【正文】 覺察 能 力。 并且使 用通信線程還 不 占 用 CPU時(shí)間，這樣系 統(tǒng) 實(shí)際上具有了同時(shí)控制 多個(gè) 通信設(shè) 備（ 如 MODEM） 的能 力。 異步方式的 優(yōu) 點(diǎn) 也恰 是同步方式的 缺 點(diǎn)。 但在 某 些 場(chǎng)合 下， 該缺 點(diǎn)可以通過一些 措施盡 可能地 減 小，而其簡(jiǎn)單易 用的 優(yōu) 點(diǎn) 卻 是很好地 體 現(xiàn)出來。此時(shí) 確 定串 口 讀 取 的時(shí)機(jī)，握手協(xié)議及軟件 糾 錯(cuò) 的實(shí)現(xiàn)是程 序員 應(yīng) 考慮 的 主要 問題， 也 是 減 小線程 阻塞 所 帶 來的 負(fù) 面 影 響 的 主要 措施。 ② 有限時(shí)間 內(nèi)， PC機(jī) 命令 可以 執(zhí) 行完 畢并返回結(jié)果。 ③ 每次 所轉(zhuǎn)輸?shù)臄?shù)據(jù)的 長度 是 已知 的， 所轉(zhuǎn)輸?shù)臄?shù)據(jù)量是有限 且比 較小。 鑒 于應(yīng)用異步方式的 安 全 性 和 普遍 性 下面以 C++ Builder為 例，敘 述 PC機(jī)通信軟件的實(shí)現(xiàn)過程： (1)打 開串 口 在 Win32中，串 口 和其 他 通信設(shè) 備 是作為文件 處 理的。 通信會(huì)話由調(diào)用 CreateFile 函數(shù) 打 開串 口 開 始， CreateFile 以讀 訪 問 權(quán) 限，寫 訪 問 權(quán)限 或 讀寫 訪 問 權(quán) 限“ 打 開串 口”并 設(shè)定了對(duì)其是異步 操 作方式。 如 果 調(diào)用成功函數(shù) 返回 串 口 的 句柄賦 給 Handle， 如 果 調(diào)用 失敗則 函數(shù) 返回INVALID_HANDLE_VALUE。 在調(diào)用 API 函數(shù)進(jìn)行串 口 初 始 化時(shí)， 波 特 率， 數(shù)據(jù)位， 奇偶 校驗(yàn)停止 位的信 息包含 于一 個(gè) DCB結(jié)構(gòu) 中，而超時(shí)方面的信 息則包含 于 COMMTIMEOUTS結(jié)構(gòu) 中， 一 般 在用 CreateFile 打 開串行 口后， 可以調(diào)用 GetCommState 函數(shù)來 獲 取 串行 口 的 初 始配置。例如： DCB dcb。dcb) //讀 取 DCB結(jié)構(gòu) ???????? ???????? =9600 // 設(shè) 置 波 特 率 為 9600b/s =8。 // 無校驗(yàn) =ONESTOPBIT。dcb) // 保 存 至 DCB結(jié)構(gòu)使 設(shè) 置值生 效 調(diào)用 SetupComm 函數(shù)可以設(shè) 置 串行 口 的輸 入 和輸出 緩沖 區(qū) 的大小。例 如： ?????????? ?????????? SetupComm( mHandle , 1024*2, 1024*2 ) //輸 入 輸出 緩沖區(qū) 的大小均為 2K ?????????? ?????????? 在用 ReadFile 和 WriteFile 讀寫串行 口 時(shí)， 需要 考慮 超時(shí)問題。要查詢當(dāng) 前的超時(shí)設(shè) 置 應(yīng)調(diào)用 GetCommTimeouts 函數(shù)。 ?????????? ?????????? TimeOuts. ReadIntervalTimeout=0 //讀間 隔 超時(shí) =10 //讀時(shí)間系數(shù) =100 //讀時(shí)間 常 量 =10 //寫時(shí)間系數(shù) =100 //寫時(shí)間 常 數(shù) SetCommTimeouts(hCom, amp。 // 保 存 設(shè) 置值生 效 ???????????? ???????????? ???????????? COMMTIMEOUTS結(jié)構(gòu) 的成 員 都 以 毫秒 為單位。這 種情況 下，超時(shí) 規(guī) 定的是 操 作的完成時(shí)間而不是 ReadFile()和WriteFile()的 返回 時(shí)間。 其中 何 時(shí)讀 取 單片機(jī)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信 息 及應(yīng) 答 信 息 是 重要 的。 當(dāng) 接收到一 個(gè)字 符 并放入緩沖區(qū)后 即通 知 應(yīng)用程 序例。 SetCommMask(m_hFile,dwMask)) //設(shè) 置 通信 事 件 掩 碼 //等待 通信 事 件的發(fā) 生 OVERLAPPED os 。os, 0, sizeof( OVERLAPPED ) ) 。dwEvtMask, amp。os, amp。 //事 件 已 發(fā) 生 安排 讀 操 作 ReadFile(mHandle, //串 口句柄 pDataBuff, //存放 數(shù)據(jù) 緩種區(qū) iLen, //所讀數(shù)據(jù)的 長度 pdwRead, //實(shí)際所讀 長度 lpOverlapped) //異步方式 } 在上 例 中，我們 無 限 等待 通信 事 件的發(fā) 生。在實(shí)際程 序 設(shè)計(jì)中我們可以設(shè) 置 一時(shí)限，超過此時(shí)限通信 事 件 未 到 則執(zhí) 行相應(yīng) 錯(cuò)誤處 理此時(shí)， 只需 將 GetOverlappedResult函數(shù) 替 換 為 WaitForSingleObject函數(shù)此函數(shù)的 聲 明 形 式如下： WaitForSingleObject( HANDLE hEvent, //事 件 句柄 unsigned long mTimeOuts //超時(shí)設(shè) 置 ) (4) 關(guān) 閉 串 口 通信完 畢 調(diào)用 CloseHandle() 函數(shù) 關(guān) 閉 串 口例 如 CloseHandle(mHandle)。 而 針 對(duì)近程小批量數(shù)據(jù)的通信，下位機(jī)的 波 特 率 誤 差 性 是 影 響 可 靠 通信的 最主要 因 素。 （ 1）波 特 率 誤 差 來源分 析 ① 單片機(jī)的 振蕩 電路是由 晶 體 及 電 容 C1 和 C2 構(gòu) 成 。 另 外， 晶 體 頻率 的標(biāo)稱 值 與實(shí)際 值也 不可能完全一 致。 16分 頻 計(jì)數(shù)器 把 每個(gè) 接收位的時(shí)間分為 16 份， 在中間 三 位即 7 ， 8 ，9 ， 狀態(tài) 時(shí)位 檢測(cè) 器對(duì) RXD 端 的 值 采樣， 并 以 3取 2的表決方式 確 定所接收的數(shù)據(jù)位。 即： 欲使 接收的 第 N位為正 確 位時(shí)， 須 滿足 下式成立： 所 允許 的 波 特 率 誤 差 N 故 當(dāng) 所傳輸?shù)囊?幀 數(shù)據(jù)為 10 位時(shí)，所 允許 的 最 大的 波 特 率 允許誤 差 為 5 %對(duì)于其它 常 用的 8位， 9位， 11位，一 幀 的串行傳輸，其 最 大的 波 特 率 允許誤 差 分別為 %， %， 和 %。 如 果， 晶振 的離 散 度已 超過所 允許 的 范圍， 此時(shí)不 宜 用其標(biāo)稱 值， 可以采用 測(cè) 量其 波 特 率 的方 法 來得出實(shí)際 的 晶振波 特 率 值。 通信協(xié)議設(shè)計(jì)結(jié)論 通信的可 靠性主要體 現(xiàn)在所 使 用通信協(xié)議的可 靠性 上，本通信協(xié)議的可 靠性主要 有兩點(diǎn)理論 基礎(chǔ)： (1)通過 判斷 幀頭 起 始字 符 來決定一 幀 的開 始， 這樣就 避免 了 部 分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn) 入 到 內(nèi)部數(shù)據(jù) 處 理之中。 另 外 通過 幀 類 型字 節(jié)的 判斷 可 使 之進(jìn)一步 降低。如 果 將此異 或校驗(yàn) 改為CRC校驗(yàn)則 出 錯(cuò) 的可能 性 更是 微乎 其 微 了。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)用本通信時(shí)傳輸距離 只 有 幾 米以 內(nèi) 而 且 環(huán)境 干擾 比 較小， 從 而 從外部因 素 上進(jìn)一步 保證 了通信的可 靠性。 每 接收一 幀 數(shù)據(jù)時(shí)， 需要 附 加 13 個(gè)字 節(jié)其中 5 個(gè)字 節(jié)用于接收 8 個(gè)字 節(jié)用于應(yīng) 答。 發(fā)送數(shù)據(jù)速率、接收數(shù)據(jù) 速率計(jì)算公式如下： 發(fā)送數(shù)據(jù) 速率 ： 9600*32/44=6981bit/s 接收數(shù)據(jù) 速率 ： 9600*32/45=6826bit/s 這是理論上的 速率， 實(shí)際中 還 應(yīng) 包含 PC和 PIC16F877A單片機(jī) 的 處 理信號(hào) 幀，等待 信號(hào) 幀 的時(shí)間。在實(shí)際應(yīng)用中，因具 體 應(yīng)用環(huán)境不同 PC和 PIC16F877A單片機(jī) 處 理信號(hào) 幀 的時(shí)間會(huì)有不同，所以具 體速率值 依 具 體 應(yīng)用而 變 化。 ① 在 Protel 99 的初始界面下新建一個(gè)設(shè)計(jì)庫，該數(shù)據(jù)庫用來管理項(xiàng)目。 ③ 在 Document 文件夾中新建原理圖文件和印制板文件。 ⑤ 添加原理圖文件庫。 DesignAdd/Remove Library 瀏覽所需零件庫－ AddOk 從零件庫中調(diào)出元件 Placepart ⑦ 對(duì)原圖元件進(jìn)行布局，布線，構(gòu)成一個(gè)完整的原理圖。然后進(jìn)行輸出存檔。 圖 protel設(shè)計(jì)的流程圖 新建原理圖 NewSCH 添加元件庫 Add/Remove Library 調(diào)出元件 FindPlace Compent 元件布局 連線 設(shè)置元件屬性 存盤 Save 打印輸出報(bào)表 Print,Rcport 建立網(wǎng)絡(luò)報(bào)表 Create Netlist （ 2）用 PCB 系統(tǒng)設(shè)計(jì) PCB 板分以下 7個(gè)步驟： ① 有關(guān)參數(shù)的設(shè)置。 ② PCB 板尺寸設(shè)計(jì)。這一步為自動(dòng)布局打基礎(chǔ)。 ③ 布局 就是根據(jù)原理圖上元器件之間的連接關(guān)系，并考慮電磁兼容性以及元器件的安裝空間和散熱等，總是將元器件放置在 PCB 電路板上適當(dāng)?shù)奈恢谩２季止ぷ餍枰托?、?xì)致。 手工布局，首先載入 SCH 生成的網(wǎng)絡(luò)表，通過手工移動(dòng)元器件 PCB 板上的排列位置實(shí)現(xiàn)布局。 自動(dòng)布局， PCB 系統(tǒng)環(huán)境提供自動(dòng)布局功能完成元器件放置，但在細(xì)節(jié)處最好使用手工調(diào)整。 ④ 自動(dòng)布線。但是 Protel99 的 PCB系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的自動(dòng)布線功能，建議使用該功能自動(dòng)布線。如果不適當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)布線失敗，即布線的成功率不高，所以這一 步要特別注 意 ⑤ 啟動(dòng)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查 DRC，這一步利用 PCB 提供的 DRC 功能對(duì)完成布線的 PCB 板進(jìn)行檢查，這一步由軟件自動(dòng)完成。 ⑥ 板面字符調(diào)整。設(shè)計(jì)值的字符參數(shù)移至元器件框外。 ⑦ 將經(jīng)過 DRC 檢查無誤，且版面字符調(diào)整好的 PCB 設(shè)計(jì)圖存盤、輸出、制版。存檔以便進(jìn)行后 期的修改及完善。在確定電路的正確性，可行性之后，開始使用 Protel 對(duì)它進(jìn)行布圖。在畫原理圖的過程中，原理圖中的元件 庫中可能找不到自己要找的元件，如 PIC16F877A 等，所以要自己畫元件。在定好元件編號(hào)后，使用 TOOLS 中的 ERC 進(jìn)行檢查，它會(huì)提示是否有編號(hào)相同的元件等錯(cuò)誤。同樣，部分元件的封裝在 PCB 庫中找不到或者是有出入，如按鍵開關(guān)， 2 位撥碼開關(guān)在 PCB 庫中找不到，所以需要自己根據(jù)元件的實(shí)際大小和相應(yīng)的原理圖中引腳編號(hào)，做出正確的封裝。在封裝好全部元件后，可以生成一個(gè)元器件報(bào)表，在報(bào)表中可以清楚的看到各元件的標(biāo)號(hào)和封裝代號(hào)，在進(jìn)一步檢查完畢后就開始建立網(wǎng)絡(luò)表。根據(jù)原理圖的走線，將器件 分別拉入框中，放到合適的位置。然后就開始正式布線。這樣可以使得整個(gè)電路看起來整齊些，在碰到有時(shí)線路布不通的時(shí)候，采用頂層短跳線的方式進(jìn)行調(diào)整，從而完成整個(gè) PCB 電路板的設(shè)計(jì)。 布好 PCB 圖，檢查無誤后，就將 PCB 圖打印到轉(zhuǎn)印紙上，然后熨到電路板上，腐 蝕，打孔。腐蝕時(shí)，用三氯化鐵加適量的開水配成三氯化鐵溶液進(jìn)行腐蝕，這樣腐蝕會(huì)比較快，腐蝕完后用天那水把電路板清洗，接著便開始打孔（選用 的針頭），打完孔后，用萬用表測(cè)量電路線路是否連通，然后先涂上松香溶液（酒精 +松香），這樣焊接速度會(huì)比較快，還能防氧化，然后將其放在一邊晾干。然后就可以開始焊接了。檢測(cè)完畢后，硬件電路板裝配便完成了。比如在合理布線，檢查裝配無誤的情況下，如果還出現(xiàn)電路無輸出的情況，那么可以肯定是原理圖錯(cuò)誤，這時(shí)就要回到原理圖進(jìn)行檢查。從整體來說這是一個(gè)復(fù)雜的過程，要細(xì)心謹(jǐn)慎，沉著冷靜，反復(fù)檢查，直到找到原因?yàn)橹?。在畫原理圖、 PCB 布線、安裝和調(diào)試過程中不可避免地遇到各種問題，這要求保持沉著冷靜，聯(lián)系書本理論知識(shí)積極地思考，實(shí)在解決不了可以請(qǐng)教同學(xué)或指導(dǎo)老師。 經(jīng)過四年學(xué)習(xí)的積累，在已經(jīng)掌握相關(guān)專業(yè)方面知 識(shí)及其它各方面知識(shí)的情況下，我認(rèn)真嚴(yán)肅的完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。我在這個(gè)過程中深刻的感受到了做畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義所在，和我一樣真正投入了身心去做的人也一定會(huì)有同樣的感觸。 通過做本課題，我了解并掌握了傳感器的基本理論知識(shí)，更深入的掌握單片機(jī)的開發(fā)應(yīng)用和 PC 編程控制。 謝 辭 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到了指導(dǎo)老 師陳紫強(qiáng)的熱心指導(dǎo)。幫助解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的許多問題。同時(shí)，他還提供給我們專門的各種設(shè)備及場(chǎng)所，在調(diào)試過程中能夠有充足的時(shí)間。在此，我向身邊關(guān)心我的同學(xué)致以誠摯的謝意！另外，系里的領(lǐng)導(dǎo)和老師也給了我們必要的指導(dǎo)，我也向系和年級(jí)的領(lǐng)導(dǎo)們表示衷心的感謝！最后感謝學(xué)院對(duì)我這幾