【文章內(nèi)容簡介】 的 ― 74HS138譯碼器來控制 LED數(shù)碼管的顯示選通狀態(tài)。由于 MSP430 系列單片機具有豐富的 I/O 口資源，這樣的連接方式非常易于實現(xiàn)，同時也減小了系統(tǒng)設計的復雜性。 單片機電路 單片機電路作為整個系統(tǒng)的核心控制部分，主要完成與其他電路的接口，在系統(tǒng)中主要負責對現(xiàn)場溫度信號和轉速信號的采集，并將得到的數(shù)據(jù)進行處理顯示，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做進一步處理。其電路圖如下： 圖 7 單片機電路 由以上各部分電路可以看出，整個系 統(tǒng)硬件設計比較簡單，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)工作需要提供復位功能，因此電路也為系統(tǒng)提供復位信號。串口通信模塊主要完成與上位機通信，設計比較簡單。另外，單片機的時鐘模塊由低速晶體振蕩器，同時外加電容構成。鍵盤輸入電路完成用戶與機器的交互，按鍵相對較少，主要用來提供向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)的控制信號，連接于單片機的 P2 口，采用中斷觸發(fā)方式實現(xiàn)。 系統(tǒng)軟件設計 系統(tǒng)的軟件由上位機軟件和下位機軟件構成。上位機程序主要完成對下位 機數(shù)據(jù)的接收和對下位機發(fā)送信息，并對接收的數(shù)據(jù)做進一步處理。下位機程序主要完成對現(xiàn)場溫度和轉速的采集，用 LED 顯示轉速和溫度數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)上傳給上位機，并接收上位機發(fā)送的信息。 上位機程序設計 本系統(tǒng)的上位機軟件使用微軟的 Visual Basic 簡稱 VB6 來開發(fā)。Visual Basic 是 Mcrosoft 公司推出的強有力的系列開發(fā)軟件之一，而且以其實用、方便、快捷、開發(fā)周期短、廣泛而強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)應用程序，還可以利用 WINDOWS SDK 中的 API 中的應用程序接口等工具開發(fā)應用程序。它支持面向?qū)ο蟪绦蛟O計 ,支持結構化的事件驅(qū)動編程模式 ,并可使用無限擴增的控件。 VB6 是一個 Windows 系統(tǒng)下流行的應用程序開發(fā)平臺，其方便的界面設計使程序員能節(jié)省大量時間，并把最大的精力集中在應用程序核心代碼的編寫上。本軟件與下位機軟硬件及其它相關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)送命令信號實現(xiàn)對下位機的控制，也可實時接收下位機發(fā)送的數(shù)據(jù)。 （ 2）顯示功能： 實時顯示接收的數(shù)據(jù)，能夠選擇不同的數(shù)據(jù)格式進行顯示。 （ 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)進行處理分析或存儲。 程序的運行界面如下： 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，轉入事件處理程序。 WINDOWS 操作系統(tǒng)的運行機制為事件驅(qū)動，在 VB 編程中事件驅(qū)動方式同樣是軟件運行的主要方式之一，當沒有事件發(fā)生時程序可能處于某一循環(huán)、等待或任務狀態(tài)當事件發(fā)生時，程序轉入事件處理程序。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)生的串口事件和錯誤信息，當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，該屬性在設計時不能使用，在程序運行時為只讀， 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、一起使用，當任何一個 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入不同的事件處理過程。 無線傳輸接口和協(xié)議 在本項目中使用 PC 機為上位機，通訊程序使用 VB 開發(fā)，采用 msp430單片機作數(shù)據(jù)采集的下位機，上位機作數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)處理中心站，下位機實時采集數(shù)據(jù)之后，進行簡單的數(shù)據(jù)計算，當收到上位機發(fā)來的發(fā)送指令或按下發(fā)送按鍵之后，開始向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)。上位機無線通訊接口使用 SRWF― 108 模塊，下位機同樣使用 SRWF― 108 模塊，單片機的數(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)字信號進入計算機或單片機處理。在本系統(tǒng)的通訊中，使用點對點通訊，在通訊協(xié)議中無須增加站點識別碼，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)結束碼為： FFH。從下位機向上位機傳送的代碼為 BCD 碼， BCD碼能夠節(jié)約資源，由上位機向下位機發(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?shù)脑黾友訒r是必要的，當速度較慢的計算機向速度較快的計算機發(fā)送數(shù)據(jù)時應適當?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用。下面是在程序中定義的 MSComm 有關的參數(shù)： MSComm1mPort 1或 2 39。 通過組合框選擇設置通訊串口為 1或 2號串口 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。 設定波特率和置校驗位為 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)采用默認值。 通信模塊設計 上位機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)不相關的串口通信中。 在本系統(tǒng)中，當對下位機數(shù)據(jù)接收時，首先要選中復選框（對下位機收發(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，若數(shù)據(jù)包頭 F0 到達，就暫時存放于緩沖區(qū)中，直至數(shù)據(jù)包尾 FF 到達。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)。上位機采用與下位機同樣的通信協(xié)議，也是由數(shù)據(jù)包頭 +數(shù)據(jù) +數(shù)據(jù)包尾構成。上位機對下位機發(fā)送的控制命令有固定的幾種，也可根據(jù)需要自行擴充，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）。對下位機發(fā)送數(shù)據(jù)時也要選中復選框（對下位機收發(fā)數(shù)據(jù)），否則下位機收不到正確的數(shù)據(jù)。 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，證明對上下位機之間的串行通信調(diào)試是非常有效的。 數(shù)據(jù)處理 當程序用于發(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)，能夠進行不同的格式處理，用戶根據(jù)實際需要，對接收數(shù)據(jù)選擇不同的格式進行處理顯示（ ASCII 格式、 HEX 格式和 BCD 格式）。 下位機是以壓縮 BCD 碼 的形式向上位機發(fā)送溫度和轉速，上位機按字節(jié)接收，要把接收到的溫度、轉速數(shù)據(jù)選用 BCD 格式轉化顯示出來，否則出現(xiàn)上位機和下位機溫度、轉速顯示的結果不一致。對接收到的溫度 a 進行計算的公式為：顯示的溫度 aa/16*6。 數(shù)據(jù)保存 如果需要將接收的數(shù)據(jù)進行保存，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)和當前時間存入程序固定設計的數(shù)據(jù)庫表中。 下位機程序設計 下位機程序的開發(fā)工具選擇的是跟 TI 公司的 MSP430 系列單片機配套的 IAR Embebbed Workbench 集成軟件開發(fā)系統(tǒng)，它可以通過仿真器對目標系統(tǒng)實現(xiàn)在線編程，是一個能支技各種不同 CPU 的目標系統(tǒng)開