Visual C++在异步串行通信控制中的应用

邱红兵　韩峰

　　摘要：系统介绍了Visual C++实现异步串行通信的基本原理，分别讲述了用Windows函数库API函数实现和C运行时库的实现方法，以及在控制系统中的编程应用实例。
　　关键词：控制系统；串行通信；Visual C++应用
　　中图分类号：TP311.11 　　　　文献标识码：A

QIU Hong-bing　　 HAN feng

　　Abstract: The paper is focus on the principle of asynchronous serial communication by Visual C++, and tells of their implement methods using API function in Windows function warehouse and C function singly. The paper also adduces program application sample in control system.
　　Key Words: control system；serial communication；Visual C++ application

1　引言
　　Visual C++是建立在Window 95和Window NT 32位程序上的可视化编程环境，对于控制系统的可视化开发提供了极大的便利，但是对于计算机控制系统中数据采集、控制，用Visual C++实现的介绍却很少。基于此，介绍Visual C++在测控系统应用中的基本原理及应用，其中异步串行通信是关键。其基本构成是：下位机（单片机系统）完成信号检测、A/D转换和简单的控制功能，通过系统总线（如RS-232C）与上位机（PC机）相连，进行监测、控制，形成主从式结构。

2　工作原理
　　通过传感器检测得到被控信号及相关信号，经过放大、滤波处理形成有效信号，通过A/D转换形成数字信号，输入到单片机系统进行处理。其中单片机系统完成相应算法或控制功能；PC机主要完成监视、控制其下面的单片机系统，进行集中管理。它们之间的通信可通过RS-232C标准总线进行异步传输。系统结构如图1所示。

图1　控制系统网络结构图

3　Visual C++实现串行通信
　　Visual C++实现串行通信有几种方式可供选择，如利用计算机上的标准串行口进行，或自制专用卡插入工控机的PCI总线的ISA扩展槽等。下面主要论述利用计算机上的标准串行口进行串行通信，可分为利用Windows函数库API函数和利用C运行时库实现。其中API函数主要以创建资源的形式进行串行通信，C运行时库采用类似C的方式进行。
3.1　API函数实现
　　Windows应用程序要与标准串口通信，Windows函数库中提供了24个低级函数，这些函数可与外部设备的通信提供了基本的工具，文件输入和文件输出函数为通信资源句柄的打开、关闭以及执行读写操作提供了基本的接口，Win32 API也包含一系列访问通信资源的通信函数，具体工作过程如下：首先打开一个通信资源句柄CreateFile()，接着进行串行通信资源的配置（包括波特率、奇偶校验、停止位和数据位等信息），通过SetCommState()、GetCommState()进行修改和查询完成初始化设置；串行通信资源的读写通过ReadFile()、WriteFile()来完成收发数据，监视串行通信资源某些可能发生的事件可通过WaitCommEvent()来完成，向与某通信资源相关的设备驱动程序发送控制命令，使驱动程序执行特定任务。对于具体参数设置可参阅有关书籍。［1］
3.2　C运行时库实现
　　对于利用C运行时库实现串行通信在此将详细进行讨论。它与硬件密切相关，其核心器件是通用异步接收发送器（简称UART），并在机箱后部外引一个25脚（或15脚、9脚）的D型连接器作为数据终端设备（DTE）一侧，它通过异步通信电缆（RS-232）与另一侧数据通信设备（DCE）（MODEM或其它通信设备）相连。
3.2.1　RS-232异步串行口连接
　　异步串行通信对应用接口极其敏感，常用的RS-232C接口有MODEM接口标准连接和零MODEM的非标准连接，但在实际应用中，并非需要全部控制信号线，而且在某种场合下，还允许采取若干种非标准的连接方式，如图2所示。其中图2a主要适用于长距离串行通信，而图2b适用于短距离异步通信，无需MODEM这类DCE设备介入。