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在Windows下实现PC机与单片机AT89C51的串行通信

在Windows下实现PC机与单片机AT89C51的串行通信

在以单片机为基础的数据采集和实时控制系统中,通过计算机中的RS-232接口进行计算机与单片机之间的命令和数据传送,就可以利用计算机对生产现场进行监测和控制。由于计算机上的RS-232所传送的距离不超过30m,所以,在远距离的数据传送和控制时,可以用MAX485的接口转换芯片将RS-232转换成RS-485协议进行远距离传送。在发送和接收端都进行协议转换后,RS-485协议对数据传送来说是相对透明的,所以依然可以使用计算机中的RS-232进行远距离的数据传送和控制。在最简单的RS-232直接传送通信系统中,只要发送和接收双方同时准备好,仅用信号发送端(TXD),信号接收端(RXD)和信号地(GND)3根线即可进行通信;若以应答方式进行数据通信,可使用请求发送(RTS)、清除发送(CTS)或数据终端准备(DTR)、数据装置准备(DSR)进行硬件握手。在Windows95下,可以很方便地使用Win32通信API函数来实现这些硬件的握手以及数据的传送。在89C51单片机系统中,分别从P3.0和P3.1引出串口线RXD和

TXD通过专用的电平转换芯片转换成RS-232接口标准的电平,这样,二者之间就可以通过RS-232接口进行数字信号的传送。单片机也可以以直接传送或应答握手的方式进行数据通信,但由于握手方式占用其他的端口,而单片机的端口数量有限,所以,计算机与单片机的通信常采用直接传送的方式,本文将重点介绍。

1 Windows95下的通信编程

Windows95通信体系提供了1个改进的串行应用程序接口SAPI用来进行交互式串行通信。其中,串口和其他通信设备是作为文件进行处理的,串口的打开、关闭、读取和写入所用的函数和操作文件的函数相同。

通信会话以调用CreateFile函数开始,CreateFile函数为读访问或写访问打开串口,打开成功后返回该串口句柄,供读写串口时使用。CreateFile函数的使用如下:

CreateFile(szDevice,fdwAccess,fdwShareMode,lpsa,fdwCreate,fdwAttrsAndFlags,hTemplateFile)

其中,第1个参数szDevice是要打开的串口逻辑名,如COM1或COM2;第2个参数fdwAccess指定串口的访问类型,如读、写或两者兼而有之,大部分通信是双向的,因而通常设置为:GENERICREAD|GENERICWRITE;第3个参数fdwShareMode指定串口的共享属性,串口不能共享,所以它必须为0;第4个参数lpsa引用安全性属性结构;第5个参数fdwCreate指定如果CreateFile正被已有的文件调用时应做些什么,既然串口总是存在,此参数就必须被设置为OPENEXISTING.第6个参数fdwAttrsAndFlags描述了该端口的各种属性,对串口而言,唯一有意义的设置是FILEFLAGOVERLAPPED,指定该设置时,端口I/O可以在后台进行;最后1个参数hTemplateFile是指向模板文件的句柄,当端口打开时,该参数为NULL.

打开串口后,在Windows95下可以对串口进行合适的配置。Windows95提供了COMMPROP结构,COMMPROP结构中包含了对串口允许的设置,如波特率、数据位数、停止位的个数以及奇偶校验方法等,如果串口连接到调制解调器,COMMPROP结构中还包含调制解调器支持的设置。但COMMPROP结构给出的只是单纯的信息,它不能用来改变串口的设置。Windows95下串口设置的改变是通过改变它的DCB结构来实现的,DCB结构中包含了所有串口的设置,其中包括硬件的握手、流控制等。

Windows95提供GetCommState函数来得到当前串口的设置情况,该函数接收1个打开的端口句柄和1个指向DCB结构的指针,在DCB结构中返回信息,GetCommState函数的补充函数是SetCommState函数,SetCommState函数将DCB结构中的内容写向串口设置,这2个函数的调用如下:

BOOLGetCommState(hComm,

BOOLSetCommState(hComm,

其中,hComm为打开串口的句柄,dcb为1个指向DCB的结构。

Windows95中实现串口的读写函数与文件的读写函数相同,读写函数的使用格式如下:

ReadFile(hComm,inbuff,nBytes,

WriteFile(hComm,outbuff,nBytes,

其中,第1个参数是打开串口的句柄,第2个参数是数据所使用的缓冲区,第3个参数是要读取的字节数,第4个参数是实际读取的字节数,实际读取的字节数可能小于要读取的字节数,最后1个参数指向1个覆盖似的结构,当CreateFile中dwAttrsAndFlags参数设置为FILEFLAGOVERLAPPED时,此参数可以指定1个OVERLAPPED结构,使数据的读写操作在后台进行。

读写端口可以通过4种技术来实现:查询、同步I/O、异步I/O(后台I/O)和事件驱动I/O.查询方式直接、易于理解,但占用大量CPU时间;同步I/O直到读取所指定字节数或超时时才返回,这样很容易长时间地阻塞线程;异步I/O可以在后台读写数据,而在前台做其他的事情;事件驱动I/O是由Windows95通知应用程序某些事件什么时候发生,然后根据所发生的事情来对串口进行操作。

这4种不同的技术,各有利弊和自己适用的领域,所以,在不同的通信系统中,可以根据不同的要求采用不同的技术。在监测系统中,由于事件的偶然性和要求传送的实时性,计算机常采用事件驱动I/O方式来进行现场监测。
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