發(fā)表于：2003/4/17 17:00:00
#0樓
基于VB6的PC機(jī)與多臺單片機(jī)通信的應(yīng)用
1 引言
在庫房管理系統(tǒng)中,傳統(tǒng)的方法是通過干濕度表、雙金屬式測量計(jì)等檢測器材進(jìn)行人工測量，然后對不符合溫度、濕度等要求的庫房進(jìn)行通風(fēng)、去濕、降溫等工作。這種人工方式效率低、誤差大，隨機(jī)事件難以預(yù)料，使庫房管理質(zhì)量得不到很好的保證。本文所論述的系統(tǒng)是一個(gè)用于制藥廠倉庫的監(jiān)控和管理系統(tǒng)，上位機(jī)（PC機(jī)）除負(fù)責(zé)對下位機(jī)（MCS—51單片機(jī)）進(jìn)行監(jiān)管和控制外，還用于采集下位機(jī)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫化管理，另外，上位機(jī)還可以對庫房藥品入庫、出庫、有效期、交易方式等信息進(jìn)行管理，并可用實(shí)時(shí)曲線和報(bào)表的形式查詢。下位機(jī)（MCS-51單片機(jī)。MCS-51單片機(jī)及其外圍設(shè)備我們稱之為庫機(jī)）負(fù)責(zé)收集庫房中溫度、濕度、煙霧等信息并傳給上位機(jī)。此系統(tǒng)可使辦公人員坐在辦公室里對遠(yuǎn)在幾百米之位的庫房進(jìn)行監(jiān)控和管理，不但使辦公人員從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來，而且使庫房管理快速準(zhǔn)確，提高了企業(yè)的管理水平和辦公自動(dòng)化水平。
2 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理
PC機(jī)里安裝著用VB6編寫的倉庫管理系統(tǒng)，作為前臺操作系統(tǒng)。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫格式采用VB數(shù)據(jù)庫格式，也稱為本地?cái)?shù)據(jù)庫，這類數(shù)據(jù)庫文件使用與 MicroSoft Access相同的格式,數(shù)據(jù)的存取利用VB6的ADO控件通過MicroSoft Jet (Joint Engineering Technology) 數(shù)據(jù)庫引擎，速度快工作效率高。此管理系統(tǒng)包括進(jìn)庫藥品、進(jìn)庫日期、出庫藥品、出庫日期、經(jīng)手人等的查詢，以及藥品過期提示等。另外還把庫機(jī)傳送來的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示并存放在本地硬盤中，以便查詢和打印。后臺系統(tǒng)是一個(gè)上位機(jī)與多臺下位機(jī)通信的通信系統(tǒng)，多臺下位機(jī)不斷從倉庫采集溫度、濕度、煙霧等數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)，PC機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，并可以設(shè)置溫度、濕度、煙霧、等參數(shù)，單片機(jī)根據(jù)設(shè)定參數(shù)來控制倉庫里的去濕、降溫和報(bào)警系統(tǒng)，從而使庫房達(dá)到預(yù)定的環(huán)境。如果庫房內(nèi)環(huán)境與設(shè)定環(huán)境不符，單片機(jī)就會(huì)喚醒降溫、去濕設(shè)備，把倉庫內(nèi)參數(shù)鎖定在預(yù)定的范圍之內(nèi)，如發(fā)生火災(zāi)、被盜等意外事件，單片機(jī)就會(huì)驅(qū)動(dòng)火災(zāi)、防盜報(bào)警系統(tǒng)，并把信號傳給上位機(jī)，使其在屏幕上作出顯示。
3 PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信
3.1 通信方式的實(shí)現(xiàn)
PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信是通過串行口來實(shí)現(xiàn)的（如圖2）。由于單片機(jī)系統(tǒng)電平是TTL電平，與標(biāo)注RS-232C不兼容，又考慮到通信距離，我們采用Maxim 公司生產(chǎn)的Max485芯片將TTL電平轉(zhuǎn)化為RS-485標(biāo)準(zhǔn)，然后再進(jìn)行RS-485與RS-232之間的轉(zhuǎn)換，再與PC機(jī)的串口連接。這種轉(zhuǎn)換方式延長了通信的距離，最長可達(dá)1200米，提高了系統(tǒng)的可行性。
3.2 通信協(xié)議及程序設(shè)計(jì)思想
本系統(tǒng)由于是一臺上位機(jī)和多臺下位機(jī)，所以要給下位機(jī)設(shè)置一個(gè)通信代碼，為簡單起見，取0～255之間的任意四個(gè)即可。當(dāng)PC機(jī)欲與某個(gè)單片機(jī)通信時(shí)，便向所有單片機(jī)發(fā)出通信代碼。單片機(jī)在接到代碼后與自己的代碼進(jìn)行核對，如果一致則向PC機(jī)發(fā)出回應(yīng)，開始通信，其它的單片機(jī)繼續(xù)采集和傳輸數(shù)據(jù)。
3.3 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)
VB6中有一個(gè)專門用來串行通信的控件---MSComm控件。MSComm控件最常用的屬性如下：
CommPort屬性：設(shè)置并返回通信端口號，指定PC機(jī)上用于通信的串口
Setting屬性：以字符串的形式設(shè)置并返回波特率，奇偶校驗(yàn)，數(shù)據(jù)位和停止位
PortOpen屬性：設(shè)置并返回通信端口的狀態(tài)，用于打開和關(guān)閉端口
Rthreshold 屬性：MSComm 控件設(shè)置CommEvent 屬性為ComEvReceive并產(chǎn)生OnComm之前設(shè)置并返回的要接收的字符數(shù)
Input屬性：從接收緩沖區(qū)返回和刪除字符，用于接收數(shù)據(jù)
InputLen 屬性：設(shè)置并返回Input屬性從接收緩沖區(qū)讀取的字符數(shù)
Output屬性：向緩沖區(qū)寫一個(gè)字符，用于發(fā)送數(shù)據(jù)
本系統(tǒng)VB6通信初始化程序如下：
MSComm1.CommPort = 1 ；選擇COM1為通信端口
MSComm1.Setting ="9600,n,8,1" ；設(shè)置波特率為9600，無奇偶校驗(yàn)，8個(gè)數(shù)據(jù)位，一個(gè)停止位
MSComm1.OutBuffersize =256 ；設(shè)置輸出緩沖大小為256個(gè)字節(jié)
MSComm1.RThreshold = 3 ；輸入緩沖區(qū)里有3個(gè)字符時(shí)，觸發(fā)OnComm事件
If Not MSComm1.PortOpen = True
Then MSComm1.PortOpen = True ；打開串行口，并防止運(yùn)行時(shí)發(fā)生打開同一串口的錯(cuò)誤
End If
以上MSComm1是系統(tǒng)默認(rèn)的MSComm控件的名字（Name）。在初始化完成后通過
MSComm1.Output=OutputString 發(fā)送數(shù)據(jù)，OutputString 是定義的字符型變量（Dim OutputString As String）。一般用定時(shí)器的Timer事件來定時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，接到回應(yīng)字符后則關(guān)閉定時(shí)器。MSComm控件可以直接把字符串轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)據(jù)形式發(fā)送，不需要我們在程序中用算法來轉(zhuǎn)換。每次發(fā)送完畢最好關(guān)閉串口。用MSComm1.PortOpen=False來實(shí)現(xiàn)。MSComm_OnComm事件可以捕捉通信時(shí)發(fā)生的錯(cuò)誤，也可以接收數(shù)據(jù)。由于RThreshold的屬性值為3，所以當(dāng)輸入緩沖區(qū)滿三個(gè)字符時(shí)，就觸發(fā)MSComm_OnComm事件，通過對接收字符的判斷，可以決定主程序分支的去向。
3.4 下位機(jī)程序設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)單片機(jī)MCS-51通信時(shí)用定時(shí)器T1工作于定時(shí)方式2作為周波發(fā)生器，選擇11.0592的晶振。由于波特率為9600，所以定時(shí)器T1初值取0FDH。初始化還需設(shè)置用于控制和監(jiān)視串行口狀態(tài)的控制狀態(tài)寄存器SCON。初始化程序如下：
MOV SCON,#0C0H ；通信方式3
MOV PCON,#00H ；SMOD=0
MOV TMOD,#20H ；定時(shí)器T1，工作于方式2
MOV TL1,#0FDH ；設(shè)置波特率為9600
MOV TH1,#0FDH
單片機(jī)始終處于被動(dòng)狀態(tài)，只在接收到通信的命令后才進(jìn)入中斷服務(wù)子程序發(fā)送數(shù)據(jù)，進(jìn)入通信狀態(tài)。PC機(jī)與單片機(jī)通信時(shí)，先發(fā)出呼叫信號，單片機(jī)接到約定的呼叫信號后，向PC機(jī)發(fā)出應(yīng)答信號，表示準(zhǔn)備接受，PC機(jī)在接到應(yīng)答信號后則發(fā)出通信代碼，單片機(jī)接到通信代碼與本身代碼相減，若為0則開始接受命令，設(shè)置新的參數(shù)；若不為0則繼續(xù)執(zhí)行采集數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)的程序。
3.5 庫機(jī)的設(shè)計(jì)
庫機(jī)設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心，配有EPROM、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)碼顯示、光電隔離和控制電路等（如圖3）。傳感器把溫度、濕度等非電量轉(zhuǎn)化為電量，通過A/D轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字量，然后通過單片機(jī)的串行通信將數(shù)據(jù)送往PC機(jī)數(shù)據(jù)庫保存。同時(shí)，單片機(jī)將采集的結(jié)果與設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比較，如若不在規(guī)定的參數(shù)范圍之內(nèi)或者單片機(jī)采集的狀態(tài)量發(fā)生異常，則驅(qū)動(dòng)光電隔離放大器，經(jīng)過一級放大后就可驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作打開降溫、去濕設(shè)備和報(bào)警系統(tǒng)。在這里光電隔離可以有效地避免繼電器的誤動(dòng)作，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。
4 結(jié)束語
本文所介紹的管理和監(jiān)控系統(tǒng)是基于VB6的主從式通信結(jié)構(gòu)，可靠性好，可行性強(qiáng)。其硬件結(jié)構(gòu)簡單，軟件（VB6）編程環(huán)境友好，界面靈活，易學(xué)易用。本系統(tǒng)可以方便地控制通信對象的選擇，實(shí)時(shí)顯示所采集數(shù)據(jù)，人機(jī)對話靈多機(jī)動(dòng)，易于操作。這種單片機(jī)與數(shù)據(jù)庫的串行通信技術(shù)的應(yīng)用，為庫房管理的發(fā)展提供了新的方向。
1 引言
在庫房管理系統(tǒng)中,傳統(tǒng)的方法是通過干濕度表、雙金屬式測量計(jì)等檢測器材進(jìn)行人工測量，然后對不符合溫度、濕度等要求的庫房進(jìn)行通風(fēng)、去濕、降溫等工作。這種人工方式效率低、誤差大，隨機(jī)事件難以預(yù)料，使庫房管理質(zhì)量得不到很好的保證。本文所論述的系統(tǒng)是一個(gè)用于制藥廠倉庫的監(jiān)控和管理系統(tǒng)，上位機(jī)（PC機(jī)）除負(fù)責(zé)對下位機(jī)（MCS—51單片機(jī)）進(jìn)行監(jiān)管和控制外，還用于采集下位機(jī)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫化管理，另外，上位機(jī)還可以對庫房藥品入庫、出庫、有效期、交易方式等信息進(jìn)行管理，并可用實(shí)時(shí)曲線和報(bào)表的形式查詢。下位機(jī)（MCS-51單片機(jī)。MCS-51單片機(jī)及其外圍設(shè)備我們稱之為庫機(jī)）負(fù)責(zé)收集庫房中溫度、濕度、煙霧等信息并傳給上位機(jī)。此系統(tǒng)可使辦公人員坐在辦公室里對遠(yuǎn)在幾百米之位的庫房進(jìn)行監(jiān)控和管理，不但使辦公人員從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來，而且使庫房管理快速準(zhǔn)確，提高了企業(yè)的管理水平和辦公自動(dòng)化水平。
2 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理
PC機(jī)里安裝著用VB6編寫的倉庫管理系統(tǒng)，作為前臺操作系統(tǒng)。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫格式采用VB數(shù)據(jù)庫格式，也稱為本地?cái)?shù)據(jù)庫，這類數(shù)據(jù)庫文件使用與 MicroSoft Access相同的格式,數(shù)據(jù)的存取利用VB6的ADO控件通過MicroSoft Jet (Joint Engineering Technology) 數(shù)據(jù)庫引擎，速度快工作效率高。此管理系統(tǒng)包括進(jìn)庫藥品、進(jìn)庫日期、出庫藥品、出庫日期、經(jīng)手人等的查詢，以及藥品過期提示等。另外還把庫機(jī)傳送來的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示并存放在本地硬盤中，以便查詢和打印。后臺系統(tǒng)是一個(gè)上位機(jī)與多臺下位機(jī)通信的通信系統(tǒng)，多臺下位機(jī)不斷從倉庫采集溫度、濕度、煙霧等數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)，PC機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，并可以設(shè)置溫度、濕度、煙霧、等參數(shù)，單片機(jī)根據(jù)設(shè)定參數(shù)來控制倉庫里的去濕、降溫和報(bào)警系統(tǒng)，從而使庫房達(dá)到預(yù)定的環(huán)境。如果庫房內(nèi)環(huán)境與設(shè)定環(huán)境不符，單片機(jī)就會(huì)喚醒降溫、去濕設(shè)備，把倉庫內(nèi)參數(shù)鎖定在預(yù)定的范圍之內(nèi)，如發(fā)生火災(zāi)、被盜等意外事件，單片機(jī)就會(huì)驅(qū)動(dòng)火災(zāi)、防盜報(bào)警系統(tǒng)，并把信號傳給上位機(jī)，使其在屏幕上作出顯示。
3 PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信
3.1 通信方式的實(shí)現(xiàn)
PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信是通過串行口來實(shí)現(xiàn)的（如圖2）。由于單片機(jī)系統(tǒng)電平是TTL電平，與標(biāo)注RS-232C不兼容，又考慮到通信距離，我們采用Maxim 公司生產(chǎn)的Max485芯片將TTL電平轉(zhuǎn)化為RS-485標(biāo)準(zhǔn)，然后再進(jìn)行RS-485與RS-232之間的轉(zhuǎn)換，再與PC機(jī)的串口連接。這種轉(zhuǎn)換方式延長了通信的距離，最長可達(dá)1200米，提高了系統(tǒng)的可行性。
3.2 通信協(xié)議及程序設(shè)計(jì)思想
本系統(tǒng)由于是一臺上位機(jī)和多臺下位機(jī)，所以要給下位機(jī)設(shè)置一個(gè)通信代碼，為簡單起見，取0～255之間的任意四個(gè)即可。當(dāng)PC機(jī)欲與某個(gè)單片機(jī)通信時(shí)，便向所有單片機(jī)發(fā)出通信代碼。單片機(jī)在接到代碼后與自己的代碼進(jìn)行核對，如果一致則向PC機(jī)發(fā)出回應(yīng)，開始通信，其它的單片機(jī)繼續(xù)采集和傳輸數(shù)據(jù)。
3.3 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)
VB6中有一個(gè)專門用來串行通信的控件---MSComm控件。MSComm控件最常用的屬性如下：
CommPort屬性：設(shè)置并返回通信端口號，指定PC機(jī)上用于通信的串口
Setting屬性：以字符串的形式設(shè)置并返回波特率，奇偶校驗(yàn)，數(shù)據(jù)位和停止位
PortOpen屬性：設(shè)置并返回通信端口的狀態(tài)，用于打開和關(guān)閉端口
Rthreshold 屬性：MSComm 控件設(shè)置CommEvent 屬性為ComEvReceive并產(chǎn)生OnComm之前設(shè)置并返回的要接收的字符數(shù)
Input屬性：從接收緩沖區(qū)返回和刪除字符，用于接收數(shù)據(jù)
InputLen 屬性：設(shè)置并返回Input屬性從接收緩沖區(qū)讀取的字符數(shù)
Output屬性：向緩沖區(qū)寫一個(gè)字符，用于發(fā)送數(shù)據(jù)
本系統(tǒng)VB6通信初始化程序如下：
MSComm1.CommPort = 1 ；選擇COM1為通信端口
MSComm1.Setting ="9600,n,8,1" ；設(shè)置波特率為9600，無奇偶校驗(yàn)，8個(gè)數(shù)據(jù)位，一個(gè)停止位
MSComm1.OutBuffersize =256 ；設(shè)置輸出緩沖大小為256個(gè)字節(jié)
MSComm1.RThreshold = 3 ；輸入緩沖區(qū)里有3個(gè)字符時(shí)，觸發(fā)OnComm事件
If Not MSComm1.PortOpen = True
Then MSComm1.PortOpen = True ；打開串行口，并防止運(yùn)行時(shí)發(fā)生打開同一串口的錯(cuò)誤
End If
以上MSComm1是系統(tǒng)默認(rèn)的MSComm控件的名字（Name）。在初始化完成后通過
MSComm1.Output=OutputString 發(fā)送數(shù)據(jù)，OutputString 是定義的字符型變量（Dim OutputString As String）。一般用定時(shí)器的Timer事件來定時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，接到回應(yīng)字符后則關(guān)閉定時(shí)器。MSComm控件可以直接把字符串轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)據(jù)形式發(fā)送，不需要我們在程序中用算法來轉(zhuǎn)換。每次發(fā)送完畢最好關(guān)閉串口。用MSComm1.PortOpen=False來實(shí)現(xiàn)。MSComm_OnComm事件可以捕捉通信時(shí)發(fā)生的錯(cuò)誤，也可以接收數(shù)據(jù)。由于RThreshold的屬性值為3，所以當(dāng)輸入緩沖區(qū)滿三個(gè)字符時(shí)，就觸發(fā)MSComm_OnComm事件，通過對接收字符的判斷，可以決定主程序分支的去向。
3.4 下位機(jī)程序設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)單片機(jī)MCS-51通信時(shí)用定時(shí)器T1工作于定時(shí)方式2作為周波發(fā)生器，選擇11.0592的晶振。由于波特率為9600，所以定時(shí)器T1初值取0FDH。初始化還需設(shè)置用于控制和監(jiān)視串行口狀態(tài)的控制狀態(tài)寄存器SCON。初始化程序如下：
MOV SCON,#0C0H ；通信方式3
MOV PCON,#00H ；SMOD=0
MOV TMOD,#20H ；定時(shí)器T1，工作于方式2
MOV TL1,#0FDH ；設(shè)置波特率為9600
MOV TH1,#0FDH
單片機(jī)始終處于被動(dòng)狀態(tài)，只在接收到通信的命令后才進(jìn)入中斷服務(wù)子程序發(fā)送數(shù)據(jù)，進(jìn)入通信狀態(tài)。PC機(jī)與單片機(jī)通信時(shí)，先發(fā)出呼叫信號，單片機(jī)接到約定的呼叫信號后，向PC機(jī)發(fā)出應(yīng)答信號，表示準(zhǔn)備接受，PC機(jī)在接到應(yīng)答信號后則發(fā)出通信代碼，單片機(jī)接到通信代碼與本身代碼相減，若為0則開始接受命令，設(shè)置新的參數(shù)；若不為0則繼續(xù)執(zhí)行采集數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)的程序。
3.5 庫機(jī)的設(shè)計(jì)
庫機(jī)設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心，配有EPROM、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)碼顯示、光電隔離和控制電路等（如圖3）。傳感器把溫度、濕度等非電量轉(zhuǎn)化為電量，通過A/D轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字量，然后通過單片機(jī)的串行通信將數(shù)據(jù)送往PC機(jī)數(shù)據(jù)庫保存。同時(shí)，單片機(jī)將采集的結(jié)果與設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比較，如若不在規(guī)定的參數(shù)范圍之內(nèi)或者單片機(jī)采集的狀態(tài)量發(fā)生異常，則驅(qū)動(dòng)光電隔離放大器，經(jīng)過一級放大后就可驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作打開降溫、去濕設(shè)備和報(bào)警系統(tǒng)。在這里光電隔離可以有效地避免繼電器的誤動(dòng)作，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。
4 結(jié)束語
本文所介紹的管理和監(jiān)控系統(tǒng)是基于VB6的主從式通信結(jié)構(gòu)，可靠性好，可行性強(qiáng)。其硬件結(jié)構(gòu)簡單，軟件（VB6）編程環(huán)境友好，界面靈活，易學(xué)易用。本系統(tǒng)可以方便地控制通信對象的選擇，實(shí)時(shí)顯示所采集數(shù)據(jù)，人機(jī)對話靈多機(jī)動(dòng)，易于操作。這種單片機(jī)與數(shù)據(jù)庫的串行通信技術(shù)的應(yīng)用，為庫房管理的發(fā)展提供了新的方向。
