摘 要：介紹了基于Windows操作系統(tǒng)，用Delphi實現(xiàn)工業(yè)控制計算機與下位單片機之間的串口通信。該通訊技術(shù)已在筆者開發(fā)的人工智能儀表上獲得成功應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：串口通訊；智能儀表；Delphi
1 前 言
計算機網(wǎng)絡(luò)通訊與信息技術(shù)的高速發(fā)展，使得計算機通信技術(shù)在工業(yè)控制中發(fā)揮著重要的作用。串行通信作為一種靈活方便可靠的通信方式，在工業(yè)控制中已被大量采用。在許多工業(yè)生產(chǎn)中，用計算機對生產(chǎn)過程實行實時監(jiān)控，對下位單片機采集來的數(shù)據(jù)進行實時數(shù)據(jù)處理，以及控制信號的產(chǎn)生與傳輸?shù)裙δ�。在這種工業(yè)生產(chǎn)的特定環(huán)境下，計算機要與過程控制的實時信號相聯(lián)系，因此要求計算機能實現(xiàn)對串行端口的直接操作。本文根據(jù)智能儀表的通訊要求，基于Windows操作系統(tǒng)用Delphi實現(xiàn)了計算機與下位智能儀表單片機之間的串口通信。
2 設(shè)計思想
Delphi 是一種功能強大的高級編程語言，它具有可視化、面向?qū)ο蟮奶匦�，特別適于在Windows環(huán)境下圖形界面和用戶程序的編制。智能儀表以8051單片機為核心，實現(xiàn)對工業(yè)過程參數(shù)的檢測、控制，并可與上位工控機實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。通訊內(nèi)容包括控制參數(shù)和過程參數(shù)，如采樣時間、設(shè)定值、PID控制參數(shù)、實際檢測值等。該通訊程序的界面如下圖所示：
圖1 程序可視化界面圖
2.1 該串口通訊程序的總體設(shè)計思路
（1）通過該軟件可以進行串口參數(shù)的各種配置，以與下位單片機形成統(tǒng)一的通訊協(xié)議。
（2）通過該軟件可以遠程進行對下位單片機的各種參數(shù)進行設(shè)置。
（3）通過該軟件可以實時顯示下位機的數(shù)據(jù)采集值，可以調(diào)用存盤的記錄值。
2.2 程序的設(shè)計過程
單片機通訊程序框圖：
計算機通訊程序的框圖：
該程序中的通訊控件采用了Small-Pig Team的Spcomm Communications免費通訊控件。在軟件啟動時就控制默認串行端口COM2，如果系統(tǒng)使用其它端口時可在系統(tǒng)啟動后在菜單上的“串口設(shè)置”選項進行包括“端口”、“波特率”、“數(shù)據(jù)位”、“校驗位”、“終止位”的滿足用戶的配置。
筆者將“PID參數(shù)設(shè)置”，“調(diào)節(jié)對象采樣參數(shù)”，“輸入信號種類”，“設(shè)備號設(shè)置”分為四個窗口發(fā)送。首先向單片機廣播設(shè)備號，然后向選中的單片機發(fā)送要設(shè)置的參數(shù)并且實時讀取單片機送來的采樣數(shù)據(jù)。
圖2 向單片機廣播設(shè)備號
圖3 設(shè)置被選單片機信號種類
圖4 設(shè)置被選單片機比例度、積分時間、微分時間
由于單片機容量的關(guān)系，單片機僅發(fā)送和接收二進制數(shù)，發(fā)送整數(shù)用一個字節(jié)表示；浮點數(shù)用三個字節(jié)表示，第二、三字節(jié)表示浮點數(shù)的大小，第一個字節(jié)的第一位表示正負數(shù)，第二位表示小數(shù)點移動位數(shù)，如果是正數(shù)，就右移，如果是負數(shù)就左移第一字節(jié)后六位表示的位數(shù)。筆者在計算機上進行了數(shù)制轉(zhuǎn)換，程序見后。
圖5 設(shè)置被選單片機溫度、液位、壓力、流量采樣周期
在進行實時數(shù)據(jù)顯示時，筆者采用了Delphi的多線程來實現(xiàn)。
圖6 采樣結(jié)果曲線
3 應(yīng)用程序
數(shù)制轉(zhuǎn)換部分程序及數(shù)據(jù)接收部分程序如下：該程序在實際運行中通過。
程序在此省略，歡迎讀者或用戶與作者直接聯(lián)系。
參考文獻：
［1］ 張威，盧慶齡.Delphi 編程與技巧［M］.北京：科學(xué)出版社.1999.
［2］ 李華，等.MCS-51 系列單片機實用接口技術(shù)［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社.1990.
