【導(dǎo)讀】[摘要]該設(shè)計是一個基于串行通信的集散控制系統(tǒng)。該集散控制系統(tǒng)由PC與2. 兩片AT89C52單片機作為下位機，用來接收上位機指令并實現(xiàn)相應(yīng)。通信基于USB通用串行總線標(biāo)準(zhǔn)，線路由USB-hub中轉(zhuǎn)擴展。PC和單片機之間主從式半雙工通信。本文詳細討論了硬件電路的設(shè)計方法、主。方法以及開發(fā)環(huán)境keiluVision2、Visual的使用方法，通過以上各種方法，

　　

【正文】 個系統(tǒng)設(shè)計過程中我受益匪淺，感慨頗豐，由于篇幅限制， 現(xiàn)簡要概述如下 : 剛開始做系統(tǒng)，我是一頭霧水，不知從何下手，我借了數(shù)本關(guān)于串行通信、VB和單片機的書，看了大概有一個多月，看完之后合上課本，腦中一片空白。于是我準(zhǔn)備做硬件，邊做邊學(xué)。購置了兩片單片機，開始一個功能一個功能的編程，突然發(fā)現(xiàn)之前在書本上看的知識幾乎一點沒用到，后悔自己沒有早點下手實踐。 單片機部分很快就熟悉了，購買的最小系統(tǒng)學(xué)習(xí)版上的所有資源我都可以靈活利用，最后將這些模塊一個一個的集成在一塊，就基本構(gòu)成了現(xiàn)在的下位機驅(qū)動系統(tǒng)。 在單片機的編程中，我最大的收獲就是學(xué)會了如何使用標(biāo)志變量，也就是編程中出現(xiàn)的 flag變量，用該變量可以觸發(fā)某段程序，也可以關(guān)閉某段程序。這種思想貫穿了整個程序，使整個程序得以相互交織，相互聯(lián)系。還有一個難點就是單片機的數(shù)據(jù)發(fā)送，因為系統(tǒng)是主從系統(tǒng)，從機無法主動向主機發(fā)送數(shù)據(jù)，必須等待主機發(fā)送“允許從機發(fā)送數(shù)據(jù)指令”，這樣就有一個問題，主機發(fā)送了“允許指令”，從機發(fā)送是需要時間的，怎么才能保證從機發(fā)送的數(shù)據(jù)被主機準(zhǔn)確接收呢？本來我設(shè)計的是讓從機在 main函數(shù)中一直發(fā)送，從而主機可以隨時接收都有數(shù)據(jù)在緩存中，但這有造成了兩大問題：一是如何讓主機從這一大堆連續(xù)數(shù)據(jù)中按順序挑出從 機數(shù)據(jù)，另一問題是從機一直在發(fā)送，發(fā)送的時候是要關(guān)中斷的，如果這時主機發(fā)送命令，從機是無法接收到的。解決這兩個問題，我采用了主機延遲接收和從機在串口中斷中發(fā)送數(shù)據(jù)的方式。 為了實現(xiàn)主從機通信，必須設(shè)計通信協(xié)議，我選擇了通用的通信格式：9600bps波特率、 10位一幀。我設(shè)計了一種獨特的指令模式，那就是帶有數(shù)據(jù)長度的數(shù)據(jù)塊，主機發(fā)送的指令帶有 0x01，表示這發(fā)送的是數(shù)據(jù)塊，然后下一幀是數(shù)據(jù)長度 data_length，下幾幀是數(shù)據(jù)塊，從機接收要判斷是否 0x01，若是則接收長度 data_length的數(shù)據(jù)塊，存入 某暫存數(shù)組中，接收完畢準(zhǔn)備接收下一個指令，這樣主機就可以發(fā)送任意長度的數(shù)據(jù)了。我看了某些教材寫的是格式固定的指令模式。即數(shù)據(jù)塊不能多不能少，就是這么些幀。數(shù)據(jù)少時就要發(fā)送一些空數(shù)據(jù)來填補，造成多余通信，既浪費時間又浪費通信資源；數(shù)據(jù)多時又分批發(fā)送，可能會造成數(shù)據(jù)接收混亂。我的這種帶數(shù)據(jù)長度的數(shù)據(jù)塊發(fā)送模式，可以說本設(shè)計的一大亮點。 至于主從機通信的硬件鋪設(shè)，一定要從實際出發(fā)。我本來打算用 RS485總線來實現(xiàn)，但是需要很多芯片，諸如 232/485轉(zhuǎn)換芯片、 MAX485芯片，相應(yīng)的資金煙臺 大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 20 就會增加。主從機的協(xié)議也會 增加一部分篩選過程，因為這樣設(shè)計出來的系統(tǒng)采用廣播方式，主機發(fā)送到的數(shù)據(jù)從機都可以接收到，為了甄別從機，主機首先要發(fā)送一個地址片選標(biāo)志，從機接收該標(biāo)志后對比篩選，相應(yīng)的從機準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，其他從機繼續(xù)等待地址標(biāo)志，這樣設(shè)計又給從機驅(qū)動增加了很多負擔(dān)。本設(shè)計要求的通信距離不是很遠，從機數(shù)量僅有兩片，而且最重要的是我購置的單片機集成了 PL2303芯片，該芯片可以把 USB信號和 RS232芯片進行相互轉(zhuǎn)換，所以我們的通信采用 USB線路，中間利用 USBHUB擴展接口。經(jīng)過以上設(shè)計，主從機就可以順利通信了。 用 VB編制 上位機的界面是重頭戲， VB很好上手，功能也很強大，過去學(xué)習(xí)C的時候一直面對的不是藍屏就是黑屏，連個窗口也沒有，鼠標(biāo)也不能用，界面十分丑陋，使用十分不方便，現(xiàn)在突然面對對象，感覺特別新鮮，制作完成之后還可以生成 .exe文件或者程序安裝包，在其他任何一部電腦上均可安裝執(zhí)行。 VB的控件十分豐富，本設(shè)計僅僅用了一個 Msm控件就解決了所有串行通信的問題。剛開始看串行通信的教材，看到碼制傳輸轉(zhuǎn)換那一塊幾乎不知所云，上機之后才發(fā)現(xiàn)，這都不能算是問題，一天編程勝我讀十年書。 VB和單片機不一樣，VB是鍵盤和鼠標(biāo)觸發(fā)的事 件進行驅(qū)動的，而要進行數(shù)據(jù)采集的時候我考慮過兩個方法，一是采用 OnComm事件觸發(fā)，一是采用 Timer定時器觸發(fā)，經(jīng)過實戰(zhàn)檢驗，我還是選擇了 Timer定時器觸發(fā)。還有圖相框繪制曲線圖這一塊，我是嚴(yán)格模仿教材上的程序編制的，如果讓我自己琢磨，估計漏洞百出，耗時巨大！站在前人的肩膀上，可以少走很多彎路。 （二） 不足 該系統(tǒng)還存在著很大的不足，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 由于時間原因，系統(tǒng)硬件方面直接購置了現(xiàn)成的 51學(xué)習(xí)版和 USB集線器，我主要的精力全部放在了軟件上，對硬件很不熟悉。以后有時間可以自行焊制一塊51最小系統(tǒng) ，加深對硬件的理解。 系統(tǒng)用鍵值數(shù)據(jù)來模擬溫度、壓力等物理量，沒有真正的實際采集處理這些物理量，導(dǎo)致系統(tǒng)不直觀不實用。以后若是資源充足，可以采用 ds18b20對溫度進行采集，對其他物理量可以采用一些傳感器和 AD/DA芯片進行采集。 系統(tǒng)采用 USB通信，通信長度太短，從機數(shù)量不多，可以采用 RS485進行通信來彌補這一塊的缺失。 主機采集上來的數(shù)據(jù)不能存儲和打印，關(guān)閉程序就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。存儲可以生成 .dat文件或者寫入數(shù)據(jù)庫，打印可以用 VB設(shè)計器生成報表。 該系統(tǒng)通信方式有一些可以改進升級之處，比如從機可以 主動向主機發(fā)送數(shù)據(jù)，不必等待主機發(fā)送“允許發(fā)送數(shù)據(jù)指令”；還有就是兩從機之間也可以進行通信。這一塊可以用主機的軟件編程來實現(xiàn)，首先應(yīng)采用 OnComm事件觸發(fā)，接收從機發(fā)送的數(shù)據(jù)，比較并執(zhí)行相應(yīng)功能。這里需要重新設(shè)計通信協(xié)議。 煙臺 大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 21 致謝 四年大學(xué)生活即將結(jié)束，掀掉這一頁，我們又要去描繪新的一頁。在這個收尾處，我認認真真地完成了一次畢業(yè)設(shè)計，算是為自己的大學(xué)生涯畫上了一個完美的句號。回想這四年的大學(xué)學(xué)習(xí)生活，不算完美，但很充實；沒留下多少驕傲，但留下了很多回憶。感謝那些一塊學(xué)習(xí)一塊生活的同學(xué)，感謝那些教授我知識、教育我做人的老師們，謝謝你們陪伴和見證我長大，謝謝你們給我溫暖給我知識，謝謝你們讓我走過一段美好快樂的大學(xué)生活。 在這次畢業(yè)設(shè)計過程中，首先要感謝王培進老師的全力支持、熱心關(guān)懷和悉心教導(dǎo)。他公務(wù)繁忙，卻抽出很多時間來實驗室對我們進行指導(dǎo)和關(guān)切，我經(jīng)常問一些很幼稚很基本的問題，他總是很耐心很細致的講給我聽，這讓我很是感動。還有劉老師和孫老師，他們一直都在關(guān)注著我的設(shè)計進度，一直鼓勵我大膽設(shè)計，催促我不要偷懶，對我起了很好的激勵和鞭策作用，讓我有干勁有動力去克服困難和接受挑戰(zhàn)，感謝他們。還要感謝在實驗室陪我一起 設(shè)計的戰(zhàn)友們，在我遇到瓶頸的時候，我首先想到的總是這些同學(xué)們，他們給了我很多靈感和技術(shù)上的幫助，謝謝他們。 煙臺 大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 22 參考文獻 [1] 百度空間 .串行通信 [ EB/ OL ][ 20210716].D4%B5_%C4%E3/blog/item/ [2] 百度百科 . 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