)，這正是使用API函數(shù)實(shí)現(xiàn)非阻塞通訊的關(guān)鍵所在。

ASSERT(hCom! ＝INVALID HANDLE VALUE)；
／／檢測打開串口操作是否成功
SetCommMask(hCom，EVRXCHAR IEVTXEMPTY)；
／／設(shè)置事件驅(qū)動(dòng)的類型
SetupComm(hCom，1024，512)； ／／設(shè)置輸入緩沖區(qū)的大小
PurgeComm (hCom， PURGE TXABORT ︱ PURGE RXABORT︱PURGETXCLEAR︱PURGE RXCLEAR)；
／／清理輸入輸出緩沖區(qū)
COMMTIMEOUTS Comm丁imeOuts；
／／定義超時(shí)結(jié)構(gòu)，井填寫該結(jié)構(gòu)
SetCommTimeOuts (hCom，&CommTimesOuts)；
／／設(shè)置讀寫操作所允許的超時(shí)
DCB dcb； ／／設(shè)置數(shù)據(jù)控制快的結(jié)構(gòu)
dcb．BaudRate＝9600； ／／設(shè)置波特率
dcb．ByteSze=8；
dcb．StopBits＝onestopbit；
dcb．fBinary＝TRUE； ／／二進(jìn)制通訊格式
dcb．fPar北y：FALSE；
SetCommState(Hcom，&dcb) ／／串口參數(shù)配置

第3步，啟動(dòng)一個(gè)輔助線程，用于串口事件的處理。這里用他來監(jiān)視串口狀態(tài)，主線程則可專心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

HCommWatchThread ＝CreateThread ((LPSECURITY_ATTRIBUTES) NULL， (LPTHEARD_ START - ROUTINE) CommWatchPROC， GetSafeHwnd ( )，&dwThreadID)；
ASSERT(hCommWatchThread! =NULL)；

第4步，要為輔助線程寫一個(gè)全局函數(shù)，主要完成數(shù)據(jù)接收的工作。

UNIT CommWatchProc(HWND hSendWnd)
{DWORD dwEvtMask=0；
SetCommMask(hCom，EV_RXCHAR︱EV_ _TXEMPTY)；
／／有哪些串口事件需要監(jiān)視
WaitCommEvent(hCom，&dwEvMask，Os)；
／／等待串口通訊事件的發(fā)生
If(dwEvtMask&EV_RXCHAR)= =EV_RXCHAR)
／／緩沖區(qū)中有數(shù)據(jù)到達(dá)
{COMSTART ComStari；
DWORD dwLenlgth；
ClearCommError(hCom，&dwErrorFlags，&ComStart)；
DwLength=ComStat．cbInQuei ； ／／輸入緩沖區(qū)有多少數(shù)據(jù)
If(dwLenlTth>0)
{BOOL fReadStari
fReadStat = =ReadFile (hCom， 1pBuffer，dwLength，
&dwBytesRead，，&Read_OS(npTTYInfO))；
／／讀數(shù)據(jù)因?yàn)槭褂?pOverlapped結(jié)構(gòu)，ReadFile()立即返回
FALSE；
If(! fReadStat)
{if(GetLastError()= =ERROR_IO_PENDIN)
{while (! GetOverLappedReault (hCom，&READ_OS
(opTTYInfo)，&dwNytesRead，TRUE)
{dWError=GetlastError()；
if(dwError＝＝ERROR_IO_INCOMPLETE)
CONTINUE； ／／緩沖區(qū)數(shù)據(jù)沒有讀完，繼續(xù)
……}
∷ PostMessage (( HWND ) hSendWnd， WM
NOTIFYPROCESS，0，0)； ／／通知主線程，串口接到數(shù)據(jù)}

第5步，在主線程中發(fā)送下行命令：

BOOL f WriteStat；
Char szBuffer[count]；
／／準(zhǔn)備好發(fā)送的數(shù)據(jù)，放在szBuffer[]中
FWrirteStar＝WriteFile(hCom，szBuffer，dwbytesToWrite，
&dwBytesWritten&WRITE_OS(npTTYInof))；
int err=GetLastError()；
if(!fWriteStat){if(GetLastError()= =ERROR_IO_PENDING)
{while (! GetOverlappedResult (hCom，&WRITE OS
(npTTYInfO)，&dwBytesWritten，true))
{dwError=GetLasrError()；
if(dwError= =ERROR_IO_INCOMPLETE)
{dwBytesSent+＝dwbytesWritten；
continue；))}}

3 PIC"C711單片機(jī)串行通訊的實(shí)現(xiàn)

本文以單片機(jī)對溫度傳感器DSl820進(jìn)行數(shù)據(jù)采集為例，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)的通訊。限于篇幅，給出傳送一個(gè)DSl820信號到串口的主要部分程序：

A2 EQU 2 ／／RA2接收數(shù)據(jù)端
A1 EQU 1 ／／RAl發(fā)送數(shù)據(jù)
RCVREG EQU 26
R-COUNT EQU 27 ／／接收數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器
T-COUNT EQU 28 ／／發(fā)送數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器
MSB EQU 7
NUM EQU 6B ／／設(shè)置下位機(jī)序號67
NUM-ADDR EQU 2A ／／存儲本機(jī)號碼的地址
SEN-CODE EQU 39 ／／傳感器信號存放地址
MAIN CALL SUB-INIT ／／初始化程序
CALL SUB-REC ／／調(diào)用接收子程序
CALL SUB_ COMP ／／對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理
CALL
SUB_TRANS ／／發(fā)送數(shù)據(jù)子程序
GOTO
EXIT
SUB_INITCLRF RA
BCF STATUS，RP0
MOVLW B'00001101' ／／初始化MOVWF
TRISA
MOVLW NUM
MOVWF NUM
RETURN
SUB-REC
RCVR BTFSCRA，A2 ／／檢測起始位
GOTO RCVR ／／ 未檢測到
MOVL W2 ／／接收的數(shù)據(jù)位數(shù)
MOVWF R_COUN
R_NEXTCALL DELAY ／／調(diào)用延時(shí)程序
BCF STATUS，C
RRF RCVREG
BTFSC RA，A2
BSF RCVREG，MSB
CALL DELAY
DECFSZ R_COUNT
GOTO R_NEXT
RETURN
SUB_COMPMOVLW 6A
MOVWF CONT
MOVFCONT，W
XORWF NUM_ADDR，1 MOVLW
1 ；
ADDWF NUM_ADDR，1 DECFSZ
NUM-ADDR，1
GOTO EXIT
NOP
OVERNOP
RETURN
SUB_TRANSMOVLW 3 ／／發(fā)送的數(shù)據(jù)位數(shù)
MOVWF T_ COUNT
MOVLW 2A
MOVWF SEN_CODE
BCF RA，A1 ／／設(shè)置發(fā)送起始位0
T_NEXTCALL DELAY
RRF SEN_CODE
BTFSC STATUS，C
BSF RA，A1 ／／發(fā)送數(shù)據(jù)位"1"
BTFSS STATUS，C
BCF RA，A1 ／／發(fā)送數(shù)據(jù)位"0"
DECFS2T_COUNT
GOTO T_NEXT
CALL DELAY
BSF RA，A1 ／／發(fā)送停止位
RETURN
EXITNOP
END

4 結(jié) 語

本文所論述的通訊方法曾在對氣體傳感的在線檢測中應(yīng)用，由于DSl820為數(shù)字傳感器，因此利用單片機(jī)可直接對DSl820操作，將溫度值存儲在單片機(jī)通用寄存器中，通過VC調(diào)用WinAPI函數(shù)對串口讀寫，可將溫度值及氣體傳感器信號采集到PC機(jī)界面，從而實(shí)現(xiàn)對氣體傳感器在不同溫度值下的在線檢測。實(shí)踐證明，利用VC開發(fā)通訊系統(tǒng)，從底層到上層直接面向用戶，具有很強(qiáng)的調(diào)試功能，采用文中所述的方式構(gòu)建的通訊在線檢測系統(tǒng)工作穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸可靠。