PC機(jī)與單片機(jī)多機(jī)實時通信的設(shè)計與實現(xiàn)

在多媒體語音教學(xué)系統(tǒng)中，主計算機(jī)與各學(xué)生機(jī)之間需要進(jìn)行雙向指令傳送。由于串行通信具有高效、可靠、價格便宜等優(yōu)點，故本系統(tǒng)采用了串行通信的方法。 Windows95是非實時操作系統(tǒng)，對此本系統(tǒng)設(shè)計了以單片機(jī)為核心的智能接口單元，負(fù)責(zé)完成與64臺從機(jī)的實時通信。整個通信系統(tǒng)由一臺PC機(jī)和一臺負(fù)責(zé)通信及相關(guān)分組配對功能的智能接口單元和64臺以單片機(jī)為核心的學(xué)生單元組成。本系統(tǒng)的單片機(jī)采用89C51。智能接口單元通過串行接口芯片8251 及電平轉(zhuǎn)換器MAX202與主機(jī)通信，通過單片機(jī)自帶串口用RS-485接口芯片MAX487與從單片機(jī)之間進(jìn)行通信。智能接口單元與6臺從單片機(jī)之間為總線式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),采用RS-485接口標(biāo)準(zhǔn)。這是半雙工的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)，由于采用平衡驅(qū)動差分接收電路，具有抗干擾能力強(qiáng)的特點，適用于遠(yuǎn)距離、高速率下的多機(jī)通信。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。硬件接口示意圖見圖2。

1 通信協(xié)議的約定

在通信過程中,PC機(jī)將指令打包后發(fā)給智能接口單元（以下簡稱主單片機(jī)）。主單片機(jī)收到完整一包后將包解開,按對每個從機(jī)的指令分別發(fā)送,同時將各從機(jī)發(fā)給PC機(jī)的指令送給PC 機(jī)。由于64個從機(jī)和主單片機(jī)使用同一串口通信線，為避免發(fā)生沖突，主單片機(jī)處于主動狀態(tài)，按一定的定時間隔與每一臺從機(jī)順序通信。主單片機(jī)在與每一臺從機(jī)通信過程中先發(fā)送地址，從機(jī)收到地址后若與自己的地址一致，則繼續(xù)接收主單片機(jī)發(fā)來的一個字節(jié)的命令碼，從機(jī)收到命令后，將自己的一個字節(jié)的命令發(fā)送到主單片機(jī)。主單片機(jī)完成與64個從機(jī)的通信需要64個定時間隔，只要定時間隔足夠短，主單片機(jī)與從機(jī)基本上可以實現(xiàn)實時通信。在整個通信過程中，主單片機(jī)起著通信樞紐的作用。

2 Windows95下實現(xiàn)串行通信的方法

Visual Basic 6.0提供了功能強(qiáng)大的MSCOMM.VBX通信控件,它提供了通過串口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的通信能力,不但包括了全部WindowsAPI中關(guān)于串行通信的 16個函數(shù)所完成的功能,而且開拓了更多的方便用戶設(shè)計的對象屬性來滿足不同用戶不同業(yè)務(wù)的需求。該通信控件可以采用事件驅(qū)動和查詢方式來處理和解決通信軟件的開發(fā)和設(shè)計。其中事件驅(qū)動是較常用的方式。該控件使用OnComm事件來實現(xiàn)對通信中出現(xiàn)的相關(guān)事件以及檢測和處理通信錯誤等方面的問題的處理。例如，根據(jù)RThreshold 屬性設(shè)置值，當(dāng)接收緩沖區(qū)內(nèi)接收到相應(yīng)字節(jié)的字符時，引發(fā)OnComm事件，在事件處理程序中接收數(shù)據(jù)。
Private Sub Form—Load() '完成對串口控件的初始化

MSComm1.CommPort = 1 '選用COM1串行口

MSComm1.Settings= "9600,N,8,1"'9600波特率，無奇偶校驗，8位數(shù)據(jù)，一位停止位。

MSComm1.InputLen= 0 '當(dāng)輸入占用時，告訴控件讀入整個緩沖區(qū)。

MSComm1.InBufferSize=1024 '設(shè)置接收緩沖的字節(jié)長度

MSComm1.InBufferCount=0 '清除接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)

MSComm1.OutBufferCount=0 '清除發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)

MSComm1.RThreshold= 3 '接收緩沖區(qū)接收到3個字符后引發(fā)OnComm事件。

MSComm1.InputMode＝ comInputModeBinary '接收二進(jìn)制格式的數(shù)據(jù)

MSComm1.PortOpen= True '打開端口。

End Sub

Private Sub MSComm1—OnComm() '處理OnComm事件
Dim Buf As Variant

Dim Data() As Byte

Select Case MSComm1.CommEvent

Case comEventRxOver '接收緩沖區(qū)溢出。

MsgBox "接收緩沖區(qū)溢出"

Case comEventTxFull '傳輸緩沖區(qū)已滿。

MsgBox "傳輸緩沖區(qū)已滿"

Case comEvReceive ' 收到 RThreshold # of Data

Buf = MSComm1.Input

Data = Buf

'

'在這里可加入對接收數(shù)據(jù)的處理

'

End Select

End Sub

發(fā)送程序較為簡單，可對Output屬性賦值完成。

Private Sub Command1—Click() '處理發(fā)送命令

Dim Buf As Variant

Dim Data(66) As Byte '定義發(fā)送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)組

'

'將需發(fā)送的數(shù)據(jù)賦給Data數(shù)組

'
Buf = Data

MSComm1.Output = Buf

End Sub