采用VB軟件與AT89S51單片機(jī)的溫度測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
摘要: 單片機(jī)與上位機(jī)的通信在工業(yè)控制現(xiàn)場的應(yīng)用比較廣泛,利用VB提供的通訊控件MSComm對上位機(jī)進(jìn)行編程比使用API函數(shù)編程更簡單靈活。本文通過具體實(shí)例分析了計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間的通信方法。調(diào)試結(jié)果證明,該方案切實(shí)可行,能夠確保通信的穩(wěn)定,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
Abstract:
Key words :
關(guān)鍵字:VB軟件 AT89S51 溫度測控
0 引言
在現(xiàn)代測控系統(tǒng)中,由于PC機(jī)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和良好的用戶交互界面,單片機(jī)具有較強(qiáng)的現(xiàn)場抗干擾能力及良好的性價(jià)比,因此以PC機(jī)為上位機(jī)實(shí)施用戶控制和以單片機(jī)為下位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的分布式智能化控制系統(tǒng)無疑具有很好的應(yīng)用前景。本文中單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了溫度檢測,具有較好的實(shí)時(shí)性;PC機(jī)完成了數(shù)據(jù)顯示、存儲(chǔ)及統(tǒng)計(jì)分析,繪制了實(shí)時(shí)溫度曲線,并對系統(tǒng)目前所處狀況做出了評判。兩者之間以串行口進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)。
l 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)
該系統(tǒng)的下位機(jī)選擇Atreel公司的AT89S51單片機(jī)作為控制核心,負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場溫度值。溫度傳感器將溫度轉(zhuǎn)換為電壓信號,經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809轉(zhuǎn)換成8位數(shù)字量,并經(jīng)AT89S51的P1口進(jìn)入單片機(jī)保存。上位PC機(jī)通過串行口與下位機(jī)聯(lián)絡(luò),向下位機(jī)發(fā)送控制命令和接收下位機(jī)上傳的數(shù)據(jù)以及進(jìn)行人機(jī)交互。上位機(jī)采用VB 6.0進(jìn)行人機(jī)交互界面設(shè)計(jì),并利用其MSComm控件實(shí)現(xiàn)與下位機(jī)簡單而高效的串行通信。充分發(fā)揮了單片機(jī)在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和PC機(jī)對圖形處理、顯示以及數(shù)據(jù)庫管理上的優(yōu)點(diǎn)。使得單片機(jī)的應(yīng)用已不僅僅局限于傳統(tǒng)意義上的自動(dòng)監(jiān)測或控制,而是形成了以網(wǎng)絡(luò)為核心的分布式多點(diǎn)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。由于上下位機(jī)串行口工作電平不一致,它們之間通過MAX232芯片將單片機(jī)TTL電平轉(zhuǎn)換為RS 232電平,構(gòu)成如圖1所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
2 VB環(huán)境下串行通信的實(shí)現(xiàn)方法
VB可視化界面的設(shè)計(jì)風(fēng)格具有簡單、易學(xué)、高效的特點(diǎn),已成為眾多開發(fā)人員采用的工具,且被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。VB的MSComm通信控件,只需用戶編寫少量的程序代碼即可完成通信軟件的開發(fā)過程。
2.1 MSComm控件簡介
MSComm控件是Microsoft公司提供的串行通信ActiveX控件,MSComm控件通過串行口發(fā)送和接收數(shù)據(jù),為應(yīng)用程序提供串行通信功能。MS-Comm通信控件的主要屬性如下:
(1)CommPort屬性用于設(shè)置或返回通信連接端口。在設(shè)計(jì)時(shí),CommPort屬性值可以設(shè)置成從1~16的任何數(shù)(缺省值為1)。
(2)Settings屬性用于設(shè)置初始化參數(shù)。以字符串的形式設(shè)置或返回聯(lián)機(jī)速率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位、停止位等4個(gè)參數(shù)。其格式為:“BBBB,P,D,S”。其中,BBBB表示聯(lián)機(jī)速率;P表示奇偶校驗(yàn)位檢查方式;D表示數(shù)據(jù)位數(shù);S表示停止位數(shù)。該系統(tǒng)設(shè)其為“9600,N,8,l”。
(3)Portopen屬性用于設(shè)置或返回通信串口的狀態(tài)(開或關(guān))。Portopen屬性為Boolean類型,當(dāng)值為True時(shí),表示打開串口;當(dāng)值為False時(shí),表示關(guān)閉串口,并清空接收和發(fā)送緩沖區(qū)。
(4)Input屬性用于從接收緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)。
(5)Output屬性用于向發(fā)送緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)。
(6)InputMode屬性用于讀取或設(shè)置從接收緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)的格式,當(dāng)InputMode=O時(shí),數(shù)據(jù)以文字形式讀取;當(dāng)InputMode=1時(shí),數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式讀取。
2.2 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)
上位機(jī)主要負(fù)責(zé)發(fā)送控制命令,以及數(shù)據(jù)的接收、處理、計(jì)算、數(shù)據(jù)的顯示等功能。上位機(jī)程序分為四個(gè)部分:界面設(shè)計(jì)、程序初始化、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)處理。程序流程如圖2所示。
主操作界面主要分為四個(gè)組成部分,如圖3所示。為使界面清晰明了,用frame控件將其隔開。
其中,溫度界限部分主要用來顯示用戶自己設(shè)定的溫度上下限;數(shù)據(jù)接收部分采用外部控件MSFlexGrid來顯示已經(jīng)接收過來的數(shù)據(jù);統(tǒng)計(jì)計(jì)算部分用來顯示對數(shù)據(jù)分析后的結(jié)果,如最大值、最小值、平均值等,最后對當(dāng)前系統(tǒng)狀況作出綜合評判;溫度曲線部分顯示當(dāng)前所有溫度的變化情況,每個(gè)溫度值對應(yīng)曲線突出的一點(diǎn),其中兩條虛線內(nèi)的點(diǎn)代表溫度值在界限范圍內(nèi),兩條虛線外的兩個(gè)點(diǎn)則表示該溫度值超出了界限范圍。
進(jìn)入主界面后,用戶首先單擊“開始聯(lián)絡(luò)”,此時(shí)上位機(jī)會(huì)向下位機(jī)發(fā)出聯(lián)絡(luò)信號,下位機(jī)受到預(yù)先設(shè)定的聯(lián)絡(luò)信號后,會(huì)將數(shù)據(jù)發(fā)送過來;然后單擊“接收數(shù)據(jù)”命令,此時(shí)會(huì)在MSFlexGrid控件中按先后順序依次顯示接收到的數(shù)據(jù);在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理之前,用戶可根據(jù)自身需求進(jìn)行溫度界限的設(shè)定,僅單擊“界限設(shè)置”命令即可實(shí)現(xiàn);最后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,單擊相應(yīng)命令按鈕后,會(huì)在界面繪出當(dāng)前溫度曲線,并計(jì)算出各種統(tǒng)計(jì)參數(shù)。
2.3 串口通信初始化程序
該程序主要用于對數(shù)據(jù)緩沖區(qū)以及串口部分的初始化,如串口的選擇、串口的數(shù)據(jù)格式等。這部分程序的代碼如下:
2.4 上位機(jī)通信程序
該程序由數(shù)據(jù)發(fā)送(聯(lián)絡(luò)信號)和數(shù)據(jù)接收組成。兩部分程序分別寫在對應(yīng)的命令按鈕“開始聯(lián)絡(luò)”、“接收數(shù)據(jù)”的Click事件下。具體程序代碼如下:
3下位機(jī)通信軟件設(shè)計(jì)
下位機(jī)程序包括初始化部分、數(shù)據(jù)采集和接收聯(lián)絡(luò)信號部分、數(shù)據(jù)發(fā)送部分。
AT89S51單片機(jī)串行通信由定時(shí)器Tl作為波特率發(fā)生器,其波特率與PC機(jī)一致。數(shù)據(jù)的傳送格式為8位數(shù)據(jù)位和1位停止位。采用查詢方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù),定時(shí)器T1設(shè)置為工作模式2,串行口設(shè)置為工作方式1。該設(shè)計(jì)將通信速率設(shè)置為9 600 b/s,SMOD=0,單片機(jī)晶振頻率為11.059 2 MHz,此時(shí)定時(shí)器T1的初值應(yīng)被設(shè)為:
3.1 接收上位機(jī)命令程序
接收上位機(jī)命令程序:
3.2數(shù)據(jù)發(fā)送程序
數(shù)據(jù)發(fā)送程序:
4 結(jié)語
單片機(jī)與上位機(jī)的通信在工業(yè)控制現(xiàn)場的應(yīng)用比較廣泛,利用VB提供的通訊控件MSComm對上位機(jī)進(jìn)行編程比使用API函數(shù)編程更簡單靈活。本文通過具體實(shí)例分析了計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間的通信方法。調(diào)試結(jié)果證明,該方案切實(shí)可行,能夠確保通信的穩(wěn)定,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。