较少的代码就可以实现较复杂的应用[6]。
1.2国内外研究现状
在国内外,以PC机作为上位机,单片机作为下位机的控制
系统中,PC机通常以
软件界面进行人机交互,以串行通信方式与单片机进行机机交互,而单片机系统根据被控对象配置相应的前向,后向信息通道,
工作时作为主控机测对象,作为被控机接受PC机监督,指挥,定期或受命向上位机提供对象及本身的工作状态信息[7]。
目前,随着集成电路集成度的增强,电子计算机向微型化和超微型化方向发展,微型计算机已成为导弹,智能机器人,人类宇宙和太空奥妙复杂系统不可缺少的智能部件。在一些工业控制中,经常需要以多台单片机作为下位机执行对被控对象的直接控制,以一台PC机为上位机完成复杂的数据处理,组成一种以集中管理、分散控制为特点的集散控制系统。
2 系统设计与实现
2.1 串行通信概述
在通信领域内,有两种数据通信方式[5]:并行通信和串行通信。随着计算机网络化和微机分级分布式应用系统的发展,通信的功能越来越重要。通信是指计算机与外界的信息传输,既包括计算机与计算机之间的传输,也包括计算机与外部设备,如终端、打印机和磁盘等设备之间的传输[4]。串行通信是指 使用一条数据线,将数据一位一位地依次传输,每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息,特别使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信[1]。
串行通信分为同步通信和异步通信两种,同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式,一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同,通常含有若干个数据字符。它们均由同步字符、数据字符和CRC组成。其中同步字符位于帧开头,用于确认数据字符的开始。数据字符在同步字符之后,个数没有限制,由所需传输的数据块长度来决定;校验字符有1到2个,用于接收端对?收到的字符序列进行正确性的校验[8]。同步通信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步。异步通信中,在异步通行中有两个比较重要的指标:字符帧格式和波特率。数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端逐帧发送,通过传输线被接收设备逐帧接收。发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收,这两个时钟源彼此独立,互不同步[1] [13]。
串行通信最大的优点在于可以节省传输线,这是显而易见的。尤其是在远程通信时,此特点尤为重要。但是在串行通信中,数据传送效率低。与并行通信比,这也这是显而易见的。这也是串行通信的主要缺点[6]。
2.2 DELPHI语言
Delphi是一个集成开发环境(IDE),使用的核心是由传统Pascal语言发展而来的Object Pascal,以图形用户界面为开发环境,透过IDE、VCL工具与编译器,配合连结数据库的功能,构成一个以面向对象
程序设计为中心的应用程序开发工具[12] [11]。
Delphi的特性及优点主要是基于窗体和面向对象的方法,高速的编译器,强大的数据库支持,与Windows编程紧密结合,强大而成熟的组件技术,并且提供了各种开发工具,包括集成环境、图像编辑(Image Editor),以及各种开发数据库的应用程序,除此之外,还允许用户挂接其它的应用程序开发工具[11]。
2.3 PC与MCS-51单片机串行通信协议
最被人们熟悉的串行通信技术标准是EIA-232、EIA-422和EIA-485,也就是以前所称的RS-232、RS-422和RS-485。由于EIA提出的建议标准都是以"RS"作为前缀,所以在工业通信领域,仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓。
EIA-232、EIA-422和EIA-485都是串行数据接口标准,最初都是由电子工业协会(EIA)制订并