接口技术课程方案设计书

1、湖北轻工职业技术学院 接口技术 课程设计报告 基于RS232串口的 数据采集系统设计与实现 姓名：何松 班级： 06 电信 1 班 一系统结构： 设计思路： 本课程设计通过使用带有 AD的单片机STC12C5616AD进行实时的 AD采样，并将采样到的值通过 RS232串口传输到PC机，由VC上 位机接收，显示当前的电压值，并描绘电压变化实时波形。 系统框图： 二.系统设计： （一）硬件电路设计： 硬件部分由STC12C5416AD和晶振构成的单片机最小电路和 MAX232构成的电平转换电路用于和 PC机串口进行电压匹配。 电路原理图如下： 工 030 vcc ONI TiOUT RjniT

2、TIM TlCrtJT TUX 12IN HEOUT 4 8 LOuf -y I 5TC12C J 丁一-1丿-i-rrr H Pll ； P2J 豳TF!?i,AlXr, 思那林4誉込飞 TXDra.P1J.!AlX?A WAL2 Pi.扣ADC XATjU_L Fl. VADO INTDTO.lPLiMTl JXTlTRi ri.LADC Pl.OMKlQ mjm KLSPIS (二)软件电路设计： (1)单片机C51程序设计 1.1设计思路 C51程序由RS232串口发送程序和 AD采样程序组成。AD采 样采用查询方式，为了提高采样的进度，我们应用的 2.5V的参考电 压，但是由于此单片

3、机没有直接的参考电压输入端，不能直接输入 参考电压。基于电源电压 VCC瞬间变换不大，因此我做了变通的方 法。每次测量时，先测量2.5V参考电压，得到10位参考AD值 ref，再采集需要测量的通道的电压值，得到另一个10位AD值 Vad,那么所测电压的计算公式就是：V=2.5*(Vad/ref)。 考虑到51单片机进行乘法、除法指令时速度较慢，故将10位 ref,Vad直接传输到PC机，由上位机VC软件进行处理。 考虑到数据传输时可能会出现错位，缺少数据等情况，导致最 终显示的电压值错误。因此在单片机传输有效数据的时候，加上了 起始字符和结束字符用于尽量减少错误。 1.2软件流程图 1.3程序

4、代码 见附录 (2) VC 程序设计 2.1 设计思路 VC上位机以Microsoft提供的MSCom控件来与单片机的串口进行 通信，获取采集数据。程序将接收到的数据放入缓冲区，经过起始 字符和结束字符校验后的数据被处理计算成实际的电压值05V,并 显示在静态文本框控件中。同时，当每次接收到一个有效数据时， 调用CDC类的成员函数LintTo ()。画出数据连续的曲线。 2.2 MSComn控 件介绍 Microsoft提供的用于串口操作的控件 MSCom共有27个属性。 CommPort设置并返回通信口号，缺省值为 COM。 Settings: 设置并返回波特率、奇偶校验、数据位、停止位的字

5、 符串。其中波特率的范围为 300b/s 19200b/s 。 PortOpe n：设置并返回通信口的状态，同时用来打开和关闭通信 口。 InputLen ：决定每次 Input 读入的字符个数，缺省为 0，表示读 取接收缓冲区的全部内容。 Input ：读入并清除接收缓冲区的字符。 InBufferCount :返回接收缓冲区已接收的字符数，通过置0可 清初接受缓冲区。 Output:将发送的字符串或数组写到发送缓冲区。 In putMode :定义In put属性获得数据的方式。 Rthreshold :设置、返回在通信控件置 ComEvRecieve并激发 On Com事件前要接收的字符

6、数。 SThreshold:设置、返回在通信控件置 ComEvSend并激发 On Comm事件前发送缓冲区中的最少字符数。 2.3界面设计 如上图所示，添加相应的控件 2.4主要函数说明 添加“打开串口”响应函数： void CWan gfei311Dlg:O nBtn Ope n() / TODO: Add your con trol no tificati on han dler code here InitComm()。设置串口。波特率 停止位端口选择 pictureinit() 。/画图界面初始化 画背景 X、 Y 轴坐标，标尺 MSComm 控件相应函数(画图、显示电压值功能在此事

7、件中) void CWangfei311Dlg:OnOnCommMscomm() / TODO: Add your control notification handler code here int nEvent 。 /Mscomm 控件的事件序号 int k 。 VARIANT m_input 。 char *str 。 long temp,tempref 。 /存储接收到的 2个 10 位 AD 值，分别为测量值，参考值 int Y 。 /画图纵坐标值 double v 。/计算出的电压值 CString reslut 。 CString Ccount 。 CPen pen1。 /数据曲

8、线画笔 pen1.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(255,255,255) 。 /实线 线宽 1 白色 pDC1-SelectObject(pen1) 。 nEvent = m_Comm.GetCommEvent() 。 / 得到事件 if(nEvent = 2)/ 只对接收数据事件进行处理 k = m_Comm.GetInBufferCount() 。 / 接收缓冲区的字符数目 if(k 0)/ 若得到接收数据 m_input = m_Comm.GetInput() 。 str = (char*)(unsigned char*)m_input.parray-pvData 。

9、 if(*str =A & *(str+5) = z)/ 开始字符和停止字符的检测 tempref = (*(str+1)*256+*(str+2) 。 temp = (*(str+3)*256+*(str+4) 。 v = double(2.5*temp/tempref) 。 Y = int (300-60*v) 。 if(Y300) Y = 300 。 /防止画出界限 reslut.Format(%f,v) 。 reslut.TrimLeft() 。 CWnd *pWnddata = GetDlgItem(IDC_RECDA TA) 。 pWnddata-SetWindowText(res

10、lut) 。 /在静态文本框中显示电压值 pDC-LineTo(X,Y) 。 /画线 X+=5 。 count+。 /接收数据个数值加 1 Ccount.Format(%16d,count)。 Ccount.TrimLeft()。 CWnd *pWndcou nt = GetDlgltem(IDC_COUNT) 。 pWndcount-SetWindowText(Ccount)。 if(X500)若画到X轴最右边 X=10。 pictureinit()。清除之前画的图 pDC1-MoveTo(10,Y)。/平移起始点到最左端 Else/若没有通过校验， 显示“ NO Data” CWnd *p

11、Wnddata = GetDlgltem(IDC_RECDA TA)。 pWnddata-SetWindowText(NO Data)。 .系统测试(最终测试的是2.5V标准电压) 当前电压：2,500000 串口设置 附录一：单片机程序代码 /rs232.c 源文件代码： #include #includeRS232.h #include /*+RS232 mode+*/ /* /* void delayus(uchar count) uint i 。 uchar j 。 for(j=0。jcount。j+) for(i=0 。 i10。 i+)。 /波特率设置初始化 / void rs23

12、2_init() TMOD=0 x20 。 TL1=0 xFD。/9600比特/秒 for 11.0592M TH1=0 xFD 。 PCON=0 x00 。 TR1=1。 SCON=0 x50 。 ES=1。 /允许串行口中断 EA=1 。 /开总中断 /发送字符 / void send(uchar i) SBUF=i 。 while(!TI) 。 TI=0。 void rs232_isr() interrupt 4 using 1 if(RI) rbuf = SBUF 。 RI = 0 。 if(rbuf = 0 xF0) start=0 。 if(rbuf = 0 x80) start=

13、1 。 /*=*/ /main.c 源代码 #include #include #include rs232.h #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sfr P1M0=0 x91 。 sfr P1M1 =0 x92 。 sfr ADC_CONTR =0XC5 。 sfr AUXR = 0 x8e 。 sfr ADC_DATA =0 xC6 。 sfr ADC_LOW =0 xBE 。 uchar rbuf 。 uchar start。 uint V 。 uint Vref 。 delay(uchar count) ucha

14、r m,n 。 for(m=0。m=count。m+) for(n=0 。 n240。 n+) 。 /*ADC 初始化 */ void adc_init() P1M0=0 xff 。 P1M1=0 x00 。 ADC_DATA = 0 。/数据清零 ADC_LOW = 0 。 ADC_CONTR = 0 xe0 。 / 开 ADC 电源 ,采集速度选择最高 delay(200) 。 void get_adc(uchar ch) ADC_CONTR = (0 xe8 | ch) 。 / 开启转换 while(!(ADC_CONTR&0 x10) 。 / 等待转换完成 ADC_CONTR&=0 x

15、e7 。/清除 start,flag 标志 void main() rs232_init() 。 adc_init() 。 while(1) get_adc(0 x00) 。/通道 0 参考 Vref = (uint)(ADC_DATA2)|ADC_LOW) 。 get_adc(0 x01) 。 V = (uint)(ADC_DA TA8) 。 send(Vref) 。 send(V8) 。 send(V) 。 send(z)。 delay(250) 。 delay(250) 。 delay(250) 。 delay(250) 。 delay(250) 。 附录二：VC程序代码 定义的成员变量

16、： public: int X 。 CDC* pDC1 。 int m_BaundRate 。 int count 。 CWnd* pWndpicture 。 void pictureinit(void) 。 CDC* pDC 。 int m_port 。 / standard constructor CWangfei311Dlg(CWnd* pParent = NULL) 。 void InitComm() 。 添加的成员函数： void CWangfei311Dlg:InitComm() m_Comm.SetCommPort(m_port) 。 m_Comm.SetInputMode(1)

17、 。 if(m_BaundRate = 1200) m_Comm.SetSettings(1200,n,8,1) 。 else if(m_BaundRate = 2400) m_Comm.SetSettings(2400,n,8,1) 。 else if(m_BaundRate = 4800) m_Comm.SetSettings(4800,n,8,1) 。 else if(m_BaundRate = 9600) m_Comm.SetSettings(19600,n,8,1) 。 else if(m_BaundRate = 19200) m_Comm.SetSettings(19200,n,8

18、,1) 。 else if(m_BaundRate = 28800) m_Comm.SetSettings(28800,n,8,1) 。 else if(m_BaundRate = 38400) m_Comm.SetSettings(38400,n,8,1) 。 else if(m_BaundRate = 57600) m_Comm.SetSettings(57600,n,8,1) 。 else if(m_BaundRate = 115200) m_Comm.SetSettings(115200,n,8,1) 。 m_Comm.SetRThreshold(1) 。 m_Comm.SetInBu

19、fferSize(1024) 。 m_Comm.SetOutBufferSize(1024) 。 m_Comm.SetInBufferCount(0) 。 if(!m_Comm.GetPortOpen() m_Comm.SetPortOpen(TRUE) 。 void CWangfei311Dlg:OnBtnOpen() / TODO: Add your control notification handler code here InitComm() 。 pictureinit() 。 void CWangfei311Dlg:OnBtnClose() / TODO: Add your con

20、trol notification handler code here if( m_Comm.GetPortOpen() ) m_Comm.SetPortOpen(0) 。 void CWangfei311Dlg:OnOnCommMscomm() / TODO: Add your control notification handler code here int nEvent 。 int k 。 VARIANT m_input 。 char *str 。 long temp,tempref 。 int Y 。 double v 。 static int i=10 。 CString resl

21、ut 。 CString Ccount 。 CPen pen1。 pen1.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(255,255,255) 。 pDC1-SelectObject(pen1) 。 nEvent = m_Comm.GetCommEvent() 。 if(nEvent = 2) k = m_Comm.GetInBufferCount() 。 if(k 0) m_input = m_Comm.GetInput() 。 str = (char*)(unsigned char*)m_input.parray-pvData 。 if(*str =A & *(str+5) = z

22、) tempref = (*(str+1)*256+*(str+2) 。 temp = (*(str+3)*256+*(str+4) 。 v = double(2.5*temp/tempref) 。 Y = int (300-60*v) 。 if(Y300) Y = 300 。 reslut.Format(%f,v) 。 reslut.TrimLeft() 。 CWnd *pWnddata = GetDlgItem(IDC_RECDA TA) 。 pWnddata-SetWindowText(reslut) 。 pDC-LineTo(X,Y) 。 X+=5 。 count+。 Ccount.F

23、ormat(%16d,count) 。 Ccount.TrimLeft() 。 CWnd *pWndcount = GetDlgItem(IDC_COUNT) 。 pWndcount-SetWindowText(Ccount) 。 if(X500) X=10。 pictureinit() 。 pDC1-MoveTo(10,Y) 。 else CWnd *pWnddata = GetDlgItem(IDC_RECDA TA) 。 pWnddata-SetWindowText(NO Data) 。 void CWangfei311Dlg:OnSelchangeCombo1() / TODO: Ad

24、d your control notification handler code here m_port = m_Comboboxsel.GetCurSel()+1 。 void CWangfei311Dlg:pictureinit() pWndpicture = GetDlgItem(IDC_PICTURE) 。 pDC = pWndpicture-GetDC() 。 pDC1 = pDC 。 CPen pen。 pen.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(255,0,0) 。 pDC-SelectObject(pen) 。 CRgn pRgn 。 CBrush pBrush

25、。 pRgn.CreateRectRgn(0,0,510,310) 。 pBrush.CreateSolidBrush(RGB(0,0,0) 。 pDC-FillRgn(&pRgn,&pBrush) 。 pDC-MoveTo(10,300) 。 pDC-LineTo(500,300) 。 pDC-LineTo(490,290) 。 pDC-MoveTo(500,300) 。 pDC-LineTo(490,310) 。 pDC-MoveTo(10,300) 。 pDC-LineTo(10,10) 。 pDC-LineTo(0,20) 。 pDC-MoveTo(10,10) 。 pDC-LineT

26、o(20,20) 。 pDC-TextOut(0,300,0) 。 pDC-TextOut(0,240,1) 。 pDC-TextOut(0,180,2) 。 pDC-TextOut(0,120,3) 。 pDC-TextOut(0,60,4) 。 pDC-TextOut(0,0,5) 。 pDC-MoveTo(10,300) 。 pDC-LineTo(500,300) 。 pDC-MoveTo(10,240) 。 pDC-LineTo(500,240) 。 pDC-MoveTo(10,180) 。 pDC-LineTo(500,180) 。 pDC-MoveTo(10,120) 。 pDC-LineTo(500,120) 。 pDC-MoveTo(10,60) 。 pDC-LineTo(500,60) 。 pDC1-MoveTo(1