【導讀】位機，下位機再根據(jù)此命令解釋成相應時序信號直接控制傳感器。下位機不時讀取設。備狀態(tài)數(shù)據(jù)，轉換成數(shù)字信號反饋給上位機。上位機對接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理，在上。位機上顯示和存儲與數(shù)據(jù)庫中等。同時上位機對用戶進行管理，方便用戶對采集到的。介紹了溫濕度測量系統(tǒng)上位機的軟件構成。用VisualC++作為開發(fā)平臺，采用MFC. 線實時顯示、歷時查詢、等功能，實現(xiàn)了上位機系統(tǒng)的監(jiān)測任務。給出了軟件的總體

　　

【正文】 里，用于計算與外設之間 串行通信的傳送方式 根據(jù)通信在通信線路上的傳輸方向及其與時間的關系，串行通信可分為三種方式：單工 /半雙工 /全雙工方式。 （ 1）單工傳輸：數(shù)據(jù)始終只能在一個方向上傳輸，任何時間不能進行反向傳輸。如廣播電視。 （ 2）半 雙工傳輸：數(shù)據(jù)允許在設備間兩個方向上傳輸，但在某一時刻數(shù)據(jù)只被允許在一個方向傳輸即設備間只有一條傳輸通道，所以信號只能分時傳輸。 如對講機；在同一時刻只能進行一個方向上傳輸而不能進行雙向傳輸，但在不同溫濕度測量系統(tǒng)設計（上位機軟件設計） 18 時刻可以。 （ 3）全雙工傳輸：克服半雙工通訊發(fā)送方式和接收方式之間切換所花費的時間提高傳輸速率，為此在此基礎上增加一條傳輸通道，允許數(shù)據(jù)同時在兩個方向上傳輸，稱為全雙工。電話系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡等大多數(shù)通信系統(tǒng)都是全雙工方式。 串行通信的通信方式 串行通信有兩種基本通信方式，即異步通信和同步通信。 （ 1）異步通信 異步通信是起止式傳輸，它是利用起止方法來保持收發(fā)雙方同步的。 a）每次只能傳輸一個編碼字符，可以連續(xù)發(fā)送多個字符，可以隨即進行單獨發(fā)送。 b）起始位表示字符傳輸?shù)拈_始，長度為 1bit（ ―0‖）；停止位表示字符傳輸?shù)慕Y束，長度 1bit， ， 2bit（ ―1‖）。 c）發(fā)送端數(shù)據(jù)格式如下所示： 其中空閑位可有可無。有空閑位時，若空閑位為 “ 1” ，線路處于等待狀態(tài)。存在空閑位正是異步通信的特征之一。 在幀格式中，一個字符由 4 個部分組成：起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位。首先是一個起始位 “ 0” ，然后是 5～ 8 位的數(shù)據(jù)（規(guī)定低位在前，高位在后），接下來的奇偶校驗位（可省略），最后是停止位 “ 1” 。起始位 “ 0” 信號只占用一位，用來通知接收設備一個待接收的字符開始到來，線路上在不傳送字符時應保持為 “ 1” 。接收端不斷檢測線路的狀態(tài)，若連續(xù)為 “ 1” 以后又側到一個 “ 0” ，就知道發(fā)來一個新字符，應馬上準備接收。字符的起始位還被用作同步接收端的時鐘，以保證以后的接收能正確進行。 起始位后面緊接著就是數(shù)據(jù)位，它可以是 5～ 8 位。 奇偶校驗只占一位，但在字符中也可以規(guī)定不同奇偶校驗位，則這時這一位就可省去。也可用這 一位（ 1/0）來確定這一幀中的字符所代表信息的性質（地址、數(shù)據(jù)等）。 停止位用來表征字符的技術，它一定是高電位（邏輯 “ 1” ）。停止位可以是 1 位， 位或 2 位。接收端收到停止位后，知道上一字符已傳送完畢，同時，也為接收下一個字符做好準備 —— 只要再收到 “ 0” 就是新的字符的起始位。若停止位以后不是緊接著傳送下一個字符，則讓線路上保持為 “ 1” 。 例如，規(guī)定用 ASCⅡ 編碼，字符為 7 位，加 1 個奇偶校驗位、 1 個起始位、 1 個停止位，則一幀共 10 位。 陜西科技大學畢業(yè)論文（設計說明書） 19 d）接收端：通過檢測起始位和停止位來判斷新近到達的字符，保持收發(fā)雙方每傳輸一個字符就重新校驗一次同步關系，不易造成時鐘誤差。 e）應用：低速傳輸系統(tǒng)，因為其傳輸效率較低，如傳輸一個 ASCⅡ碼，數(shù)據(jù)代碼 7 位， 1 位起止位， 2 位停止位， 1 位校驗位，其效率 7/(7+1+1+2)≈ 64％且字符之間還可能有空隙。 異步傳輸是字符內(nèi)的同步，字符間的異步。 圖 52 ASCII 碼傳輸示意圖 （ 2）同步通信 同步傳輸不是以字符而是以數(shù)據(jù)塊為傳輸單位，其傳輸速率較高。同步通信中，在數(shù)據(jù)開始傳送前用同步字符來指示（常約定 1～ 2 個），并由時鐘來實現(xiàn)發(fā)送端和接收端同步，即檢測到規(guī)定的同步字符后，下面就連續(xù)按順序傳送數(shù)據(jù)，直到通信告一段落。 a)每次傳輸多個字符（數(shù)據(jù)塊）且它們之間沒間隙以及起始位，停止位。 b)保持收發(fā)同步，在數(shù)據(jù)塊之前加上前文，在數(shù)據(jù)之后加上后文 —— 幀（ frame）。 c)接收端：檢測幀中的前文和后文（特定的標志序列）保持與發(fā)送端同步。 d)數(shù)據(jù)格式：前文和后文的具體格式視傳輸控制規(guī)程而定，有面向字符與面向比特型兩種方案。 e)同步傳輸每次傳送的是一個完整的數(shù)據(jù)幀，發(fā)送端無需在字符間加入附加位和間隙，因而同步傳輸?shù)?效率比異步傳輸?shù)男矢?。但由于收發(fā)雙方需建立準確的同步關系，所以實現(xiàn)起來比較復雜。 串行通信的過程及通信協(xié)議 （ 1）串行通信的過程 通常把通信過程分為 3 段，即主機與從機的連接掛鉤、握手階段，發(fā)送 (接收 )階段以及結束階段。 連接階段主要是完成通信聯(lián)絡任務，實現(xiàn)主機與從機間的點對點通信。若連接正確，然后便可以開始發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)過程中，選擇校驗方法，對數(shù)據(jù)的傳輸進行校驗。結束階段則是當通信系統(tǒng)出錯或誤碼次數(shù)越限時宣告通信失敗而結束通信。 PC 機和 89C51 單片機雙向傳送數(shù)據(jù)代碼和功能 代碼。數(shù)據(jù)代碼是通信過程必須起始位數(shù)據(jù)位 0數(shù)據(jù)位 1數(shù)據(jù)位 2數(shù)據(jù)位 3數(shù)據(jù)位 4數(shù)據(jù)位 5數(shù)據(jù)位 6校驗位停止位停止位字符 2字符 1 字符 3 字符 4┗─┳─┛ ┗┳┛┗┳┛任意間隔 任意間隔任意間隔溫濕度測量系統(tǒng)設計（上位機軟件設計） 20 傳送的目的代碼；功能代碼是應答信號 (如 PC 機要向單片機發(fā)數(shù)據(jù)， PC 機允許單片機發(fā)數(shù)據(jù)，有誤碼重發(fā)等 )，以及表征數(shù)據(jù)特征和數(shù)量的代碼。 （ 2）串行通信協(xié)議 通信協(xié)議是通信雙方必須共同遵守的包括數(shù)據(jù)格式、同步方式、傳送速度、傳送步驟、檢糾錯方式以及控制字符定義等作出統(tǒng)一規(guī)定的約定。 只有雙方都能正確地識別并遵守這些規(guī)定之后，才能順利地進行通信。 a)起始位。當通信線上沒有數(shù)據(jù)被傳送時處于邏輯 “ 1” 狀態(tài)。當發(fā)送設備要發(fā)送一個字符數(shù)據(jù)時，首先發(fā)出一個邏輯 “ 0” 信號，這個邏輯低電平就是起始位 。起始位通過通信線傳給接收設備，接收設備檢測到這個邏輯低電平后，就開始準備接收數(shù)據(jù)位信號。起始位所起的作用就是使設備同步，通信雙方必須在傳送數(shù)據(jù)位前協(xié)調(diào)同步。 b)數(shù)據(jù)位。當接收設備收到起始位后，緊接著就會收到數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)位從最低有效位被接收到移位寄存器只能歐冠，構成傳送數(shù)據(jù)字符。在字符數(shù)據(jù)傳送過程中，數(shù)據(jù)位從最低有效位開始發(fā)送，依次在接收設備中被轉換位并行數(shù)據(jù)。 c)奇偶校驗位。數(shù)據(jù)位發(fā)送完之后，便可以發(fā)送奇偶校驗位。奇偶校驗位用于有限差錯檢測，通信雙方應約定一致的奇偶校驗方式。如果選擇偶校驗，那么組成數(shù) 據(jù)位和奇偶校驗位的邏輯 “ 1” 的個數(shù)必須是偶數(shù)；如果選擇是奇校驗，那么邏輯 “ 1”的個數(shù)必須是奇數(shù)。 d)停止位約定。在奇偶校驗位或數(shù)據(jù)位之后發(fā)送的是停止位。停止位是一個字符數(shù)據(jù)的結束標志，可以是 1 位、 位、 2 位的高電平。接收設備收到停止位之后，通信線路上便又恢復邏輯 “ 1” 狀態(tài)，直至下一個字符數(shù)據(jù)的起始位到來。 e)波特率設置。通信線路上傳送的所有位信號都保持一致的信號持續(xù)時間，每一位的寬度都由數(shù)據(jù)傳送速率來確定，而傳送速率是以每秒傳送多少個二進制位來度量的，這個速率等于波特率。如果數(shù)據(jù)以每秒 300 個二進制 位在通信線路上傳送，那么波特率為 300b/s。 f)軟件掛鉤（握手）信號約定。這時用戶根據(jù)自己的實際情況設定的一些特殊的通信參數(shù)。 實時數(shù)據(jù)顯示技術 上位機接收到下位機傳送的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)以曲線的形式顯示出來。下位機發(fā)送的數(shù)據(jù)是 12 位的二進制數(shù)，用每一個數(shù)據(jù)使用二個字符來表示。上位機接收到二進制字符之后，將其轉換為十進制數(shù)，方法是：高字節(jié) *256+低字節(jié) =十進制數(shù)。然后將轉換后的數(shù)據(jù)存到數(shù)組中，將數(shù)組中的數(shù)再在圖片框中顯示出來。用 Visual C++編寫的顯示曲線的程序如下： VC++串口通 信技術 陜西科技大學畢業(yè)論文（設計說明書） 21 目前 Win32 中基于 VC++ 的常用串口通信程序一般可以使用兩種方法實現(xiàn)： 利用 MSComm ActiveX 串行通信控件實現(xiàn) 。 使用 Windows API 通信函數(shù)實現(xiàn)。MSComm 是 Microsoft Communications Control 的簡稱。 MSComm 控件通過串口端口傳輸數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)，為應用程序提供串行通信功能。 MSComm 控件可以非常方便地進行串口編程，程序員不必花時間去了解較復雜的 API 函數(shù)，而且 在 Visual C++（簡稱 VC）、 Visual Basic（ 簡稱 VB）、 Delphi 等語言中都可以使用，所以本文使用 MSComm ActiveX 串行通信控件實現(xiàn)。 MSComm是 Microsoft公司提供的簡化 Windows下串行通信編程的 ActiveX控件，它為應用程序提供了通過串行接口收發(fā)數(shù)據(jù)的簡便方法。具體的來說，它提供了兩種處理通信問題的方法：一是事件驅動 (Event－ driven)方法，一是查詢法。 事件驅動方式 事件驅動通訊是處理串行端口交互作用的一種非常有效的方法。在許多情況下，在事件發(fā)生時需要得到通知，例如，在串口接收緩沖區(qū) 中有字符，或者 Carrier Detect (CD) 或 Request To Send (RTS) 線上一個字符到達或一個變化發(fā)生時。在這些情況下，可以利用 MSComm 控件的 OnComm 事件捕獲并處理這些通訊事件。 OnComm 事件還可以檢查和處理通訊錯誤。所有通訊事件和通訊錯誤的列表，參閱 CommEvent 屬性。在編程過程中，就可以在 OnComm 事件處理函數(shù)中加入自己的處理代碼。這種方法的優(yōu)點是程序響應及時，可靠性高。每個 MSComm 控件對應著一個串行端口。如果應用程序需要訪問多個串行端 口，必須使用多個 MSComm 控件。 查詢方式 查詢方式實質上還是事件驅動，但在有些情況下，這種方式顯得更為便捷。在程序的每個關鍵功能之后，可以通過檢查 CommEvent 屬性的值來查詢事件和錯誤。如果應用程序較小，并且是自保持的，這種方法可能是更可取的。例如，如果寫一個簡單的電話撥號程序，則沒有必要對每接收一個字符都產(chǎn)生事件，因為唯一等待接收的字符是調(diào)制解調(diào)器的“確定”響應。 在 PC 機串行端口通信時 ,使用了十幾條線進行信號傳輸 , 這 5 條線的高低電平狀態(tài)分別對應 MSComm 空間相應屬性的 True/ False 值。 DTR 線 :用于傳輸 PC 機發(fā)往串口 Modem 等設備的信號 ,該信號表示 PC 機是非已經(jīng)準備好。 RTS 線 :用于傳輸 PC 機發(fā)往串口 Modem 等設備的信號 ,該信號表示 PC 機是非允許 Modem發(fā)數(shù)據(jù)。 DSR 線 :用于傳輸串口 Modem 等設備發(fā)往 PC 機的信號 ,該信號表示 Modem 等設備是非已經(jīng)作好操作準備。 溫濕度測量系統(tǒng)設計（上位機軟件設計） 22 CTS 線 :用于傳輸串口 Modem等設備發(fā)往 PC 機的信號 ,該信號表示 Modem是非允許發(fā)送數(shù)據(jù)。 CD 線 :用于傳輸串口 Modem 等設 備發(fā)往 PC 機的信號 ,該信號表示 Modem 已經(jīng)和遠方的設備建立了聯(lián)系。 MSComm 控件的通信功能的實現(xiàn) ,實際上是調(diào)用了 API 函數(shù) ,而 API 函數(shù)是由 解釋并傳遞給驅動程序進行的。 MSComm 控件 MSComm 控件有很多重要的屬性，但 首先必須熟悉幾個屬性 。 CommPort—設置并返回通信端口號； Seting—以字符串的形式設置并返回數(shù)據(jù)傳輸速率、 奇偶校驗、數(shù)據(jù)比特、停止比特 。 PortOpen—設置并返回通信端口狀態(tài)，也可以打開和關閉端口；Input—從接受緩沖區(qū)返回和刪除 字符； Output—向緩沖區(qū)寫一個字符串。 下面分別描述 MSComm控件的屬性。 ? CommPort :設置或返回端口代號。 VB 中有 16個端口限制。 =1 使用 Com1 端口 ? Setting ：設置初始化參數(shù)。以字符串形式設置或傳回連接速度，奇偶校驗，數(shù)據(jù)位，停止位等 4 個參數(shù)。如“ 9600， N， 8， 1”，奇為 O,偶為 E。 =“ 9600,N,8,1” ? ? Input ：從輸入 寄存器傳回并移除已被讀取的字符。 Buffer= ,讀入 Buffer 字符串變量中 ? ? Output : 寫入輸出寄存器 ? ? InputLen：指定由串行端口讀入的字符串長度。默認值為 0，此值會使得控件的 Input 指令一次讀取所有輸入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)。如果我們需要對固定的字符串長度做特別的運算時，要設置該屬性。 ? ? HandShaking ：指定通信兩方的握手協(xié)議。握手協(xié)議要做的就是數(shù)據(jù)傳輸速度的控制，也稱為 “ 流量控制 (Flow Control)” 。簡單說，如果一方送出的數(shù)據(jù)的速度超過另一方所能處理的速度，接收方便會要求傳送方暫停送出數(shù)據(jù)。 RTS/CTS 陜西科技大學畢業(yè)論文（設計說明書） 23 握手協(xié)議是硬件握手協(xié)議，它用 RTS 腳位及 CTS 腳位的功能。 XON/XOFF 即軟件握手協(xié)議。它使用 XON 表示暫停數(shù)據(jù)的傳送；而使用 XOFF 表示恢復傳送。其中由于 XON 使用 chr(19)作為控制信號，若所傳送的數(shù)據(jù)中含有 chr(19)字符，將使