接口技術課程方案設計書

1、湖北輕工職業(yè)技術學院接口技術 課程設計報告基于 RS232串口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計與實現(xiàn)姓名：何松班級： 06電信 1班一系統(tǒng)結構：設計思路 ：本課程設計通過使用帶有 AD 的單片機 STC12C5616AD 進行實時的 AD 采樣，并將采樣到的值通過 RS232串口傳輸?shù)?PC 機，由 VC 上位機接收，顯示當前的電壓值，并描繪電壓變化實時波形。系統(tǒng)框圖 :單片機系統(tǒng)電平轉換PC 機參考電壓信號輸入通道二. 系統(tǒng)設計：（一） 硬件電路設計：硬件部分由 STC12C5416AD 和晶振構成的單片機最小電路和 MAX232 構成的電平轉換電路用于和 PC機串口進行電壓匹配。電路原理圖如下：（二）軟

2、件電路設計：（1）單片機 C51 程序設計1.1 設計思路C51 程序由 RS232 串口發(fā)送程序和AD 采樣程序組成。 AD 采樣采用查詢方式，為了提高采樣的進度，我們應用的2.5V 的參考電壓，但是由于此單片機沒有直接的參考電壓輸入端，不能直接輸入?yún)⒖茧妷?。基于電源電壓VCC瞬間變換不大，因此我做了變通的方法。每次測量時，先測量2.5V參考電壓，得到10 位參考AD值ref，再采集需要測量的通道的電壓值，得到另一個10 位AD值Vad，那么所測電壓的計算公式就是：V=2.5*(Vad/ref) ?？紤]到51 單片機進行乘法、除法指令時速度較慢，故將10 位ref,Vad 直接傳輸?shù)?PC

3、機，由上位機VC 軟件進行處理?？紤]到數(shù)據(jù)傳輸時可能會出現(xiàn)錯位，缺少數(shù)據(jù)等情況，導致最終顯示的電壓值錯誤。因此在單片機傳輸有效數(shù)據(jù)的時候，加上了起始字符和結束字符用于盡量減少錯誤。1.2 軟件流程圖初始化采集 2.5V 參考電壓AD 值采集測量通道電壓AD 值發(fā)送起始字符“A ”發(fā)送參考值高位發(fā)送參考值低位發(fā)送測量值高位發(fā)送測量值低位發(fā)送停止字符“z”1.3 程序代碼見附錄一。(2) VC 程序設計2.1 設計思路VC 上位機以 Microsoft提供的 MSComm控件來與單片機的串口進行通信，獲取采集數(shù)據(jù)。程序將接收到的數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)，經(jīng)過起始字符和結束字符校驗后的數(shù)據(jù)被處理計算成實際的電

4、壓值05V，并顯示在靜態(tài)文本框控件中。同時，當每次接收到一個有效數(shù)據(jù)時，調用 CDC類的成員函數(shù) LintTo （）。畫出數(shù)據(jù)連續(xù)的曲線。2.2 MSComm控件介紹Microsoft提供的用于串口操作的控件MSComm共有 27 個屬性。CommPort:設置并返回通信口號，缺省值為COM1。Settings:設置并返回波特率、奇偶校驗、數(shù)據(jù)位、停止位的字符串。其中波特率的范圍為300b/s 19200b/s 。PortOpen：設置并返回通信口的狀態(tài)，同時用來打開和關閉通信口。InputLen ：決定每次 Input 讀入的字符個數(shù)，缺省為0，表示讀取接收緩沖區(qū)的全部內容。Input ：讀

5、入并清除接收緩沖區(qū)的字符。InBufferCount ：返回接收緩沖區(qū)已接收的字符數(shù)，通過置0 可清初接受緩沖區(qū)。Output ：將發(fā)送的字符串或數(shù)組寫到發(fā)送緩沖區(qū)。InputMode ：定義 Input屬性獲得數(shù)據(jù)的方式。Rthreshold ：設置、返回在通信控件置ComEvRecieve并激發(fā)OnComm事件前要接收的字符數(shù)。SThreshold：設置、返回在通信控件置ComEvSend并激發(fā)OnComm 事件前發(fā)送緩沖區(qū)中的最少字符數(shù)。2.3 界面設計如上圖所示，添加相應的控件。2.4 主要函數(shù)說明添加“打開串口”響應函數(shù)：void CWangfei311Dlg:OnBtnOpen()

6、/ TODO: Add your control notification handler code here InitComm() 。/設置串口。波特率 停止位 端口選擇pictureinit() 。/畫圖界面初始化畫背景 X 、 Y 軸坐標，標尺MSComm 控件相應函數(shù)（畫圖、顯示電壓值功能在此事件中）void CWangfei311Dlg:OnOnCommMscomm()/ TODO: Add your control notification handler code here int nEvent 。 /Mscomm 控件的事件序號int k 。VARIANT m_input。ch

7、ar *str 。long temp,tempref 。 /存儲接收到的2 個10 位AD值，分別為測量值，參考值int Y 。 /畫圖縱坐標值double v。/計算出的電壓值CString reslut 。CString Ccount 。CPen pen1。 / 數(shù)據(jù)曲線畫筆pen1.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(255,255,255) 。 /實線 線寬 1 白色 pDC1->SelectObject(pen1) 。nEvent = m_Comm.GetCommEvent() 。 / 得到事件if(nEvent = 2)/ 只對接收數(shù)據(jù)事件進行處理k = m_C

8、omm.GetInBufferCount()。 / 接收緩沖區(qū)的字符數(shù)目if(k > 0)/ 若得到接收數(shù)據(jù)m_input = m_Comm.GetInput() 。str = (char*)(unsigned char*)m_input.parray->pvData。if(*str ='A' && *(str+5) = 'z')/開始字符和停止字符的檢測tempref = (*(str+1)*256+*(str+2)。temp = (*(str+3)*256+*(str+4)v = double(2.5*temp/tempref)。

9、Y = int (300-60*v) 。if(Y<0) Y =0 。 /防止畫出界限if(Y>300) Y = 300 。 / 防止畫出界限r(nóng)eslut.Format("%f",v) 。reslut.TrimLeft() 。CWnd *pWnddata = GetDlgItem(IDC_RECDA TA) 。 pWnddata->SetWindowText(reslut) 。 /在靜態(tài)文本框中顯示電壓值pDC->LineTo(X,Y) 。 /畫線X+=5 。count+ 。 / 接收數(shù)據(jù)個數(shù)值加1Ccount.Format("%16d&qu

10、ot;,count) 。Ccount.TrimLeft() 。CWnd *pWndcount = GetDlgItem(IDC_COUNT)。pWndcount->SetWindowText(Ccount) 。if(X>500)/ 若畫到 X 軸最右邊X=10 。pictureinit() 。/清除之前畫的圖 pDC1->MoveTo(10,Y) 。 / 平移起始點到最左端Else/若沒有通過校驗，顯示“NO Data ”CWnd *pWnddata = GetDlgItem(IDC_RECDATA) 。pWnddata->SetWindowText("NO

11、Data")。三. 系統(tǒng)測試 （最終測試的是 2.5V 標準電壓）附錄一：單片機程序代碼/rs232.c 源文件代碼：#include<reg51.h>#include"RS232.h"#include<intrins.h>/*+RS232 mode+*/ /* /* void delayus(uchar count)uint i 。uchar j。for(j=0 。 j<count 。 j+)for(i=0 。 i<10 。 i+) 。/波特率設置初始化/void rs232_init()TMOD=0x20。TL1=0xFDT

12、H1=0xFD。/9600 比特 /秒for 11.0592MPCON=0x00 。TR1=1 。SCON=0x50 。ES=1。 /允許串行口中斷EA=1 。 / 開總中斷/發(fā)送字符 /void send(uchar i)SBUF=i 。while(!TI) 。TI=0 。void rs232_isr() interrupt 4 using 1if(RI)rbuf = SBUF 。RI=0。if(rbuf = 0xF0) start=0 。if(rbuf = 0x80) start=1 。/*=*/main.c 源代碼#include<reg51.h>#include<in

13、trins.h>#include "rs232.h"#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsfr P1M0=0x91 。sfr P1M1 =0x92 。sfr ADC_CONTR =0XC5。sfr AUXR = 0x8e 。sfr ADC_DATA =0xC6 。sfr ADC_LOW =0xBE。uchar rbuf 。uchar start。uint V 。uint Vref 。delay(uchar count)uchar m,n。for(m=0 。 m<=count 。 m+)for(n

14、=0 。 n<240。 n+) 。/*ADC 初始化 */void adc_init()P1M0=0xff 。P1M1=0x00 。ADC_DATA = 0 。/數(shù)據(jù)清零ADC_LOW = 0 。ADC_CONTR = 0xe0 。 /開 ADC 電源 ,采集速度選擇最高delay(200) 。void get_adc(uchar ch)ADC_CONTR = (0xe8 | ch) 。 /開啟轉換while(!(ADC_CONTR&0x10)ADC_CONTR&=0xe7。 / 等待轉換完成/清除 start,flag標志void main()rs232_init()

15、。adc_init() 。while(1)get_adc(0x00) 。/ 通道 0 參考Vref = (uint)(ADC_DATA<<2)|ADC_LOW)get_adc(0x01) 。V = (uint)(ADC_DATA<<2)|ADC_LOW)。send('A') 。/send('A') 。send(Vref>>8) 。send(Vref) 。send(V>>8) 。send(V)。send('z')。delay(250) 。delay(250) 。delay(250) 。delay(25

16、0) 。delay(250) 。附錄二： VC程序代碼定義的成員變量：public:int X 。CDC* pDC1 。int m_BaundRate 。int count 。CWnd* pWndpicture 。void pictureinit(void)。CDC* pDC 。int m_port 。CWangfei311Dlg(CWnd* pParent = NULL)。/ standard constructorvoid InitComm() 。添加的成員函數(shù)：void CWangfei311Dlg:InitComm()m_Comm.SetCommPort(m_port) 。m_Comm

17、.SetInputMode(1) 。if(m_BaundRate = 1200)m_Comm.SetSettings("1200,n,8,1") 。else if(m_BaundRate = 2400)m_Comm.SetSettings("2400,n,8,1") 。else if(m_BaundRate = 4800)m_Comm.SetSettings("4800,n,8,1") 。else if(m_BaundRate = 9600)m_Comm.SetSettings("19600,n,8,1") 。el

18、se if(m_BaundRate = 19200)m_Comm.SetSettings("19200,n,8,1") 。else if(m_BaundRate = 28800)m_Comm.SetSettings("28800,n,8,1") 。else if(m_BaundRate = 38400)m_Comm.SetSettings("38400,n,8,1") 。else if(m_BaundRate = 57600)m_Comm.SetSettings("57600,n,8,1") 。else if(m_

19、BaundRate = 115200)m_Comm.SetSettings("115200,n,8,1") 。m_Comm.SetRThreshold(1) 。m_Comm.SetInBufferSize(1024) 。m_Comm.SetOutBufferSize(1024) 。m_Comm.SetInBufferCount(0) 。if(!m_Comm.GetPortOpen()m_Comm.SetPortOpen(TRUE) 。void CWangfei311Dlg:OnBtnOpen()/ TODO: Add your control notification ha

20、ndler code here InitComm() 。pictureinit() 。void CWangfei311Dlg:OnBtnClose()/ TODO: Add your control notification handler code here if( m_Comm.GetPortOpen() )m_Comm.SetPortOpen(0) 。void CWangfei311Dlg:OnOnCommMscomm()/ TODO: Add your control notification handler code here int nEvent 。int k 。VARIANT m

21、_input。char *str 。long temp,tempref 。int Y 。double v。static int i=10 。CString reslut 。CString Ccount 。CPen pen1。pen1.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(255,255,255) 。pDC1->SelectObject(pen1) 。nEvent = m_Comm.GetCommEvent() 。if(nEvent = 2)k = m_Comm.GetInBufferCount()。if(k > 0)m_input = m_Comm.GetInput()

22、 。str = (char*)(unsigned char*)m_input.parray->pvData。if(*str ='A' && *(str+5) = 'z')tempref = (*(str+1)*256+*(str+2)。temp = (*(str+3)*256+*(str+4)。v = double(2.5*temp/tempref) 。Y = int (300-60*v) 。if(Y<0) Y =0 。if(Y>300) Y = 300 。reslut.Format("%f",v) 。res

23、lut.TrimLeft() 。CWnd *pWnddata = GetDlgItem(IDC_RECDATA) 。pWnddata->SetWindowText(reslut) 。pDC->LineTo(X,Y) 。X+=5 。count+ 。Ccount.Format("%16d",count) 。Ccount.TrimLeft() 。CWnd *pWndcount = GetDlgItem(IDC_COUNT)。pWndcount->SetWindowText(Ccount) 。if(X>500)X=10 。pictureinit() 。pDC

24、1->MoveTo(10,Y) 。elseCWnd *pWnddata = GetDlgItem(IDC_RECDATA) 。pWnddata->SetWindowText("NO Data")。void CWangfei311Dlg:OnSelchangeCombo1()/ TODO: Add your control notification handler code here m_port = m_Comboboxsel.GetCurSel()+1 。void CWangfei311Dlg:pictureinit()pWndpicture = GetDlg

25、Item(IDC_PICTURE)。pDC = pWndpicture->GetDC()。pDC1 = pDC 。CPen pen。pen.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(255,0,0) 。pDC->SelectObject(pen) 。CRgn pRgn 。CBrush pBrush 。pRgn.CreateRectRgn(0,0,510,310) 。pBrush.CreateSolidBrush(RGB(0,0,0) 。pDC->FillRgn(&pRgn,&pBrush)。pDC->MoveTo(10,300) 。pDC->

26、;LineTo(500,300) 。pDC->LineTo(490,290) 。pDC->MoveTo(500,300) 。pDC->LineTo(490,310) 。pDC->MoveTo(10,300) 。pDC->LineTo(10,10) 。pDC->LineTo(0,20) 。pDC->MoveTo(10,10) 。pDC->LineTo(20,20) 。pDC->TextOut(0,300,"0") 。pDC->TextOut(0,240,"1") 。pDC->TextOut(

27、0,180,"2") 。pDC->TextOut(0,120,"3") 。pDC->TextOut(0,60,"4") 。pDC->TextOut(0,0,"5") 。pDC->MoveTo(10,300) 。pDC->LineTo(500,300) 。pDC->MoveTo(10,240) 。pDC->LineTo(500,240) 。pDC->MoveTo(10,180) 。pDC->LineTo(500,180) 。pDC->MoveTo(10,120) 。pDC->LineTo(500,120) 。pDC->Move