PC机与多单片机的串口通信摘要:本文提出了一种PC机与多单片机进行串口通信的方案,该方案通过PC机的RS232串口、485总线实现与多个51单片机的串口通信, PC机送出的信号进行电平转换后送到485总线,单片机则接受经MAX485芯片转换得到的485总线上的信号,从而进行串口通信。
在本系统中,上位机采用Windows环境下VB6.0开发,编程简单,界面良好,维护方便;下位机利用单片机内自带的串口通信接口,很好的实现异步串行通信,串口通信协议由自己规定。
该系统特点是电路设计简单可行、通信稳定、实用性强。
关键词:PC机、串口通信,UATR,上位机,下位机Abstract: This paper presents a PC with many SCM for serial communication solutions, the scheme through the PC RS232 serial ports realization and 51 SCM of serial communication, the PC sent the signal level on 485 bus after conversion, microcontroller is accepted by MAX485 chip by converting the 485 bus signal, and thus for serial communication. In the system, and the upper machine adopts Windows environment VB6.0 development, simple programming and interface is good, convenient in maintenance, Lower place machine USES singlechip inside cabin of serial communication interface, well implemented asynchronous serial communication, serial communication agreement by oneself regulations. This system features are circuit design is simple and feasible, communication stable and strong practicability.Keywords: PC machine, serial communication, UATR, target machine, host machine目录1 前言 (1)2 整体方案设计(换页。
之前空一行,空行为小四) (2)2.1方案论证 (2)2.2方案比较 (4)3 单元模块设计 (5)3.1PC机模块 (5)3.2单片机 (5)3.3RS232串行通信接口模块设计 (7)3.3.1 MAX232芯片介绍 (7)3.3.2 RS 232接口电路 (7)3.4485总线模块 (8)3.4.1 MAX485芯片 (8)3.4.2接口电路设计 (9)4 软件设计(换页。
之前空一行,空行为小四) (10)4.1主机 (10)4.2从机 (10)4.2仿真 (11)5 系统技术指标及精度和误差分析(换页。
之前空一行,空行为小四) (13)6 结论(换页。
之前空一行,空行为小四) (14)7 参考文献 (15)附录1:电路总图 (16)附录2:软件代码(换页。
之前空一行,空行为小四) (17)1 前言随着计算机技术尤其是单片机技术的发展,人们已越来越多地采用单片机来对一些工业控制系统中如温度、湿度等参数进行检测和控制。
PC机具有强大的监控和管理功能,而单片机则具有快速及灵活的控制特点,通过PC机的RS 232串行接口与外部设备进行通信,是许多测控系统中常用的一种通信解决方案。
随着PC机技术和单片机技术的日益成熟,单片机与PC机通信技术的应用也越来越广泛,从家用电器、工业控制到医疗仪器、军事应用都涉及到单片机与PC机的通信。
单片微型计算机简称单片机,它是将中央处理器(CPU)、存储器(RAM,ROM)、定时/计数器和各种接口电路都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。
单片机采集到的数据和现场状态通过串行通讯传送到PC机进行分析、存储或显示,PC机的命令和控制通过串行口传送到单片机以监控其他设备的运转,因此串行通讯成为了现场监控系统与上位机联系的桥梁。
串口是计算机上一种非常通用的设备通信协议(不要与通用串行总线Universal Serial Bus或者USB混淆)。
大多数计算机包含两个基于RS232的串口。
串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议;很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。
同时,串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。
串行通信是计算机和外部设备进行数据交换的重要渠道,由于其成本低,性能稳定并遵循统一的标准,因而在工程中被广泛应用。
主要的串口通信协议包括RS-232,RS-422和RS-485三种,在两台短距离设备间的短距离信息传输时,较通用的是RS一232;RS-422使用差分信号,差分传输使用两根线发送和接收信号,对比RS-232,它能更好的抗噪声和有更远的传输距离。
RS-485是RS-422的改进,它的设备个数从10个增加到32个,同时定义了在最大设备个数情况下的电气特性确,以保证足够的信号电压,它同时具有出色抗噪能力. RS-485可以实现1200m 的范围内进行串行通行,适合中距离的传输,本文为了实现PC机与多单片机的串口通信,因而采用RS 485通信接口。
在本系统中,上位机采用Windows环境下VB6.0开发,编程简单,界面良好,维护方便;下位机利用单片机内自带的串口通信接口,很好的实现异步串行通信,采用RS485总线通信,串口通信协议自定义,本文讨论了该串行通信系统实现的通信协议及其具体的软、硬件实现。
2 整体方案设计本设计的整体思路是:利用PC 机的RS 232串口,与多个单片机实现半双工的串口通信,实现远距离的传输。
2.1 方案论证设计中采用了三个方案,具体的方案如下:方案一:无线传输方案 PC 机与单片机通过无线信道传输数据,可实现双工通信,分为两个通信过程:PC 机(上位机)通过上位机程序界面发送数据给单片机,并送给液晶屏显示相应的数据;单片机也可以发送数据给PC 机,并在PC 机上位机程序界面上显示出来。
串口通信整体方案一框图如下图所示:图2.1 串口通信整体方案一框图方案二:RS--232总线方案 该方案通过PC 机的RS232串口来实现与51单片机的串口通信, PC 机送出的信号经过MAX232芯片进行电平转换后,接到RS 232总线上,单片机的串口引脚直接接到RS 232总线上,从而实现PC 机与多单片机的串口通信。
串口通信整体方案二框图如下图所示:图2.2 串口通信整体方案二框图方案三:RS--485总线方案利用PC 机的RS 232串口输出,通过MAX232电平转换后接到485总线上,单片机通过MAX 485接到485总线上,从而进行PC 机与多单片机的串口通信,上位机用MSCOMM 控件来实现,下位机利用单片机内自带的串口通信接口,实现异步串行通信。
图2.3 串口通信整体方案三框图2.2 方案比较方案一采用无线传输,最大优势是受距离约束较小,在一定范围内可以不用考虑距离问题,还可以应用在一些高温、危险的场合,但是使用多个无线收发部分,成本较高,而且易受干扰。
方案二采用232总线传输,一定程度上克服了方案一的缺点,但是传输距离太短,方案三采用485总线,传输距离可以达到上千米,因此本次设计采用方案三。
3 单元模块设计本系统主要由PC机模块、单片机模块、RS 232通信模块和485总线模块等四部分组成,其各部分的具体介绍如下:3.1 PC机模块PC是Personal Computer的缩写,能独立运行、完成特定功能的个人计算机。
个人计算机不需要共享其他计算机的处理、磁盘和打印机等资源也可以独立工作,PC分为IBM-PC 和苹果机,IBM-PC是由IBM公司开发的面向小型和个人用户的电子计算机。
在计算机的发展史上,曾经有一段时间,计算机依功能与体积大小而被划分为:超级计算机、大型计算机(巨型机)、中型计算机、小型计算机、微型计算机。
计算机在被发明后的20年内,一般以巨型机为主,一般来说,程序员负责编程,而有专门的录入人员负责录入与输出。
因此,微型计算机的普及与广泛应用,应归功于Apple电脑的发明(苹果电脑公司的创始人乔布斯成立公司后的产品),以及IBM公司出品的PC机,因此,PC机与Apple机的区别在于:一个是使用DOS操作系统,另一个则是使用的苹果机专有的操作系统,由于苹果机只是独家生产,而IBM公司却将其产品的各个模块组件的标准予以公布,从而,其他公司可以根据这些接口标准生产具备兼容性的计算机,从而,PC机与兼容机的概念开始流行,因此,PC机与苹果机,分别代表两种类型的机器。
同时,也产生了兼容机的概念。
兼容机是指兼容IBM PC的计算机,由上可见,PC机与苹果机同属于微型计算机(简称微机),目前通常说的PC就是指IBM-PC的标准PC.串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议(不要与通用串行总线Universal Serial Bus或者USB混淆)。
大多数计算机包含两个基于RS232的串口。
串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议;很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。
同时,串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。
本此设计采用PC机的串口实现与多单片机的通信。
在PC机上,利用VB软件实现上位机的控制界面,MSCOMM控件来实现串口通信。
VB 界面包含从机号的选择、发送接收数据的按键、显示从从机接收到的数据的窗口等。
3.2单片机单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
概括的讲就是把中央处理器CPU(Central Processing Unit)、存储器(Memory)、定时器、I/0(Input/Output)接口电路等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。
尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上,但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU、内存、内部和外部总线系统,目前大部分还会具有外存。
同时集成诸如通讯接口、定时器,实时时钟等外围设备等,而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。