温控系统中VB实现的PC机与单片机串行通迅

引言
    现代的单片机测控系统中通常以PC机作为控制中心，单片机将采集到的数据通过串口送给PC机进行各种处理，为保证数据传送的及时性和正确性，就必须建立可靠的通讯。我们在开发全自动生化分析仪温度控制系统时，温度信号的测控及采集均由单片机系统自行完成，然后通过异步串行通信口将温度信号实时地传送给PC 机进行处理。上位PC机使用VB进行串口通信的编程，下位单片机使用C51进行编程。

1  VB下实现串口通信的方法
1.1 通信控件MSComm简介
    VB下的串行端口通信是通过其提供的控件Microsoft Comm control（简称MSComm）实现的。该控件屏蔽了通信过程中的底层操作，程序员只需设置并监视MSComm控件的属性和事件，结合其它VB提供的控件就可完成对串口的初始化和数据的发送接收。本系统中用到的主要MSComm控件属性如下：
    ①、Commport：设置并返回通信端口代码。默认值为1，最大值为16，需要使用超过16个通信端口时，要采用其他方式操控通信端口（如PcommPro软件）。例如将串口2设为通信端口：MsComm1.CommPort=2。
    ②、Setting：设置初始化参数。其格式为“****，P，D，S”，其中****为波特率(baud)，P为校验方式，D为数据位数，S为停止位。默认值为“9600，N，8，1”，意为“串口通信速度为9600Baud，无校验，每次数据为8个Bit，停止位为1个Bit”。波特率可为 110，300，600，1200，2400，9600，14400，19200，28800，38400（保留）等等。校验位默认为None（无校验），若传输距离长，可增加校验位，可选M为符号校验，E为偶校验，O为奇校验，S为空白校验。停止位的设定值可为：1（默认值），1.5，2。
    此处的设置要和单片机侧的设置保持一致，否则不能实现正常的通信。例如我们采用的初始化参数为“2400，N，8，1”，则单片机侧的设置相应项为：定时器1的初值为E6并且SMOD（串行口波特率加倍位）为1（对应2400Bit），串口控制寄存器SCON为40（10位异步收发，对应8Bit数据位，1Bit停止位）。
    ③、PortOpen：设置或返回通信端口状态。
    ④、Input：从缓冲区返回并删除字符。将串行输入寄存器的数据读出，并清除寄存器中已读取的数据。寄存器的特性是FIFO（First In First Out，先进先出）。例如：BufIn$=MSComm1.Input，是将输入寄存器中的字符读入BufIn字符变量中。
    ⑤、InputLen：设置并返回Input属性每次从接收缓冲区读取的字符数。默认值为0，表示读取全部字符。本系统InputLen=2，即一次读取两个字节。
    ⑥、Rthreshold：设置或返回引发接收事件的字节数。当接收寄存器达到设置的字节数时，将引发OnComm事件中的接收事件。
    ⑦、CommEvent：返回最近的通信事件或错误。只要有通信事件或错误发生就会产生OnComm事件。CommEvent属性中存有该事件或错误的数值代码。程序员可通过检测数值代码来进行相应的处理。
    ⑧、InputMode：设置或返回Input属性取回的数据的类型。有两个形式，设为ComInputModeText（默认值）时，按字符串形式接收；设为ComInputModeBinary时，当作字节数组中的二进制数据来接收。单片机和PC机的通信一般使用 ComInputModeBinary形式，本系统采用字节接收方式。
1.2  串行通信实现的两种基本方法
    有两种方法可实现VB下串行通信的控制，一是查询法（Polling），二是事件驱动法（Event-driven）。
    ①、查询法（Polling）
    这种方法是在每个重要的程序之后查询MSComm控件的某些属性值（如CommEvent属性和InBufferCount属性）来检测事件和通信状态。适用于小程序。查询可使用定时器或DO...LOOP实现。
    ②、事件驱动法（Event-driven）
    这是处理串口通信的一种有效方法。当串口接收或发送指定数量的数据，或当串口通信状态发生改变时，MSComm控件触发OnComm事件。在OnComm 事件中，可通过检测MSComm.CommEvent属性值获知串口的各种状态，从而进行相应的处理。这种方法程序响应及时，可靠性高。本系统采用了此法来实现串口的通信。

 
2  通信线路的构建
    PC机和单片机的接口电平转换芯片采用MAX232C，接口电路图如图1所示。单片机侧的TXD（发送端）接PC机的RXD（接收端），单片机侧的 RXD（接收端）接PC机的TXD（发送端），两者的GND（地）直接相连。电缆线为9针的RS-232电缆。图中标明了PC机侧发送与接收脚的针号，不能接错。

3 程序的实现
3.1  实现的功能
    单片机控制并检测温度，实时地通过串口将温度数据传送给PC机。PC机侧响应OnComm事件，并在事件的处理程序中将数据接收，处理后送文本框显示，同时保存在设定的文件中。
3.2  通信协议及数据格式
    波特率：2400Baud，无奇偶校验，8位数据位，1位停止位。传送的数据类型为二进制格式。两字节代表一个温度信号，单片机一次传送两字节，高字节在前，低字节在后，PC机一次接收两字节，在接收字节数组中，高字节在前，低字节在后。
3.3  PC机侧VB程序
    ①、在Form中添加MSComm1通信控件，并将其属性设定如下：
    With MSComm1.CommPort=1  "设置串行端口号为1" 
    .Setting="2400,n,8,1"  “通信协议“ 
    .InputLen=2  ‘一次读取2字节’
    .InputMode=comInputModeBinary ‘二进制数据格式’
    .Rthreshold=2 ‘接收缓冲区达到2字节时产生OnComm事件’其他为默认值即可。
    ②、在Form窗口添加两个定时器Timer1和Timer2，Timer1为每次采样时间间隔计时器，初值Interval=30000（1毫秒/Interval，所以为30秒）。Timer2是为保证串口出错或串口无信号时自动跳出的，时间为1分钟。
    ③、在Form窗口中添加三个文本框，Text1为显示哪个串口被打开，Text2显示当前日期，Text3显示采集的温度数据。添加两个命令按钮，Command1为运行按钮，Command2为结束按钮。添加两个下拉列表框，ComboBox1为采样总时间设定，ComboBox2为采样间隔时间设定。添加两个单选按钮，Option1对应COM1，Option2对应COM2，串口默认选定为COM1。
    ④、主要程序及简要说明
    单引号中的内容为程序的说明，程序的调试是在VB6.0中文版环境下完成的。
3.4  单片机侧C51程序
    单引号中的内容为程序的说明，程序调试调试环境为Keil uVision V2.14版本。
    此数据采集系统已投入使用，传送距离为1.5米，传送误码率为0，使用情况良好。

参考文献:
[1] 马忠梅等.单片机的C语言应用程序设计.北京航空航天大学出版社，1999.
[2] 李鸿吉.Visual Basic 6.0中文版编程方法详解.科学出版社，2001.