串行通信是計算機和外設(shè)進行通訊、對外設(shè)進行監(jiān)控并獲取由外設(shè)采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)的一個非常重要的手段。由于其所用的傳輸線少，成本低，實現(xiàn)起來方便易行，因而得到廣泛的應(yīng)用。

以往在Windows平臺上的串行通信多使用其提供的API函數(shù)來實現(xiàn)，這種方法使用起來需要許多底層設(shè)置，因而較為繁瑣，且難以理解。本文結(jié)合筆者在開發(fā)遙感CCD相機控制子系統(tǒng)的過程中對串行通信編程的一些經(jīng)驗，介紹在32 b Windows操作系統(tǒng)下，用VisualC＋＋6．0的ActiveX技術(shù)實現(xiàn)PC機與單片機之間串行通信的一些方法。

1　硬件組成

系統(tǒng)中采用80C31單片機作為下位機，PC機為上位機，二者通過RS232串行口接收或上傳數(shù)據(jù)。接線圖如圖1所示。

由于RS232信號的電平為：



而單片機串口信號電平為TTL電平：　
　　邏輯1為大于3．6 V；　
　　邏輯0為小于0．3 V；


　　
所以必須進行二者之間的電平轉(zhuǎn)換。在此使用集成電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232來進行RS232C／TTL電平轉(zhuǎn)換。他使用單＋5 V為其工作，配接4個1μF電解電容即可完成RS232電平與TTL電平之間的轉(zhuǎn)換。其原理圖如圖2所示。轉(zhuǎn)換完畢的串口信號TXD，RXD直接和 80C31的串行口連接。

2　通信協(xié)議

通信協(xié)議是指通信雙方的一種約定。在PC機與單片機通信中，PC機承擔(dān)主控任務(wù)，負責(zé)控制參數(shù)的設(shè)定，單片機接收PC機指令，并根據(jù)指令信息來上傳數(shù)據(jù)或控制被控對象。通信協(xié)議如下：

采用RS232串口異步通信，1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無奇偶校驗位。波特率為9 600 b／s。傳輸數(shù)據(jù)采用二進制傳輸模式。以一個數(shù)據(jù)包為例，其幀頭字符“～”，字符值為7EH（十六進制），然后是數(shù)據(jù)串，幀尾是字符值為2A的“＊”字符，則整個數(shù)據(jù)包為“～XXXX＊”。其中“XXXX”就是已經(jīng)約定好的指令碼。每個“X”表示一個十六進制數(shù)，如“～1AFF＊”中“1A”表示命令下位機系統(tǒng)進行增益設(shè)置，而“FF”表示某個已經(jīng)約定好的增益參數(shù)。下位機系統(tǒng)接收到此命令后，應(yīng)立即向PC機回送應(yīng)答命令，然后再進行相應(yīng)的操作。如果在 1 s內(nèi)PC機沒有收到應(yīng)答，PC機再重發(fā)命令。根據(jù)通信協(xié)議，結(jié)合Visual C＋＋6．0的特點，提出了如下的編程方法。



3　程序設(shè)計

3．1　MSComm控件介紹

MSComm（MicrosoftCommunication Control）控件，是Microsoft為簡化Windows下串行通信編程而提供的ActiveX控件。在串口編程中其提供了2種處理通信問題的方法：一是事件驅(qū)動（Event-driven）法；一是查詢法。

事件驅(qū)動通訊是處理串行端口交互作用的一種非常有效的方法。當(dāng)通信事件發(fā)生時，MSComm控件會觸發(fā)OnComm事件，調(diào)用者可以捕獲該事件，通過檢查其CommEvent屬性便可確認發(fā)生的是哪種事件或錯誤，從而再做相應(yīng)的處理。這種方法的優(yōu)點是程序響應(yīng)及時，可靠性高。

查詢方式實質(zhì)上還是事件驅(qū)動，但在有些情況下，這種方式顯得更為便捷。在程序的每個關(guān)鍵功能之后，可以通過檢查CommEvent屬性的值來查詢事件和錯誤。如果應(yīng)用程序較小，并且是自保持的，這種方法可能是更可取的。例如，如果寫一個簡單的電話撥號程序，則沒有必要對每接收一個字符都產(chǎn)生事件，因為惟一等待接收的字符是調(diào)制解調(diào)器的“確定”響應(yīng)。

每個MSComm控件對應(yīng)著一個串行端口，在使用MSComm控件時，1個MSComm控件只能同時對應(yīng)1個串口。如果應(yīng)用程序需要訪問多個串口，那么必須使用多個MSComm控件。

MSComm控件有很多重要的屬性，其中常用的是如下幾個：
　　（1）CommPort　設(shè)置并返回通信口號，缺省值為COM1，可設(shè)置1～16個。
　?。?）SetStrings　設(shè)置并返回波特率、奇偶校驗、數(shù)據(jù)位、停止位的字符串。其中波特率的范圍為300～19 200 b／s。
　　（3）PortOpen　設(shè)置并返回通信口的狀態(tài)，同時用來打開和關(guān)閉通信口。
　?。?）InputLen　決定每次Input讀入的字符個數(shù)，缺省為0，表示讀取接收緩沖區(qū)的全部內(nèi)容。
　　（5）Input　讀入并清除接收緩沖區(qū)的字符。
　?。?）InBufferCount　返回接收緩沖區(qū)已接收的字符數(shù)，通過置0可清除接收緩沖區(qū)。
　　（7）Output　將發(fā)送的字符串或數(shù)組寫到發(fā)送緩沖區(qū)。
　　（8）InputMode　定義Input屬性獲得數(shù)據(jù)的方式：0為文本；1為二進制。

3．2　編程實現(xiàn)

從MSComm控件屬性可以看出，MSComm可以以2種不同的形式接收數(shù)據(jù)，即以文本形式和以二進制形式。因為幾乎所有以單片機為核心的控制系統(tǒng)所傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)都是二進制形式的，因此本文主要討論在二進制形式下的使用方法。

在VisualC＋＋這種可視化界面中，采用基于對話框的應(yīng)用程序，在對話框中插入MSComm控件后，根據(jù)通信協(xié)議，通過在主對話框的初始化函數(shù)OnInitDialog（）中，加入如下代碼可以實現(xiàn)串口打開和屬性設(shè)置。



初始化后，接下來是對數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。

由通信協(xié)議可知，數(shù)據(jù)包中的數(shù)是以十六進制字符表示，因此在發(fā)送數(shù)據(jù)時，對數(shù)據(jù)還需做一定的處理。即先將需要發(fā)送的字符串轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的十六進制字節(jié)串，然后再經(jīng)COleVariant類將其轉(zhuǎn)換為通用的VARIANT型變量，再通過控件的SetOutput（）函數(shù)把數(shù)據(jù)從串口發(fā)出去。以發(fā)送1幀數(shù)據(jù)為例，其實現(xiàn)的主要代碼如下：



至于數(shù)據(jù)的接收，我們通過讓MSComm控件響應(yīng)OnComm事件來完成，通過ClassWizard加入其對事件的響應(yīng)，當(dāng)有數(shù)據(jù)到達時便會通知 OnComm（）函數(shù)去處理，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的異步接收。由于接收的數(shù)據(jù)為變體數(shù)據(jù)VARIANT，因此，還必須做一些處理，具體實現(xiàn)代碼如下：



根據(jù)以上的方法，我們無需花很大的工作量，就能編寫出一個功能較強的串口通信程序。

4　結(jié)　語

按以上方法編寫的程序在Windows XP下由Microsoft VisualC＋＋6．0編譯通過，并在PC機與遙控CCD相機控制子系統(tǒng)的串行通信過程中獲得了滿意的效果。同時串行通信的這種軟、硬件實現(xiàn)方法也可以用于PC機與其他外設(shè)之間的通信，實用范圍非常廣泛。

參考文獻
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