接口技術課程設計---基于rs232串口的數據采集系統設計與實現

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文檔簡介

1、　　《接口技術》課程設計報告　　基于RS232串口的　　數據采集系統設計與實現　　姓名：　　學號：　　班級：<

2、/b>　　完成日期:2010年12月30日　　一．系統結構：　　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

3、輸到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。　　系統框圖:　　二.系統設計：　　硬件電路設計：　　硬件部分由STC12C5416A

4、D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：　?。ǘ┸浖娐吩O計：　　（1）單片機C51程序設計　　1.1設計思路</p&

5、gt;　　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，不能直接輸入參考電壓。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*

6、(Vad/ref)。　　考慮到51單片機進行乘法、除法指令時速度較慢，故將10位ref,Vad直接傳輸到PC機，由上位機VC軟件進行處理。　　考慮到數據傳輸時可能會出現錯位，缺少數據等情況，導致最終顯示的電壓值錯誤。因此在單片機傳輸有效數據的時候，加上了起始字符和結束字符用于盡量減少錯誤。　　1

7、.2軟件流程圖　　1.3程序代碼　　見附錄一。　　(2) VC程序設計　　2.1 設計思路　　V

8、C上位機以Microsoft提供的MSComm控件來與單片機的串口進行通信，獲取采集數據。程序將接收到的數據放入緩沖區(qū)，經過起始字符和結束字符校驗后的數據被處理計算成實際的電壓值0~5V，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據時，調用CDC類的成員函數LintTo（）。畫出數據連續(xù)的曲線。　　2.2 MSComm控件介紹　　Micros

9、oft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、數據位、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

10、。　　InputLen：決定每次Input讀入的字符個數，缺省為0，表示讀取接收緩沖區(qū)的全部內容。　　Input：讀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，通過置0可清初接受緩沖區(qū)。　　Output：將發(fā)送的字符串或數組寫到

11、發(fā)送緩沖區(qū)。　　InputMode：定義Input屬性獲得數據的方式。　　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。　　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。</p&g

12、t;　　2.3界面設計　　如上圖所示，添加相應的控件。　　2.4主要函數說明　　添加“打開串口”響應函數：　　void CWangfei311Dlg::OnBtnOpen()

13、 　　{　　// 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

14、始化畫背景 X、Y軸坐標，標尺　　}　　MSComm控件相應函數（畫圖、顯示電壓值功能在此事件中）　　void CWangfei311Dlg::OnOnCommMscomm() 　　{</

15、p>　　// TODO: Add your control notification handler code here　　int nEvent;// Mscomm控件的事件序號　　int k;　　VARIANT m_input;

16、;　　char *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;

17、　　CString Ccount;　　CPen pen1;//數據曲線畫筆　　pen1.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(255,255,255));//實線線寬1 白色　　pDC1->SelectObject(pen1);

18、　nEvent = m_Comm.GetCommEvent();//得到事件　　if(nEvent == 2)//只對接收數據事件進行處理　　{　　k = m_Comm.GetInBufferCount(); // 接收緩沖區(qū)的字符數目

19、;　　if(k > 0) //若得到接收數據　　{　　m_input = m_Comm.GetInput();　　str = (char*)(unsigned char*)m_input.parray->pvData;<p

20、>　　}　　if(*str =='A' && *(str+5) == 'z')//開始字符和停止字符的檢測　　{　　tempref = (*(str+1))*256+*(str+2);

21、　　temp = (*(str+3))*256+*(str+4);　　v = double(2.5*temp/tempref);　　Y = int (300-60*v);　　if(Y<0) Y =0;//防止畫出界限　　if

22、(Y>300) Y = 300; //防止畫出界限　　reslut.Format("%f",v);　　reslut.TrimLeft();　　CWnd *pWnddata = GetDlgItem(IDC_RECDATA);　　pWndda

23、ta->SetWindowText(reslut);//在靜態(tài)文本框中顯示電壓值　　pDC->LineTo(X,Y);//畫線　　X+=5;　　count++;//接收數據個數值加1　　Ccount.Format(&quo

24、t;%16d",count);　　Ccount.TrimLeft();　　CWnd *pWndcount = GetDlgItem(IDC_COUNT);　　pWndcount->SetWindowText(Ccount);　　if(X>500)//

25、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　　}<p&

26、gt;　　}　　Else//若沒有通過校驗，顯示“NO Data”　　{　　CWnd *pWnddata = GetDlgItem(IDC_RECDATA);　　pWnddata->SetW

27、indowText("NO Data");　　}　　}　　}　　三.系統測試（最終測試的是2.5V標準電壓）<

28、;p>　　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><p&g

29、t;　　/*++++++++++++++++RS232 mode+++++++++++++++++++++++*/　　//***************************************************　　//***************************************************

30、　　void delayus(uchar count)　　{　　uint i;　　uchar j;　　for(j=0;j<count

31、;j++)　　for(i=0;i<10;i++);　　}　　//波特率設置初始化//　　void rs232_init() 　　{ TMOD=0x20;

32、　　TL1=0xFD; //9600比特/秒 for 11.0592M 　　TH1=0xFD;　　PCON=0x00;　　TR1=1;　　SCON=0x50;</

33、p>　　ES=1;//允許串行口中斷 　　EA=1;//開總中斷 　　}　　//發(fā)送字符//　　void send(uchar i)<

34、;p>　　{ 　　SBUF=i;　　while(!TI);　　TI=0;　　}<

35、p>　　void rs232_isr() interrupt 4 using 1　　{　　if(RI)　　{　　rbuf = SBUF;</p&g

36、t;　　RI = 0;　　}　　if(rbuf == 0xF0) start=0;　　if(rbuf == 0x80) start=1;　　/*===============

37、============================================*/　　//main.c源代碼　　#include<reg51.h>　　#include<intrins.h> 　　#include "rs232.h

38、"　　#define uchar unsigned char 　　#define uint unsigned int 　　sfr P1M0=0x91;　　sfr P1M1 =0x92;　　sfr ADC_CONTR =0

39、XC5;　　sfr AUXR = 0x8e;　　sfr ADC_DATA =0xC6;　　sfr ADC_LOW =0xBE;　　uchar rbuf;　　uchar start;<

40、b>　　uint V;　　uint Vref;　　delay(uchar count)　　{　　uchar m,n;　　for(m=0;m<=count;m++

41、)　　for(n=0;n<240;n++);　　}　　/*ADC初始化*/　　void adc_init()　　{&l

42、t;p>　　P1M0=0xff;　　P1M1=0x00;　　ADC_DATA = 0; //數據清零　　ADC_LOW = 0;　　ADC_CONTR = 0xe0; //開ADC電源,采集速度選擇最高　　delay(20

43、0);　　}　　void get_adc(uchar ch)　　{　　ADC_CONTR = (0xe8 | ch);//開啟轉換　　while(!(A

44、DC_CONTR&0x10));// 等待轉換完成　　ADC_CONTR&=0xe7;//清除start,flag標志　　}　　void main()　　{

45、;　　rs232_init();　　adc_init();　　while(1)　　{　　get_adc(0x00);//通道0 參考

46、;　　Vref = (uint)((ADC_DATA<<2)|ADC_LOW);　　get_adc(0x01);　　V = (uint)((ADC_DATA<<2)|ADC_LOW);　　send('A');　　//send(

47、9;A');　　send(Vref>>8);　　send(Vref);　　send(V>>8);　　send(V);　　send('z');&l

48、t;/p>　　delay(250);　　delay(250);　　delay(250);　　delay(250);　　delay(250);　　}

49、;　　}　　附錄二：VC程序代碼　　定義的成員變量：　　public:　　int X;</p

50、>　　CDC* pDC1;　　int m_BaundRate;　　int count;　　CWnd* pWndpicture;　　void pictureinit(void);　　CD

51、C* pDC;　　int m_port;　　CWangfei311Dlg(CWnd* pParent = NULL);// standard constructor　　void InitComm();　　添加的成員函數：</b

52、>　　void CWangfei311Dlg::InitComm()　　{　　m_Comm.SetCommPort(m_port);　　m_Comm.SetInputMode(1);

53、　if(m_BaundRate == 1200)　　m_Comm.SetSettings("1200,n,8,1");　　else if(m_BaundRate == 2400)　　m_Comm.SetSettings("2400,n,8,1");&

54、lt;p>　　else if(m_BaundRate == 4800)　　m_Comm.SetSettings("4800,n,8,1");　　else if(m_BaundRate == 9600)　　m_Comm.SetSettings("19600,n,8,1"

55、);　　else if(m_BaundRate == 19200)　　m_Comm.SetSettings("19200,n,8,1");　　else if(m_BaundRate == 28800)　　m_Comm.SetSettings("

56、;28800,n,8,1");　　else if(m_BaundRate == 38400)　　m_Comm.SetSettings("38400,n,8,1");　　else if(m_BaundRate == 57600)　　m_Comm

57、.SetSettings("57600,n,8,1");　　else if(m_BaundRate == 115200)　　m_Comm.SetSettings("115200,n,8,1");　　m_Comm.SetRThreshold(1);

58、　　m_Comm.SetInBufferSize(1024);　　m_Comm.SetOutBufferSize(1024);　　m_Comm.SetInBufferCount(0);　　if(!m_Comm.GetPortOpen())<b&

59、gt;　　{　　m_Comm.SetPortOpen(TRUE);　　}　　}　　void CWangfei311Dlg::OnBtnOpen() &l

60、t;p>　　{　　// TODO: Add your control notification handler code here　　InitComm();　　pictureinit();　　}</b&g

61、t;　　void CWangfei311Dlg::OnBtnClose() 　　{　　// TODO: Add your control notification handler code here　　if( m_Comm.GetPo

62、rtOpen() )　　{　　m_Comm.SetPortOpen(0);　　}　　}　　void CWangfei

63、311Dlg::OnOnCommMscomm() 　　{　　// TODO: Add your control notification handler code here　　int nEvent;　　int k;&

64、lt;/b>　　VARIANT m_input;　　char *str;　　long temp,tempref;　　int Y;　　double v;<p

65、>　　static int i=10;　　CString reslut;　　CString Ccount;　　CPen pen1;　　pen1.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(255,255,255));

66、　　pDC1->SelectObject(pen1);　　nEvent = m_Comm.GetCommEvent();　　if(nEvent == 2)　　{　　k = m_Comm.GetInBufferCount();

67、　　if(k > 0)　　{　　m_input = m_Comm.GetInput();　　str = (char*)(unsigned char*)m_input.parray-&

68、gt;pvData;　　}　　if(*str =='A' && *(str+5) == 'z')　　{　　tempref = (*(str+1

69、))*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;<p

70、>　　if(Y>300) Y = 300;　　reslut.Format("%f",v);　　reslut.TrimLeft();　　CWnd *pWnddata = GetDlgItem(IDC_RECDATA);　　pWnddata-&

71、gt;SetWindowText(reslut);　　pDC->LineTo(X,Y);　　X+=5;　　count++;　　Ccount.Format("%16d",

72、count);　　Ccount.TrimLeft();　　CWnd *pWndcount = GetDlgItem(IDC_COUNT);　　pWndcount->SetWindowText(Ccount);　　if(X>500)</b

73、>　　{　　X=10;　　pictureinit();　　pDC1->MoveTo(10,Y);　　}&

74、lt;/p>　　}　　else　　{CWnd *pWnddata = GetDlgItem(IDC_RECDATA);　　pWnddata->SetWindowText("NO Data&quo

75、t;);　　}　　}　　}　　void CWangfei311Dlg::OnSelchangeCombo1() &l

76、t;b>　　{　　// TODO: Add your control notification handler code here　　m_port = m_Comboboxsel.GetCurSel()+1;　　}<p&

77、gt;　　void CWangfei311Dlg::pictureinit()　　{　　pWndpicture = GetDlgItem(IDC_PICTURE);　　pDC = pWndpicture->GetDC();　　p

78、DC1 = pDC;　　CPen pen;　　pen.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(255,0,0));　　pDC->SelectObject(pen);　　CRgn pRgn;<

79、;p>　　CBrush pBrush;　　pRgn.CreateRectRgn(0,0,510,310);　　pBrush.CreateSolidBrush(RGB(0,0,0));　　pDC->FillRgn(&pRgn,&pBrush);

80、　pDC->MoveTo(10,300);　　pDC->LineTo(500,300);　　pDC->LineTo(490,290);　　pDC->MoveTo(500,300);　　pDC->LineTo(490,310);</p&g

81、t;　　pDC->MoveTo(10,300);　　pDC->LineTo(10,10);　　pDC->LineTo(0,20);　　pDC->MoveTo(10,10);　　pDC->LineTo(20,20);<

82、;/p>　　pDC->TextOut(0,300,"0");　　pDC->TextOut(0,240,"1");　　pDC->TextOut(0,180,"2");　　pDC->TextOut(0,12

83、0,"3");　　pDC->TextOut(0,60,"4");　　pDC->TextOut(0,0,"5");　　pDC->MoveTo(10,300);　　pDC->LineTo(50

84、0,300);　　pDC->MoveTo(10,240);　　pDC->LineTo(500,240);　　pDC->MoveTo(10,180);　　pDC->LineTo(500,180);　　pDC-

85、>MoveTo(10,120);　　pDC->LineTo(500,120);　　pDC->MoveTo(10,60);　　pDC->LineTo(500,60);　　pDC1->MoveTo(10,300);<

86、p>　　}　　void CWangfei311Dlg::OnBtnClearcount() 　　{　　// TODO: Add your control notification handler code here

87、;　　count = 0;　　CString Ccount;　　Ccount.Format("%16d",count);　　Ccount.TrimLeft();　　CWnd *pWndcount = GetDlgItem(IDC_

88、COUNT);　　pWndcount->SetWindowText(Ccount);　　}　　void CWangfei311Dlg::OnSelchangeCombo2() 　　{<

89、/p>　　// TODO: Add your control notification handler code here　　unsigned long i;　　i = m_Comboboxbtl.GetCurSel();　　if(i == 0)

90、;　　m_BaundRate = 1200;　　else if(i == 1)　　m_BaundRate = 2400;　　else if(i == 2)　　m_BaundRate = 4800;　　else if(i == 3)

91、　　m_BaundRate = 9600;　　else if(i == 4)　　m_BaundRate = 19200;　　else if(i == 5)　　m_BaundRate = 28800;<

92、p>　　else if(i == 6)　　m_BaundRate = 38400;　　else if(i == 7)　　m_BaundRate = 57600;　　else if(i == 8)　　m_BaundRate =

93、 115200;　　else　　m_BaundRate = 19200;　　}　　void CWangfei311Dlg::OnBtnClearpicture() <

94、p>　　{　　// TODO: Add your control notification handler code here　　pictureinit();　　X = 10;<b&g

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