【文章內(nèi)容簡介】 數(shù)碼管的顯示選通狀態(tài)。由于 MSP430 系列單片機(jī)具有豐富的 I/O 口資源，這樣的連接方式非常易于實(shí)現(xiàn)，同時也減小了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。單片機(jī)電路作為整個系統(tǒng)的核心控制部分，主要完成與其他電路的接口，在系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)對現(xiàn)場溫度信號和轉(zhuǎn)速信號的采集，并將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理顯示，或通過按鍵將數(shù)據(jù)通過無線數(shù)據(jù)模塊傳輸?shù)缴衔粰C(jī)做進(jìn)一步處理。其電路圖如下：第二章 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成與分析 16 圖 7 單片機(jī)電路由以上各部分電路可以看出，整個系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)比較簡單，數(shù)據(jù)采集電路具有一定的通用性，可同時采集模擬量數(shù)據(jù)和數(shù)字量數(shù)據(jù)。電源及復(fù)位模塊主要為整個系統(tǒng)提供可靠的電源，考慮到系統(tǒng)工作需要提供復(fù)位功能，因此電路也為系統(tǒng)提供復(fù)位信號。串口通信模塊主要完成與上位機(jī)通信，設(shè)計(jì)比較簡單。另外，單片機(jī)的時鐘模塊由低速晶體振蕩器，同時外加電容構(gòu)成。鍵盤輸入電路完成用戶與機(jī)器的交互，按鍵相對較少，主要用來提供向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的控制信號，連接于單片機(jī)的 P2 口，采用中斷觸發(fā)方式實(shí)現(xiàn)。第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 17 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件由上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件構(gòu)成。上位機(jī)程序主要完成對下位機(jī)數(shù)據(jù)的接收和對下位機(jī)發(fā)送信息，并對接收的數(shù)據(jù)做進(jìn)一步處理。下位機(jī)程序主要完成對現(xiàn)場溫度和轉(zhuǎn)速的采集，用 LED 顯示轉(zhuǎn)速和溫度數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī)，并接收上位機(jī)發(fā)送的信息。本系統(tǒng)的上位機(jī)軟件使用微軟的 Visual Basic (簡稱 VB6)來開發(fā)。Visual Basic 是 Mcrosoft 公司推出的強(qiáng)有力的系列開發(fā)軟件之一，而且以其實(shí)用、方便、快捷、開發(fā)周期短、廣泛而強(qiáng)大的功能越來越被廣大編程人員所親賴，廣為流傳。在 Visaul Basic 開發(fā)工具中提供了大量的控件（或稱控制、組件）供編程人員使用，可以方便的利用這些組件中的屬性、方法、語言等以事件驅(qū)動方式開發(fā)應(yīng)用程序，還可以利用 WINDOWS SDK 中的 API 中的應(yīng)用程序接口等工具開發(fā)應(yīng)用程序。它支持面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì),支持結(jié)構(gòu)化的事件驅(qū)動編程模式,并可使用無限擴(kuò)增的控件。VB6 是一個 Windows 系統(tǒng)下流行的應(yīng)用程序開發(fā)平臺，其方便的界面設(shè)計(jì)使程序員能節(jié)省大量時間，并把最大的精力集中在應(yīng)用程序核心代碼的編寫上。本軟件與下位機(jī)軟硬件及其它相關(guān)元器件共同組成了一個雙級測控管理系統(tǒng)。軟件主要功能如下：（1）通信功能：通過串行口發(fā)送命令信號實(shí)現(xiàn)對下位機(jī)的控制，也可實(shí)時接收下位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。（2）顯示功能：實(shí)時顯示接收的數(shù)據(jù)，能夠選擇不同的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行顯示。（3）數(shù)據(jù)管理功能：管理監(jiān)控到的數(shù)據(jù)，對從串行口接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析或存儲。第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 18 程序的運(yùn)行界面如下： 圖 8 串口通信程序界面由于程序的界面安排比較緊湊，對接收數(shù)據(jù)的保存功能放在右鍵的彈出菜單中。 VB串行通訊 在 VB 的控件工具箱中，提供了一個使用非常方便的串行通訊控件MSComm，它全面的提供了使用 RS232 串行通訊上層開發(fā)的所有細(xì)則，它既可以使用查詢方式又可以使用事件驅(qū)動方式來完成串行通訊。在 MSComm 控件中提供了一系列的編程要素，這些編程要素有屬性、事件和函數(shù)，利用這些要素編程，可以實(shí)現(xiàn)幾乎全部的串行通訊功能。控件 MSComm 提供了一個事件OnComm，該事件可以截取串口的任何消息，轉(zhuǎn)入事件處理程序。WINDOWS 操作系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制為事件驅(qū)動，在 VB 編程中事件驅(qū)動方式同樣是軟件運(yùn)行的主要方式之一，當(dāng)沒有事件發(fā)生時程序可能處于某一循環(huán)、等待或任務(wù)狀態(tài)當(dāng)事件發(fā)生時，程序轉(zhuǎn)入事件處理程序。每個控件下都有一些事件供程序員使用，MSCOMM 控件中 OnComm 事件是唯一的，OnComm 可以撲獲通訊時發(fā)生的串口事件第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 19 和錯誤信息，當(dāng)有串口事件或錯誤發(fā)生時，VB 會立刻觸發(fā)一個 OnComm 事件，程序就會自動轉(zhuǎn)入 OnComm 事件處理程序中。CommEvent 屬性是 OnComm 事件的指示器，該屬性在設(shè)計(jì)時不能使用，在程序運(yùn)行時為只讀，CommEvent 屬性存有最近的事件或錯誤的數(shù)值代碼，可以在程序中隨時讀取 CommEvent 屬性值來了解通訊的狀況，OnComm 事件是和 CommEvent 屬性密切相關(guān)、一起使用，當(dāng)任何一個 OnComm 事件或錯誤發(fā)生時，都會使得 CommEvent 屬性值改變，在OnComm 事件處理過程中，可以通過判斷 CommEvent 屬性值，對于不同的屬性值轉(zhuǎn)入不同的事件處理過程。 在本項(xiàng)目中使用 PC 機(jī)為上位機(jī)，通訊程序使用 VB 開發(fā)，采用 msp430 單片機(jī)作數(shù)據(jù)采集的下位機(jī)，上位機(jī)作數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)處理中心站，下位機(jī)實(shí)時采集數(shù)據(jù)之后，進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)計(jì)算，當(dāng)收到上位機(jī)發(fā)來的發(fā)送指令或按下發(fā)送按鍵之后，開始向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。上位機(jī)無線通訊接口使用 SRWF—108 模塊，下位機(jī)同樣使用 SRWF—108 模塊，單片機(jī)的數(shù)字信號經(jīng)過串口送入無線MODEM，接收數(shù)據(jù)的方式與上述相同，經(jīng)無線 MODEM 將信號解調(diào)為數(shù)字信號進(jìn)入計(jì)算機(jī)或單片機(jī)處理。在本系統(tǒng)的通訊中，使用點(diǎn)對點(diǎn)通訊，在通訊協(xié)議中無須增加站點(diǎn)識別碼，因此通信協(xié)議更加簡單，異步串行通信波特率為 9600 bps；異步通信幀格式為：無奇偶校驗(yàn)位，8 位數(shù)據(jù)位，1 位停止位；串行通信數(shù)據(jù)起始碼為：F0H，串行通信數(shù)據(jù)結(jié)束碼為：FFH。從下位機(jī)向上位機(jī)傳送的代碼為 BCD 碼，BCD 碼能夠節(jié)約資源，由上位機(jī)向下位機(jī)發(fā)送的命令同樣為BCD 碼。在無線通訊過程中，除了規(guī)定合理的協(xié)議之外，為了保證通訊的正確性，在數(shù)據(jù)發(fā)送時適當(dāng)?shù)脑黾友訒r是必要的，當(dāng)速度較慢的計(jì)算機(jī)向速度較快的計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時應(yīng)適當(dāng)?shù)脑黾友訒r。 本系統(tǒng)的串口通訊采用事件驅(qū)動方式，事件觸發(fā)方式對于定長通訊非常有效，但定長通訊在有些場合不實(shí)用。下面是在程序中定義的 MSComm 有關(guān)的參數(shù)： = 1 或 2 39。 通過組合框選擇設(shè)置通訊串口為 1 或 2 號串第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 20 口=1024 39。 定義輸出緩沖區(qū)為 512 字節(jié) = 512 39。 定義輸入緩沖區(qū)為 512 字節(jié) = + ,N,8,1 39。 設(shè)定波特率和置校驗(yàn)位為 1 = True 39。 打開串口 = 0 39。 接收緩沖區(qū)全部數(shù)據(jù) = 1 39。 設(shè)定 RThreshold = 1，等待出發(fā) OnComm 事件 = InputModeBinary 或 InputModeText 39。 通過組合框選擇接收模式其他參數(shù)采用默認(rèn)值。上位機(jī)的通信程序具有很大的通用性和靈活性，可以根據(jù)不同的參數(shù)選擇，進(jìn)行不同格式的數(shù)據(jù)發(fā)送與接收，也可適用于與本系統(tǒng)不相關(guān)的串口通信中。在本系統(tǒng)中，當(dāng)對下位機(jī)數(shù)據(jù)接收時，首先要選中復(fù)選框（對下位機(jī)收發(fā)數(shù)據(jù)） 。接收時在程序中先判斷數(shù)據(jù)包頭 F0 是否到達(dá)，若數(shù)據(jù)包頭 F0 到達(dá)，就暫時存放于緩沖區(qū)中，直至數(shù)據(jù)包尾 FF 到達(dá)。若不正確，就丟棄，并繼續(xù)執(zhí)行其他程序；若正確，則處理接收的字符，提取需要的數(shù)據(jù)。上位機(jī)采用與下位機(jī)同樣的通信協(xié)議，也是由數(shù)據(jù)包頭+數(shù)據(jù)+數(shù)據(jù)包尾構(gòu)成。上位機(jī)對下位機(jī)發(fā)送的控制命令有固定的幾種，也可根據(jù)需要自行擴(kuò)充，其命令格式為：數(shù)據(jù)包頭，命令數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包尾 （F0 命令數(shù)據(jù) FF） 。對下位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時也要選中復(fù)選框（對下位機(jī)收發(fā)數(shù)據(jù)） ，否則下位機(jī)收不到正確的數(shù)據(jù)。第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 21 該串行通信程序具有很大的通用性：（1）串口通過方便靈活的對話框設(shè)置，可適用于不同系統(tǒng)的串行通信測試。 （2）程序自動接收通信數(shù)據(jù)，便于串行通信接口的調(diào)試。 （3）程序使用事件驅(qū)動方式控制串口，稍加修改即可應(yīng)用于不同的串行通信程序中。在系統(tǒng)的開發(fā)過程中，通用串行通信測試程序經(jīng)多次使用，證明對上下位機(jī)之間的串行通信調(diào)試是非常有效的。 當(dāng)程序用于發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先根據(jù)需要選擇數(shù)據(jù)的發(fā)送格式，本程序提供三種數(shù)據(jù)格式處理，ASCII 格式、HEX 格式和 BCD 格式，程序發(fā)送接收格式的選擇為同一組合框。程序?qū)τ诮邮盏臄?shù)據(jù)，能夠進(jìn)行不同的格式處理，用戶根據(jù)實(shí)際需要，對接收數(shù)據(jù)選擇不同的格式進(jìn)行處理顯示（ASCII 格式、HEX 格式和 BCD 格式） 。下位機(jī)是以壓縮 BCD 碼的形式向上位機(jī)發(fā)送溫度和轉(zhuǎn)速，上位機(jī)按字節(jié)接收，要把接收到的溫度、轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)選用 BCD 格式轉(zhuǎn)化顯示出來，否則出現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)溫度、轉(zhuǎn)速顯示的結(jié)果不一致。對接收到的溫度 a 進(jìn)行計(jì)算的公式為：顯示的溫度=aa/16*6。如果需要將接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，可用右鍵菜單的數(shù)據(jù)保存功能。本程序的數(shù)據(jù)庫采用 ACCESS 數(shù)據(jù)庫，只要單擊保存數(shù)據(jù)后，程序自動將接收的數(shù)據(jù)和當(dāng)前時間存入程序固定設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫表中。下位機(jī)程序的開發(fā)工具選擇的是跟 TI 公司的 MSP430 系列單片機(jī)配套的IAR Embebbed Wo