【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的 ― 74HS138譯碼器來(lái)控制 LED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(shí)也減小了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。 單片機(jī)電路 單片機(jī)電路作為整個(gè)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)的采集，并將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理顯示，或通過(guò)按鍵將數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)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： 圖 7 單片機(jī)電路 由以上各部分電路可以看出，整個(gè)系 統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)采集電路具有一定的通用性，可同時(shí)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(gè)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(hào)。串口通信模塊主要完成與上位機(jī)通信，設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。另外，單片機(jī)的時(shí)鐘模塊由低速晶體振蕩器，同時(shí)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(duì)較少，主要用來(lái)提供向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的控制信號(hào)，連接于單片機(jī)的 P2 口，采用中斷觸發(fā)方式實(shí)現(xiàn)。 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(duì)下位 機(jī)數(shù)據(jù)的接收和對(duì)下位機(jī)發(fā)送信息，并對(duì)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)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。 上位機(jī)程序設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的上位機(jī)軟件使用微軟的 Visual Basic 簡(jiǎn)稱 VB6 來(lái)開(kāi)發(fā)。Visual Basic 是 Mcrosoft 公司推出的強(qiáng)有力的系列開(kāi)發(fā)軟件之一，而且以其實(shí)用、方便、快捷、開(kāi)發(fā)周期短、廣泛而強(qiáng)大的功能越來(lái)越被廣大編程人員所親賴，廣為流傳。在 Visaul Basic 開(kāi)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(yǔ)言等以事件驅(qū)動(dòng)方式開(kāi)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(kāi)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(dòng)編程模式 ,并可使用無(wú)限擴(kuò)增的控件。 VB6 是一個(gè) Windows 系統(tǒng)下流行的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)，其方便的界面設(shè)計(jì)使程序員能節(jié)省大量時(shí)間，并把最大的精力集中在應(yīng)用程序核心代碼的編寫(xiě)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(gè)雙級(jí)測(cè)控管理系統(tǒng)。軟件主要功能如下： （ 1）通信功能： 通過(guò)串行口 發(fā)送命令信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)的控制，也可實(shí)時(shí)接收下位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。 （ 2）顯示功能： 實(shí)時(shí)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(duì)從串行口接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析或存儲(chǔ)。 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(duì)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(gè)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(kāi)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(dòng)方式來(lái)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?？丶?MSComm 提供了一個(gè)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(dòng)，在 VB 編程中事件驅(qū)動(dòng)方式同樣是軟件運(yùn)行的主要方式之一，當(dāng)沒(méi)有事件發(fā)生時(shí)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(shí)，程序轉(zhuǎn)入事件處理程序。每個(gè)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(shí)發(fā)生的串口事件和錯(cuò)誤信息，當(dāng)有串口事件或錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)， VB 會(huì)立刻觸發(fā)一個(gè) OnComm 事件，程序就會(huì)自動(dòng)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(shí)不能使用，在程序運(yùn)行時(shí)為只讀， CommEvent 屬性存有最近的事件或錯(cuò)誤的數(shù)值代碼，可以在程序中隨時(shí)讀取 CommEvent 屬性值來(lái)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(gè) OnComm 事件或錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)，都會(huì)使得 CommEvent 屬性值改變，在 OnComm 事件處理過(guò)程中，可以通過(guò)判斷 CommEvent 屬性值，對(duì)于不同的屬性值轉(zhuǎn)入不同的事件處理過(guò)程。 無(wú)線傳輸接口和協(xié)議 在本項(xiàng)目中使用 PC 機(jī)為上位機(jī)，通訊程序使用 VB 開(kāi)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(shí)采集數(shù)據(jù)之后，進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)計(jì)算，當(dāng)收到上位機(jī)發(fā)來(lái)的發(fā)送指令或按下發(fā)送按鍵之后，開(kāi)始向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。上位機(jī)無(wú)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(hào)經(jīng) 過(guò)串口送入無(wú)線 MODEM，接收數(shù)據(jù)的方式與上述相同，經(jīng)無(wú)線 MODEM 將信號(hào)解調(diào)為數(shù)字信號(hào)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(duì)點(diǎn)通訊，在通訊協(xié)議中無(wú)須增加站點(diǎn)識(shí)別碼，因此通信協(xié)議更加簡(jiǎn)單，異步串行通信波特率為 9600 bps；異步通信幀格式為：無(wú)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(wú)線通訊過(guò)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(shí)適當(dāng)?shù)脑黾友訒r(shí)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(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)脑黾友訒r(shí)。 本系統(tǒng)的串口通訊采用事件驅(qū)動(dòng)方式，事件觸發(fā)方式對(duì)于定長(zhǎng)通訊非常有效，但定長(zhǎng)通訊在有些場(chǎng)合不實(shí)用。下面是在程序中定義的 MSComm 有關(guān)的參數(shù)： MSComm1mPort 1或 2 39。 通過(guò)組合框選擇設(shè)置通訊串口為 1或 2號(hào)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(shè)定波特率和置校驗(yàn)位為 1 True 39。 打開(kāi)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(guò)組合框選擇接收模式 其他參數(shù)采用默認(rèn)值。 通信模塊設(shè)計(jì) 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(duì)下位機(jī)數(shù)據(jù)接收時(shí)，首先要選中復(fù)選框（對(duì)下位機(jī)收發(fā)數(shù)據(jù)）。接收時(shí)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(shí)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(duì)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(duì)下位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)也要選中復(fù)選框（對(duì)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)。 該串行通信程序具有很大的通用性：（ 1）串口通過(guò)方便靈活的對(duì)話框設(shè)置，可適用于不同系統(tǒng)的串行通信測(cè)試。（ 2）程序自動(dòng)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(dòng)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(kāi)發(fā)過(guò)程中，通用串行通信測(cè)試程序經(jīng)多次使用，證明對(duì)上下位機(jī)之間的串行通信調(diào)試是非常有效的。 數(shù)據(jù)處理 當(dāng)程序用于發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，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(duì)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(lái)，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(duì)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。 數(shù)據(jù)保存 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(kù)采用 ACCESS 數(shù)據(jù)庫(kù)，只要單擊保存數(shù)據(jù)后，程序自動(dòng)將接收的數(shù)據(jù)和當(dāng)前時(shí)間存入程序固定設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)表中。 下位機(jī)程序設(shè)計(jì) 下位機(jī)程序的開(kāi)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 Workbench 集成軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，它可以通過(guò)仿真器對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線編程，是一個(gè)能支技各種不同 CPU 的目標(biāo)系統(tǒng)開(kāi)