運(yùn)用Visual Basic實(shí)現(xiàn)PC與89C51單片機(jī)之間的串行通信
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運(yùn)用Visual Basic實(shí)現(xiàn)PC與89C51單片機(jī)之間的串行通信</P><P> 沈 飆 夏海燕</P><P> 摘要 在Visual Basic開發(fā)環(huán)境下，運(yùn)用VB提供的通信控件，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與89C51單片機(jī)之間的串行通信。<BR> 關(guān)鍵詞 Visual Basic 89C51單片機(jī) 串行通信 A/D D/A轉(zhuǎn)換</P><P> Serial Communication between PC<BR> and 89C51 with Visual Basic</P><P> Abstract:Serial communication between PC and 89C51 single-chip-computer by MSCOMM control box of Visual Basic is introduced.<BR> Key Words:Visual Basic 89C51 Serial communication A/D D/A</P><P> 1 系統(tǒng)簡介<BR> 在中科院等離子體物理研究所受控核聚變物理實(shí)驗(yàn)裝置控制系統(tǒng)中，我們開發(fā)設(shè)計(jì)了以計(jì)算機(jī)控制為基礎(chǔ)的各種信號予置系統(tǒng)，系統(tǒng)原理如圖1所示。<BR> <BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/2003102316154223983.gif" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/2003102316154223983.gif" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A></P><P> 圖1 系統(tǒng)原理圖</P><P> 系統(tǒng)上位機(jī)由一臺(PC586)微機(jī)構(gòu)成，軟件采用Visual Basic編程，作出十分直觀的人機(jī)界面，并通過串行口將所需的各種予置信號(數(shù)字信號)傳給單片機(jī)系統(tǒng)，再由單片機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生實(shí)際的模擬信號經(jīng)線性光電隔離器送到現(xiàn)場。予置數(shù)值可以分別顯示在PC機(jī)軟件窗口和單片機(jī)系統(tǒng)的予置數(shù)字表頭上。同時(shí)，現(xiàn)場實(shí)測信號經(jīng)過線性光電隔離器，也可以實(shí)時(shí)顯示在本系統(tǒng)的檢測數(shù)字表頭上和PC機(jī)的界面上。如此設(shè)計(jì)界面直觀，而且利于對現(xiàn)場信號進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。因此，采用本系統(tǒng)，大大提高了現(xiàn)場信號予置精度，對實(shí)驗(yàn)操作人員來說人機(jī)界面良好，簡單易懂。我們將分硬件和軟件兩方面分別介紹該系統(tǒng)的情況。</P><P> 2 硬件介紹<BR> 從系統(tǒng)原理圖上可見，本系統(tǒng)關(guān)鍵的硬件部分是單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，上位機(jī)PC機(jī)則直接利用它的RS232串行口即可。系統(tǒng)硬件原理如圖2所示。</P><P> <BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/2003102316154875130.gif" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/2003102316154875130.gif" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A></P><P> 圖2 系統(tǒng)硬件原理圖</P><P> 本系統(tǒng)采用CPU為89C51的單片微機(jī)，89C51本身帶有2K的內(nèi)存儲器，可以在編程器上實(shí)現(xiàn)閃爍式的電擦寫達(dá)幾萬次以上，比以往慣用的8031CPU外加EPROM為核心的單片機(jī)系統(tǒng)在硬件上具有更加簡單、方便等優(yōu)點(diǎn)，而且完全兼容MCS 51系列單片機(jī)的所有功能。該單片機(jī)系統(tǒng)的工作流程是這樣的：89C51單片機(jī)利用自身具有的串行通信口，直接接收PC機(jī)傳送下來的串行數(shù)據(jù)，然后將所接收的各組數(shù)據(jù)通過并行口輸出，經(jīng)過數(shù)字光隔，送到數(shù)據(jù)鎖存器74LS373，最后將鎖存的數(shù)據(jù)送到D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換并通過運(yùn)放將模擬信號輸出，同時(shí)顯示在相應(yīng)的予置數(shù)字表上�，F(xiàn)場返回的信號通過隔離，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)鎖存器變成單片機(jī)所需的并行數(shù)字信號送到單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲單元中，再由串行口返送到PC機(jī)上，同時(shí)顯示在PC機(jī)界面和本系統(tǒng)相對應(yīng)的檢測數(shù)字表上以便于予置和實(shí)際情況相對比。利用89C51輸出口對不同數(shù)據(jù)鎖存器74LS373和A/D、D/A的片選輸出可以實(shí)現(xiàn)一臺單片機(jī)同時(shí)對多路不同信號進(jìn)行予置和檢測。</P><P> 3 軟件結(jié)構(gòu)<BR> 軟件分PC機(jī)Visual Basic編程和89C51單片機(jī)匯編語言編程兩部分，現(xiàn)分別介紹如下。<BR> 3.1 PC機(jī)部分<BR> PC機(jī)采用Visual Basic(簡稱VB)編程。目前，VB已成為WINDOWS系統(tǒng)開發(fā)的主要語言，以其高效、簡單易學(xué)及功能強(qiáng)大的特點(diǎn)越來越為廣大程序設(shè)計(jì)人員及用戶所青睞。VB支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)化的事件驅(qū)動編程模式并可以使用無限擴(kuò)增的控件，而且可以十分簡便地作出良好的人機(jī)界面。在標(biāo)準(zhǔn)串口通信方面，VB提供了具有強(qiáng)大功能的通信控件MSCOMM，文件名為MSCOMM.VBX。該控件可設(shè)置串行通信的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，對串口狀態(tài)及串口通信的信息格式和協(xié)議進(jìn)行設(shè)置。這是一個標(biāo)準(zhǔn)的十位串口通信，包括8位標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的起始位和停止位。在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)過程中觸發(fā)OnComm事件，通過編程訪問CommEvent屬性了解通信事件的類型，分別進(jìn)行各自的處理。每個通信控件對應(yīng)一個串口，可以設(shè)計(jì)多個通信控件來訪問多個通信口。VB通信控件設(shè)計(jì)軟件如下：</P><P> Global comm_time As Integer //定義一些全局變量<BR> Global data(1000)As Integer<BR> Global Receive(1000)As Integer<BR> Private Sub Form_Load()’ //串口初始化<BR> Comml.CommPort=1 //設(shè)置串口1<BR> Comml.Settings=“9600,N,8,1” //波特率：9600 奇校驗(yàn)，8位數(shù)據(jù)，1位停止位<BR> Comml.InputLen=0 //讀取接收緩沖區(qū)的所有字符<BR> Comml.InBufferSize=256 //設(shè)置接收緩沖區(qū)為256字節(jié)<BR> Comml.OutBufferSize=256 //設(shè)置發(fā)送緩沖區(qū)為256字節(jié)<BR> Comml.PortOpen=True //打開串口1<BR> Comml.SThreshold=1 //發(fā)送緩沖區(qū)空觸發(fā)發(fā)送事件<BR> Comml.RThreshold=1 //每一個字符到接收緩沖區(qū)都觸發(fā)接收事件<BR> End Sub<BR> Public Sub send-data() //發(fā)送n個數(shù)據(jù)<BR> For i=0 To n<BR> Comml.Output=Chr(data(i))<BR> Next i<BR> End Sub<BR> Public Sub Comml_OnComm() //接收數(shù)據(jù)觸發(fā)OnComm()事件<BR> Select Case Comml.CommEvent //在CommEvent中接收數(shù)據(jù)<BR> Case comEvReceive<BR> Receive(comm_time)=Asc(Comml.Input) //將接收數(shù)據(jù)放在Receive(comm-time)數(shù)組中 Comm_time=comm_time+1<BR> End Select<BR> End Sub</P><P> 3.2 單片機(jī)部分<BR> 單片機(jī)89C51采用MCS51系列的匯編語言編程。它有一個標(biāo)準(zhǔn)的串行口，有4種工作方式，其中方式1是標(biāo)準(zhǔn)的10位異步通信方式，10位數(shù)據(jù)和PC機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)串口相對應(yīng)，由串行口控制寄存器SCON設(shè)置狀態(tài)，其字節(jié)地址為98H。如下式所示：<BR> </P><P> SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 T1 R1 </P><P> <BR> 本系統(tǒng)中89C51串口控制器SCON設(shè)置為50H，SM0、SM1為0、1，即為串行工作方式1，REN為1，即允許串口接收。另外，還應(yīng)使89C51的中斷允許寄存器IE的開放或禁止所有中斷位EA為1，開放或禁止串行通道中斷位ES為1，即允許串行口中斷。89C51的并行口P0和P2分別作為八位數(shù)據(jù)的輸入和輸出口。P3口的輸出作為數(shù)據(jù)鎖存器和D/A、A/D的禁止和允許。程序流程如圖4所示。<BR> 單片機(jī)程序清單簡介：<BR> (1)主程序<BR> MOV SP，#07<BR> ACALL INIT //調(diào)串口初始化子程序<BR> STRAT：CLR EA 清中斷<BR> MOV R0，#DATA1 存放接收數(shù)據(jù)首地址#DATA1<BR> MOV R1，#DATA2 存放發(fā)送數(shù)據(jù)首地址#DATA2<BR> MOV R2，#N 數(shù)據(jù)個數(shù)<BR> SETB EA 開中斷<BR> ACALL D/A 調(diào)延時(shí)并啟動D/A轉(zhuǎn)換子程序<BR> ACALL SEND 啟動A/D轉(zhuǎn)換子程序并串口發(fā)送<BR> SJMP START 返回<BR> (2)串口初始化程序<BR> INIT：MOV TH1，#FD 設(shè)置波特率<BR> MOV TL1，#00<BR> MOV TMOD，#20 定時(shí)器2為工作方式2<BR> MOV TCON，#40 啟動定時(shí)器<BR> SETB ES 允許串口中斷<BR> MOV SCON，#50 置串行口工作方式1<BR> MOV P2，#0F<BR> RET<BR> (3)中斷服務(wù)程序<BR> 0023 PUSH ACC 保護(hù)堆棧<BR> PUSH PSW<BR> MOV DPH，#00<BR> JB TI，TEMP1 判斷是否為發(fā)送，是則跳轉(zhuǎn)<BR> WAIT：JNB RI，WAIT 判斷是否為接收，否則循環(huán)<BR> MOV A，SBUF 將接收的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)地址內(nèi)<BR> MOV @R0，A<BR> CLR 98 清接收中斷<BR> INC R0<BR> DJNZ R1，TEMP1 數(shù)據(jù)若送完則將標(biāo)志置1<BR> SETB 00<BR> TEMP1：CLR 99 清發(fā)送中斷<BR> POP PSW<BR> POP ACC<BR> RETI<BR> (4)延時(shí)及調(diào)D/A轉(zhuǎn)換子程序<BR> D/A：INC DPTR 延時(shí)<BR> MOV A，DPH<BR> CJNE A，#FF，D/A<BR> JNB 00，D/A 數(shù)據(jù)未送完，返回<BR> CLR 00 送完則將送完標(biāo)志清零<BR> ACALL OUT<BR> RET<BR> OUT：CLR A<BR> MOV A，@R0 將接收的串行口數(shù)據(jù)送到P2口<BR> MOV P2，A<BR> SETB 90 封鎖數(shù)據(jù)鎖存器<BR> MOV R3，#00<BR> WAIT1：DJNZ R3，WAIT1 延時(shí)<BR> CLR 90 解除封鎖數(shù)據(jù)鎖存器<BR> RET<BR> (5)A/D轉(zhuǎn)換及串口發(fā)送子程序<BR> SEND：MOV DPTR，#ADRESS IN0通道地址首址<BR> MOV R7，#08H 從IN0-IN7依次采集的通道個數(shù)<BR> LOOP1：MOVX @DPTR，A 啟動A/D轉(zhuǎn)換<BR> MOV R6 #0AH 延時(shí)100μs<BR> DELAY：NOP<BR> NOP<BR> NOP<BR> DJNZ R6，DELAY<BR> MOVX A，@DPTR 將轉(zhuǎn)換結(jié)果送到指定地址R1<BR> MOV @R1 A<BR> MOVX A，@R1<BR> MOV SBUF，A 將指定地址數(shù)據(jù)從串口輸出<BR> INC DPTR INC R1<BR> DJNZ R7，LOOP1<BR> RET </P><P> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/2003102316155363529.gif" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/2003102316155363529.gif" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A></P><P> 圖3 程序流程圖</P><P> 4 結(jié)束語<BR> 該系統(tǒng)目前已成功地應(yīng)用在中科院等離子體物理研究所的HT-7超導(dǎo)托卡馬克受控核聚變物理實(shí)驗(yàn)裝置上，運(yùn)行良好。對于目前廣泛應(yīng)用的Windows環(huán)境下實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信問題，希望本文能夠提供一點(diǎn)有用的參考價(jià)值。</P><P> 作者單位：中科院等離子體物理研究所 合肥 230031<BR>
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