组态王软件与单片机串口ascii通讯的机制及
实现方法
作者：姜宝申
组态软件广泛的应用于工农业生产的各个领域，是保证相关系统设备经济稳定安全运行的重要方式，是对传统控制方式的一次革命，得到了越来越广泛的应用。
很多工控及电子爱好者对这方面很感兴趣，都跃跃欲试，可苦于软件要想得到实际效果，就得连接设备，通过设备预设的寄存器与软件的变量进行连接，辅以命令语言，才能取得真正的体验。
软件支持的设备比如板卡、数字仪表、PLC、变频器等等都是属于工控设备，价格都比较昂贵，一般很难触及。
那是不是组态软件就不适合于我们用了呢，也不一定，比如国产的组态王组态软件支持单片机串口ascii 通讯，烧写了相应程序的单片机也可以当做组态软件的设备，和其他设备一样，也能完成诸如水位、行程等状态的监视及电机、阀门、灯泡、加热器等的启动停止，开与关，以及模拟量经AD转换后，通过串口以ascii码的形式传送给组态软件，只是这些功能的实现是依靠单片机的端口来完成，组态软件访问单片机，监视单片机所有端口状态，控制一部分端口的高低电平状态，辅以外部电气回路，同样能实现相应的功能。
例如：组态软件通过串口发送指令，控制单片机的某个输出端口的电平高低变化，端口通过驱动使继电器的触点闭合，电机转动，假如这个电机是带动水泵往水箱里面打水，水箱水位的预定位置装有触点，这个触点连接在单片机的另一个输入端口上，当水位到达触点位置，触点动作单片机的这个端口电平发生变化，这个变化通过同一个串口传回给组态软件，组态软件可以根据命令语言编写的程序酌情是自动还是手动停止电机运行，或者是调整电机的转速，保证水箱的水位在预设的范围内，这就是组态软件构成的控制系统的最基本应用。
图1
相对而言，用单片机与组态软件实现的控制系统要比其他成品设备的组态稍微麻烦一些，不但需要了解掌握组态软件的工作机制，还需要单片机的软硬件及电路方面的知识，这里边的重点就是单片机的汇编或c语言编程，但掌握了组态软件的通讯协议，按协议编写，比较起来并不是很难。
图2就是用组态软件与单片机通讯实际运行状态截图，这个画面（组态软件的定义），显示的是组态软件与单片机通讯状态以及单片机各脚位的电平高低，即8051芯片P2和P1的状态，还有控制端口电平的按钮开关。他不是控制画面，如果镶嵌在实际系统中，应该算通讯诊断画面，图中显示的具体内容的含义，后边将做介绍。
组态王预装了单片机设备的驱动，也就是它把单片机当成设备来对待，与数字仪表、PLC、变频器等同，这些装置中有一部分也是通过串口与组态软件通讯的。
既然是串口通信，就要遵循组态软件制定的通讯规则，体现在软件通讯的格式上，就是通讯协议。协议明确了组态软件访问单片机的读、写命令以及与之对应的单片机的应答之间的关系，单片机只有按照这个协议来编制程序，回复组态软件的读写命令，这样才能保证准确无误的显示、控制、操作目标设备，它不同于平常说的，单片机想发什么，组态软件就接收什么、显示什么。
组态王软件与设备之间的关系是软件方是主人，设备方是从属。也可以比喻成软件是人的大脑，设备是人的四肢。主机发出指令，从机按指令行事，并做出相应的回复。
这样做的道理很简单，作为控制系统，操作者是主人，他的信息来自于设备反馈给软件显示的画面上信息，同时根据现场的状态工艺流程等做出相应的操作，比如电机的启动停止、阀门的开启与关闭等等。
图2
下面我们就来分析一下组态王软件和设备之间是如何进行通讯的：
当你运行了组态软件，也就是安装完软件，在桌面上生成了快捷启动方式的图标，鼠标单击它，软件就运行了。
首先显示的是工程管理器，选择目录，也就是你要建立的工程安装在电脑的哪个位置。你可以在空白框里填上一个名称，它就会在软件启动位置新建一个目录。因为你是在桌面启动的，鼠标单击‘下一步’，它就会提示你是否新建，你回答‘是’，这时桌面上就出现了刚才你输入名称的目录，然后软件提示你输入工程名称、工程描述，依你的情况填写，然后单击完成，这样你的工程名称就出现在了工程管理器的目录中。
鼠标双击你的工程名称，启动这项工程，也就开始了你的工程建设了。
首先要做的第一步就是连接或叫注册你的设备，让软件知道它连接了什么设备，从而使用哪个协议和连接的设备对话。
我们这里安装的无疑是单片机，安装设备也就是安装相应的驱动，是安装逻辑设备，大体步骤很多文章都有介绍，不过为了讲解的完整性，在这再重新梳理一下：
单击左侧‘设备’\右侧的‘新建设备’\下拉菜单‘设备驱动’\‘智能模块’\‘单片机’\‘通用单片机ASCII\‘串口’。
指定一个逻辑名称，就用系统给定的‘新IO设备’，通讯口等选择默认即可.在组态王中设置的通讯参数
如波特率，数据位，停止位，奇偶校验必须与单片机编程中的通讯参数一致。
有关组态王中与单片机的通讯协议的标准文本请查阅安装文件夹中：‘组态王6.55\VALUE PA\技术资料\常用协议\单片机AS\通用单片机.DOC’中的内容。
组态王的单片机ASCII串口协议的通讯格式一共六条：
其中上位机也就是软件发出的只有两条，分别是‘上位机发送读命令’和‘上位机发送写命令’。
下位机也就是单片机分别应答‘若正常’‘若不正常’。
读懂这两条命令，对于组态王与单片机构成的系统也就成功了一半了。
上位机发送读命令
字头设备地址标志数据地址数据字节数异或CR
下位机应答：若正常：
字头设备地址数据字节数数据…异或CR
若不正常：
字头设备地址**异或CR
上位机发送写命令
字头设备地址标志数据地址数据字节数数据…异或CR
下位机应答：若正常：
字头设备地址##异或CR
若不正常：
字头设备地址**异或CR
为了能更好的理解组态王软件与单片机ASCII通信的原理，我们做一个实验：这个实验除了需要组态王软件之外，需要一个虚拟串口连接软件，一个串口调试软件。
运行虚拟串口连接软件，相连接的两个串口分别设定成组态王的串口号，和串口调试软件的串口号。串口调试软件的通讯参数要和组态王软件的一致，设定为接收，HEX格式，运行这个软件。
鼠标右键单击组态王软件刚刚建立的‘新IO设备’，选择‘测试新IO设备’出现串口测试对话框，选择‘设备测试’选项卡，头一项是寄存器，只有一个值x，不管三七二十一，你先填一个x0，也就是在已经有的x后边加个0。后边一个数据类型学过c或c51都知道，里边的下拉项中是在c语言中经常能遇到的数据类型，对x寄存器而言，与之对应的只有几项，先填上这个‘BYTE’即字节型,也就是说，单片机这个设备的寄存器x0的数据类型是字节型的，紧接着鼠标单击‘添加’按钮，上边填写的寄存器名以及数据类型就出现在了下边的采集列表中。
选中这个寄存器，然后单击‘读取’按钮，正常情况下，串口调试软件的接收窗体内会出现一串数码，格式应该是这个样子：
403046413030303030303130360D
上面说过，组态王向单片机发送的只有两条命令，一个是读，一个是写，上面从串口软件读出这串字符，就是组态王软件的读命令。
那么为什么我按‘读取’，组态王会发出一串字符呢，这就是软件与单片机的通讯机制，用通俗的语言就是，组态王软件通过串口问与之连接的设备‘你那里什么情况了’。
这只是测试，我们再组态试一下，在添加了‘新IO设备’以后，单击数据词典，新建一个名字为a变量，变量类型为‘IO整数’，连接设备为‘新IO设备’，寄存器和数据类型同上，是x0和BYTE，其它不变，然后确定。
选择‘画面’，‘新建画面’，为画面起个名字，可以是字母，也可以是汉字，确定。出现画面，选择工具箱中的字符‘T’工具，在画面中适当位置单击鼠标，输入两个##，鼠标双击这两个字符，显示动画连接对话框，选择‘模拟值输出’，弹出‘模拟值连接对话框’，单击表达式右侧的‘？’，选择刚才在数据词典中建立的变量a，其他不变，确定，确定。
然后‘文件’‘全部保存’，关闭画面。
选择‘切换到运行系统’，这时你还是用串口调试软件，会接收到同样的字符串。也就是说，只有你在画面上连接了与你添加的设备有关的变量，软件一旦进入运行状态，组态软件就会主动发出与之匹配的一串字符，等待设备的应答。
设备只有在设定的间隔内正确回复了，通讯才能持续进行，否则软件会提示通讯错误，变量都会变成设定值，比如‘？？’等。
下面解读一下这串代码，头一个40和最后一个0D是固定的，组态王不管是读还是写，这两个都是一样的，十六进制格式，分别代表代码的开始和结束。
这两个中间的若干个都是ascii格式，这也是组态王中单片机ascii串口的由来。
从40开始的第二个和第三个代表单片机的地址，30和46，翻译成十六进制就是0f，再翻译成十进制就是15，他和组态王‘新IO设备’设置的地址对应，意思就是组态王要和地址为15的单片机设备对话。
再往后的两位41和30是标志位，其中的30对应的十六进制和二进制都是0，字节型数据，不打包，读。二进制最后一位要是1的话就是写。
再往后的四个都是30，代表的是数据地址，先头设定的寄存器不是x0么，x代表寄存器，后边的0代表地址。你可以将寄存器改成x1试试，这四个的最后一个就变成了31了。
再后边的30和31，代表数据字节数，刚才设定的数据类型是BYTE，一个字节正好对应。再往后的30和36,是这两个数前边除了开头的40以外的异或值，你可以用电脑上xp系统自带的科学计算器算一下，数值吻合。
设置异或值的目的应该是保障串口收发双方数据的一致性。
以上就是组态王读命令的全部解释，写命令的解读方式类似，读者可自行测试。下位机也就是单片机的应答都是写在单片机程序里的，这个格式是固定的，当单片机接收到组态王的读或写命令时正常或有误时的应答。
有了这个解释就可以编写单片机的程序了，这里要勾画一下程序的框图：
定义端口的用途，这里P2输出，P1输入。他们的差别就是，组态王都可以读，但是只能写P2，不能写P1。
定义一个数组，用于接收组态王的读写命令，根据串口协议的格式有30个够了。
unsigned char rec[30];
串口定义，放在主程序中，这个很常见：
TMOD=0x20;//定时器1--方式2
TL1=0xfd;
TH1=0xfd;//11.0592MHZ晶振，波特率为9600
SCON=0x50;//方式1
TR1=1;//启动定时
IE=0x90;//EA=1,ES=1:打开串口中断
还有以下几个子程序：
1、中断处理
2、数据处理
3、Ascii到16进制转换，用于接收到ascii码转换
4、16进制到Ascii转化，用于发送应答
5,、接收和发送。
程序运行过程：
1、串口中断发生后，先用判断语句判断头一个是不是40，如果是，将循环变量赋值0，然后接收，当收到0D后完成接收，进行数据处理。
2、判断一下是否是本机地址，也就是把接收到的第二个和第三个ascii转换成16进制后与单片机内一个16进制的固定值进行比较，相等就是本机地址。
3、对第二位，到异或值前的几个ascii码进行异或运算，与收到的异或码进行比较，如果相同，即为数据正确。
4、然后将接收到的第五个ascii转换成16进制，与0x01进行与运算，判断是读还是写。
5、如果是读，将P1和P2端口的状态送到应答格式中的数据中，发送回组态王。
6、如果是写，将后边的数据值赋值于P2端口，P2端口的相应的位就随之进行变化了。
以上就是单片机程序的运行流程，对于c51来说，不是很难，大家可以尽情的发挥吧。
下面解释一下图2组态王与单片机通讯控制中各个单元代表的内容：
组态王与单片机通讯状态栏，显示的是软件与单片机的通讯状态，其中通讯状态后面的‘通讯正常’接收的是‘新IO设备’中的‘CommErr’变量。通讯如果出现问题，会显示‘通讯故障’。
单片机端口数据，连接的是一个变量类型为‘USHORT’的变量，因为要接收两个端口P1和P2的数据，每个端口的数据范围都是0-ff，一个字节，所以用‘USHORT’类型变量，是两个字节的连接。
下面的‘单片机P1（P2）端口位状态’，分别显示的是P1和P2端口每一位的状态，其中红色代表低电平，绿色代表高电平。
不难看出，端口状态的二进制数转换成16进制后，与上面接收到的‘字’类型变量分解成两个后的16进制数值都是相等的。
下面的按钮就是控制P2端口的对应位的状态用的，实际应用也就是开关的作用，用于启停与之对应相连的电机、阀门等等执行机构的。
P1端口的状态软件只能读但是不能改写，它们相当于现场的限位器或水位开关，它们的状态取决于现场
的状态。
为了简单明了的说明问题，以上内容仅涉及到了数字量的传输，模拟量结果的传输类似，大家可以举一反三，以此类推。
一、通讯参数： 通讯参数包括数据位，停止位，波特率、校验方式。 数据位、停止位、波特率由单片机决定。组态王中的设定和单片机一致即可。校验方式参照“数据传输格式”中相关部分。 二、数据传输格式： 格式1、组态王发送地址请求格式：（此时检验位为1） ENQ Sta EOT CRC 格式2、单片机应答地址格式：（此时检验位为0） ACK Sta ETX CRC 格式3、组态王读数据请求格式：（此时检验位为0） ENQ R DataType DataAddr DataNum EOT CRC 格式4、单片机应答读数据格式（正确）：（此时检验位为0） ACK DataLong Data….ETX CRC 格式5、单片机应答读数据格式（错误）：（此时检验位为0） NAK ErrorCode ETX CRC 格式6、组态王写数据请求格式：（此时检验位为0） ENQ W DataType DataAddr Data….EOT CRC 格式7、单片机应答写数据格式（正确）：（此时检验位为0） ACK ErrorCode ETX CRC 三、时序： 读数据： 组态王单片机
第一步：格式1 第二步：格式2 第三步：格式3 第四步：格式4或格式5 第五步：如果第四步单片机执行格式4， 结束。否则，执行格式1。 第六步：格式2 第七步：格式3 第八步：格式4或格式5 写数据： 组态王单片机 第一步：格式1 第二步：格式2 第三步：格式6 第四步：格式7 第五步：如果第四步单片机执行格式7 的ErrorCode=0，结束。否则，执行格 式1。 第六步：格式2 第七步：格式6 第八步：格式7 四、协议说明： 数据传输：所有数据均为16进制数 ENQ(头) H05 询问请求帧的开始代码 ACK(头) H06 确认ACK应答帧的开始代码NAK(头) H15 否认NAK应答帧的开始代码EOT(尾) H04 正文的结束请求帧的结束ASCII代码ETX(尾) H03 结束正文应答帧的结束ASCII代码 Sta:：设备地址1字节 R：读标志1字节（0x52） W：写标志1字节(0x57)
《专业综合实习报告》 专业：电子信息工程 年级：2013级 指导教师： 学生：
目录 一：实验项目名称 二：前言 三：项目内容及要求 四：串口通信原理 五：设计思路 5.1虚拟串口的设置 5.2下位机电路和程序设计 5.3串口通信仿真 六：电路原理框图 七：相关硬件及配套软件 7.1 AT89C51器件简介 7.2 COMPIN简介 7.3 MAX232器件简介 7.4友善串口调试助手 7.5 虚拟串口软件Virtual Serial Port Driver 6.9八：程序设计 九：proteus仿真调试 十：总结 十一：参考文献 一：实验项目名称：
基于51单片机的单片机与PC机通信 二：前言 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积极交互，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。 目前，随着集成电路集成度的增加，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。 为了提高系统管理的先进性和安全性，计算机工业自动控制和监测系统越来越多地采用集总分算系统。较为常见的形式是由一台做管理用的上位主计算机（主机）和一台直接参与控制检测的下位机（单片机）构成的主从式系统，主机和从机之间以通讯的方式来协调工作。主机的作用一是要向从机发送各种命令及参数：二是要及时收集、整理和分析从机发回的数据，供进一步的决策和报表。从机被动地接受、执行主机发来的命令，并且根据主机的要求向主机回传相应烦人实时数据，报告其运行状态。 用串行总线技术可以使系统的硬件设计大大简化、系统的体积减小、可靠性提高。同时，系统的更改和扩充极为容易。MCS-51系列单片机，由于内部带有一个可用于异步通讯的全双工的穿行通讯接口，阴齿可以很方便的构成一个主从式系统。 串口是计算机上一种非常通用的设备通讯协议，大多数计算机包容两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通过用的通讯协议，很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时串口通讯协议也可以用于获取远程采集设备数据。所以，深入的理解学习和研究串口通信相关知识是非常必要的。此次毕业设计选题为“PC机与MCS-51单片机的串口通讯”，使用51单片机来实现一个主从式
51单片机串口通信，232通信，485通信，程序代码1：232通信 #include
while(1) { if(flag==1) { ES=0; for(i=0;i<6;i++) { SBUF=table[i]; while(!TI); TI=0; } SBUF=a; while(!TI); TI=0; ES=1; flag=0; } } } void ser() interrupt 4 {
RI=0; a=SBUF; flag=1; } 代码2：485通信 #include
} void main() { init_1602(); init(); while(1) { if(flag==1) { display(0,a); } } } void ser() interrupt 4 { RI=0; a=SBUF; flag=1; } Love is not a maybe thing. You know when you love someone.
组态王与单片机多机串口通信的设计 发布: 2011-8-18 | 作者: —— | 来源:ranhaiyang| 查看: 300次| 用户关注： 1 引言随着工业化要求提高，分布式系统发展以及控制设备与监控设备之间通讯需要，组态软件设计的监控系统逐步普及。现在组态软件繁多，比如KingVieW(组态王)、MCGS、WinCC等。KingView 软件基于Microsoft Windows XP，NT／2000操作系统．具有友好的人机操作界面、强大的IO设备端口驱动能力，可与各种PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等实时通讯。由于在检测大量模拟量的工业现场使用PLC与组态软件通讯势必增加产品成 1 引言 随着工业化要求提高，分布式系统发展以及控制设备与监控设备之间通讯需要，组态软件设计的监控系统逐步普及。现在组态软件繁多，比如KingVieW(组态王)、MCGS、WinCC 等。KingView软件基于Microsoft Windows XP，NT／2000操作系统．具有友好的人机操作界面、强大的IO设备端口驱动能力，可与各种PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等实时通讯。由于在检测大量模拟量的工业现场使用PLC与组态软件通讯势必增加产品成本。而单片机接口丰富，与A／D转换模块组合可以完成相同的工作，并且系统可靠、成本低。 2 组态王与单片机的串口通讯方法 目前，组态王与单片机的通信多是通过动态数据交换(DDE)或通过自己开发通讯驱动程序完成。DDE是Windows平台上的一个完整的通信协议，组态王通过该协议与其他应用程序交换数据。但不可靠和非实时。而自己开发通讯驱动程序会带来设计困难，增加系统开发周期，可行性不高。组态王专门提供一种与单片机多机串口通信方法，可满足大多数系统需求。 3 PC机与单片机的硬件接口电路 图1为上位PC机与下位单片机80C51的连接电路。PC机与单片机本身都自带串行通讯接口，但由于在分布式系统中PC机与各单片机的分布不集中，不能利用RS-232通讯传输，只能改用RS-485。RS-485采用差分式传输信号，最大传输距离为1 219 m．最大传输速率为10 Mb／s．对同时出现的两条信号线A、B的干扰有较强的抑制能力。当两条线绞在一起时，被通信各种分布参数耦合过来的干扰信号可平均地分配到这两条线上，因此对RS-485的差分式传输线路而言，用双绞线可获得较强的抗干扰能力。RS-485采用二线
组态王6.53与51单 片机
基于51单片机的智能仪表与组态王的通讯 1242人阅读 | 0条评论发布于：2009-8-10 23:01:00 1、引言 随着工业自动化进程的不断加快，现场仪器、仪表、设备正不断向数字化、智能化和网络化方向推进。 单片机以其强大的现场数据处理能力，低廉的价格，紧凑的系统结构、高度的灵活性，微小的功耗等一系列优良特性成为构建智能化现场仪器仪表、设备的重要手段，现已广泛应用于工业测量和控制系统中。 组态王 Kingview工控组态软件以其工作性能稳定可靠、人机界面友善、硬件配置方便以及编程简单易用同时其驱动程序较为丰富，如支持DDE、板卡、OPC服务器、PLC、智能仪表、智能模块等；支持ActiveX控件、配方管理、数据库访问、网络功能、冗余功能。其扩展性强，配有加密锁，支持工程加密；可方便与管理计算机或控制计算机联网通信等优良特性，提供了对工业控制现场大量数据进行采集、监控、处理的解决方案。在各种工业控制领域中得到了大量使用[1-2]。 将单片机和组态王优良的特性结合起来，使它们实现“强强联合”，成为改造传统工业，提升企业技术竞争力的重要趋势。 目前许多测控系统是由通用机或工控机和底层单片机控制装置组成，通用机或工控机通过组态软件控制现场仪器设备，单片机采集数据和现场状态通过串行口传送到通用机或工控机，由组态软件对采集到的现场数据进行分析、存储或显示，并将命令和控制通过串行口传到单片机以监控现场设备的运转。可靠地实现它们之间的通讯是实现各种测控任务必须解决的首要问题。对于一些重要名家厂商的板卡和模块，一般组态王可直接提供为数据采集和控制所需的底层硬件设备的驱动程序。但对于绝大多数一般用户自行设计开发的采集、控制装置则没有驱动程序提供。因此实现它们“强强联合”，必须解决它们之间之间的通信问题。迄今为止，人们对单片机与组态王的通信问题进行了广泛的研究[1-2]。 目前，单片机与组态王的通讯方法有主要有3种[3]：①利用组态的驱动程序开发包进行驱动开发自己的通讯驱动程序，该方法适用于专业厂商；②通过动态数据交换(DDE)方式进行通讯，该方法带来一些额
8.用C语言或汇编语言实现串口通信（PC和单片机间） 上位机和下位机的主从工作方式为工业控制及自动控制系统所采用。由于PC 机分析能力强、处理速度更快及单片机使用灵活方便等特点，所以一般都将PC 机作为上位机，单片机作为下位机，二者通过RS-232或者RS-485接收、发送数据和传送指令。单片机可单独处理数据和控制任务，同时也将数据传送给PC机，由PC机对这些数据进行处理或显示 1 硬件电路的设计 MCS-51单片机有一个全双工的串行通讯口UART，利用其RXD和TXD与外界进行通信，其内部有2个物理上完全独立的接收、发送缓冲器SBUF，可同时发送和接收数据。所以单片机和PC机之间可以方便地进行串口通讯。单片机串口有3条引线:TXD(发送数据),RXD(接收数据)和GND(信号地)。因此在通信距离较短时可采用零MODEM方式，简单三连线结构。IBM-PC机有两个标准的RS-232串行口，其电平采用的是EIA电平，而MCS-51单片机的串行通信是由TXD(发送数据)和RXD(接收数据)来进行全双工通信的，它们的电平是TTL电平;为了PC机与MCS-51 机之间能可靠地进行串行通信，需要用电平转换芯片，可以采用MAXIM公司生产的专用芯片MAX232进行转换。电路如图1所示。硬件连接时，可从MAX232中的2路发送器和接收器中任选一路，只要注意发送与接收的引脚对应关系即可。接口电路如图3.5所示。
总体设计按照整体设计思路方案绘制原理图如下所示： 2 系统软件设计 软件设计分上位机软件设计和下位机软件设计。这两部分虽然在不同的机器上编写和运行，但它们要做的工作是对应的:一个发送，另一个接收。为了保证数据通信的可靠性，要制定通信协议，然后各自根据协议分别编制程序。现约定通信协议如下:PC机和单片机都可以发送和接收。上位机和下位机均采用查询方式发送控字符和数据、中断方式接收控制字符和数据。采用RS-232串口异步通信， １上位PC机与下位单片机异步串行通信的通信协议
第6章单片机串行通信系统习题解答 一、填空题 1．在串行通信中，把每秒中传送的二进制数的位数叫波特率。 2．当SCON中的M0M1=10时，表示串口工作于方式 2 ，波特率为 fosc/32或fosc/64 。 3．SCON中的REN=1表示允许接收。 4．PCON 中的SMOD=1表示波特率翻倍。 5．SCON中的TI=1表示串行口发送中断请求。 6．MCS-51单片机串行通信时，先发送低位，后发送高位。 7．MCS-51单片机方式2串行通信时，一帧信息位数为 11 位。 8．设T1工作于定时方式2，作波特率发生器，时钟频率为，SMOD=0，波特率为时，T1的初值为 FAH 。 9．MCS-51单片机串行通信时，通常用指令 MOV SBUF,A 启动串行发送。 10．MCS-51单片机串行方式0通信时，数据从引脚发送/接收。 二、简答题 1．串行口设有几个控制寄存器它们的作用是什么 答：串行口设有2个控制寄存器，串行控制寄存器SCON和电源控制寄存器PCON。其中PCON中只有的SMOD与串行口的波特率有关。在SCON中各位的作用见下表： 2．MCS-51单片机串行口有几种工作方式各自的特点是什么 答：有4种工作方式。各自的特点为：
3．MCS-51单片机串行口各种工作方式的波特率如何设置，怎样计算定时器的初值 答：串行口各种工作方式的波特率设置： 工作方式O ：波特率固定不变，它与系统的振荡频率fosc 的大小有关，其值为fosc/12。 工作方式1和方式3：波特率是可变的，波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率 工作方式2：波特率有两种固定值。 当SM0D=1时，波特率=（2SM0D/64）×fosc=fosc/32 当SM0D=0时，波特率=（2SM0D/64）×fosc=fosc/64 计算定时器的初值计算： 4．若fosc = 6MHz ，波特率为2400波特，设SMOD =1，则定时/计数器T1的计数初值为多少并进行初始化编程。 答：根据公式 N=256-2SMOD ×fosc /（2400×32×12）= ≈243 =F3H TXDA: MOV TMOD,#20H ;置T1定时器工作方式2 MOV TL1,#0F3H ;置T1计数初值. MOV TH1,#0F3H B f B f N OSC SMOD OSC SMOD ??-=???-=384225612322256
51单片机实现的485通讯程序 #ifndef __485_C__ #define __485_C__ #include
void get_status(); // 调用该函数获得设备状态信息，函数代码未给出 void send_data(uchar type, uchar len, uchar *buf); // 发送数据帧 bit recv_cmd(uchar *type); // 接收主机命令，主机请求仅包含命令信息 void send_byte(uchar da); // 该函数发送一帧数据中的一个字节，由send_data()函数调用void main() { uchar type; uchar len; /* 系统初始化*/ P1 = 0xff; // 读取本机设备号 dev = (P1>>2); TMOD = 0x20; // 定时器T1使用工作方式2 TH1 = 250; // 设置初值 TL1 = 250; TR1 = 1; // 开始计时 PCON = 0x80; // SMOD = 1 SCON = 0x50; // 工作方式1，波特率9600bps，允许接收 ES = 0; // 关闭串口中断 IT0 = 0; // 外部中断0使用电平触发模式 EX0 = 1; // 开启外部中断0
#include
一、程序代码 #include
TI = 0; } T_counter = 0; } uart_receive(void) interrupt 4 { if(RI) { RI = 0; indata[R_counter] = SBUF; R_counter++; if(R_counter>=4) { R_counter = 0; flag = 1; } } } void system_initial(void) { P1M1 = 0x00; P1M0 = 0xff; P1 = 0xff; //初始化为全部关闭 temp3 = 0x3f;//初始化temp3的值与六路输出的初始值保持一致 temp = 0xf0; R_counter = 0; T_counter = 0; } void initial_comm(void) { SCON = 0x50; //设定串行口工作方式:mode 1 ; 8-bit UART,enable ucvr TMOD = 0x21; //TIMER 1;mode 2 ;8-Bit Reload PCON = 0x80; //波特率不加倍SMOD = 1 TH1 = 0xfa; //baud: 9600；fosc = 11.0596 IE = 0x90; // enable serial interrupt TR1 = 1; // timer 1 RI = 0; TI = 0; ES = 1; EA = 1; }
组态王与单片机的通信与设计 前言本文主要是解决装有组态王的PC机与单片机的通信问题，这里选择通过计算机的COM1口进行串行通信。单片机和PC机的串行通行一般采用RS-232、RS-422或RS-485总线标准接口，也有采用非标准的20mA电流环的。为保证通信的可靠，在选择接口时必须注意：(1)通信的速率；(2)通信距离：(3)抗干扰能力；(4)组网方式，既可以保证正常通信时的最大通信端口数量。这里采用RS-232接口与单片机通信的方法。由于两者间的电平规范不一致，实现两者间的通信要解决接口电路的电平转换问题。 正文 选题背景随着单片机和微机技术的不断发展,单片机的应用也从独立的单机向网络发展,由PC机和多台单片机构成的多级网络测控系统已成为单片机技术发展的一个方向。在一个大型的应用系统中，通常由单片机完成数据的采集和上传，后台则通过PC机对数据进行分析并处理，复杂的还要建立数据库形成网络，二者的结合，充分发挥了单片机在实时数据采集和微机对图形处理、显示以及数据库管理上的优点，使得单片机的应用已不仅仅局限于传统意义上的自动监测或控制，而形成了向以网络为核心的分布式多点系统发展的趋势。 随着微电子技术、计算机控制技术、工业以太网技术及现场总线技术的发展，作为用户无需改变运行程序原代码的软件平台工具——工控组态软件日渐成熟。由于工控组态软件在实现工业控制的过程中免去了大量烦琐的编程工作，解决了长期以来控制工程人员缺乏计算机专业知识与计算机专业人员缺乏控制操作技术和经验的矛盾，极大地提高了自动化工程的工作效率。近年来，工控组态软件在中小型工业过程控制工程、工业自动化工程中越来越受到欢迎。不仅如此，工控组态软件还在配电自动化、智能楼宇、农业自动化、能源监测等领域也逐步展示了其独特的优势。 单片机控制系统以其高性能价格比、稳定、易于实现等特点而被广泛使用，但他难以实现动态复杂的图形监控界面；而组态王软件具有强大丰富的监控界面设计功能，却难以实现复杂的控制算法，而单片机则难以实现动态复杂的图形监控界面，若采用以单片机为下位机，以装有组态王的PC极为上位机的控制方式，将彻底改变原来单片机控制系统的单调、简单的控制界面的缺陷，进一步推动单片机控制方式的广泛应用。 在这个设计中有以下问题待以解决：1、TTL/RS232电平转换及其接口电路的处理。2、由于组态王接收的是数据的ASCII码，因此要实现数据与它所对应的ASCII码的转换。3、组态王监控界面的设计。 设计要求 设计组态王监控界面，编写单片机发送接受程序以实现组态王与单片机两者间的通信。 方案论证 过程论证
//****************************************************************// // DHT 使用范例 //单片机 AT89S5 或 STC89C5 RC // 功能 串口发送温湿度数据波特率 9600 //硬件连接 P .0口为通讯口连接DHT ,DHT 地电源和地连接单片机地 电源和地 单片机串口加MAX 3 连接电脑 // 公司 济南联诚创发科技有限公司 //****************************************************************// #include
两个单片机之间的串行通信 一、设计要求 在某个控制系统中有U1、U2这两个单片机，U1单片机首先将P1端口指拨开关数据载入SBUF，然后经由TXD将数据传送给U２单片机，U２单片机将接收数据存入SBUF，再由SBUF载入累加器，并输出至P１端口，点亮相应端口的LED。 二、实验所需元器件 三、电路原理图： 两个单片机之间的串行通信电路图
四、程序设计 这两个单片机均工作在半工状态，U１将P１端口的状态通过TXD发半空给U２，而U２接收U１的数据，然后控制P1端口的LED显示。因此，需编写两个不同的程序，其程序流程图如下所示：
五、C语言程序： U1的C语言程序： #include "reg51.h" #define uint unsigned int #define uchar unsigned char void send(uchar state) { SBUF=state; while(TI==0); TI=0; } void SCON_init(void) { SCON=0x50; TMOD=0x20; PCON=0x00; TH1=0xfd; TL1=0xfd; TI=0; TR1=1; ES=1; } void main() { P1=0xff; SCON_init(); while(1) { send(P1); } } U2的C语言程序： #include "reg51.h" #define uint unsigned int #define uchar unsigned char uchar state; void receive() { while(RI==0) state=SBUF; RI=0; } void SCON_init(void) { SCON=0x50; TMOD=0x20; PCON=0x00; TH1=0xfd; TL1=0xfd; RI=0; TR1=1; } void main() { SCON_init(); while(1) { receive(); P1=state; } } 六、调试与仿真：
组态王通用单片机协议（ASCII） 概述 通用单片机ASCII协议支持单片机与组态王通讯,用户只要按照我们的协议编写单片机通讯程 序就可实现与组态王的通讯. 组态王设置 1、定义组态王设备 定义组态王定义设备时请选择：智能模块\单片机\通用单片机ASCII\串口 组态王的设备地址定义格式：＃＃．＃ 前面的两个字符是设备地址，范围为0－255，此地址为单片机的地址，由单片机中的程序决定； 后面的一个字符是用户设定是否打包，"0"为不打包、"1"为打包,用户一旦在定义设备时确定了 打包，组态王将处理读下位机变量时数据打包的工作，与单片机的程序无关. 2、组态王通讯 通讯方式：RS-232,RS-485,RS-422均可。 波特率：由单片机决定（2400，4800，9600and19200bps）。 注意：在组态王中设置的通讯参数如波特率，数据位，停止位，奇偶校验必须与单片机编程中 的通讯参数一致 组态王数据词典--变量定义 在组态王中定义的寄存器数据格式（类型）：由单片机决定。
斜体字dd代表数据地址，此地址与单片机的数据地址相对应. 注意： 在组态王中定义变量时，一个X寄存器根据所选数据类型（BYTE,USHORT,FLOAT）的不同，分别 占用一个、两个，四个字节，定义不同的数据类型要注意寄存器后面的地址，同一数据区内 不可交叉定义不同数据类型的变量。为提高通讯速度建议用户使用连续的数据区。 例如， 1、在单片机中定义从地址0开始的数据类型为BYTE型的变量: 则在组态王中定义相应的变量 的寄存器为X0、X1、X2、X3、X4。。。。。。。。，数据类型为BYTE，每个变量占一个字节 2、在单片机中定义从地址100开始的数据类型为USHORT型的变量: 则在组态王中定义相应的变 量的寄存器为X100、X102、X104、X106、X108。。。数据类型USHORT，每个变量占两个字节 3、在单片机中定义从地址200开始的数据类型为FLOAT型的变量: 则在组态王中定义相应的变 量的寄存器为X200、X204、X208、X212。。。。。。数据类型FLOAT，每个变量占四个字节 组态王与单片机通讯的命令格式： 具体协议内容请参看组态王安装盘:\Value Pack\单片机\通用单片机通讯协 议（ASCII）.doc
基于51单片机的智能仪表与组态王的通讯 圈子类别：嵌入式系统 (未知) 2009-8-10 23:01:00 [我要评论] [加入收藏] [加入圈子] 1、引言 随着工业自动化进程的不断加快，现场仪器、仪表、设备正不断向数字化、智能化和网络化方向推进。 单片机以其强大的现场数据处理能力，低廉的价格，紧凑的系统结构、高度的灵活性，微小的功耗等一系列优良特性成为构建智能化现场仪器仪表、设备的重要手段，现已广泛应用于工业测量和控制系统中。 组态王Kingview工控组态软件以其工作性能稳定可靠、人机界面友善、硬件配置方便以及编程简单易用同时其驱动程序较为丰富，如支持DDE、板卡、OPC服务器、PLC、智能仪表、智能模块等；支持ActiveX控件、配方管理、数据库访问、网络功能、冗余功能。其扩展性强，配有加密锁，支持工程加密；可方便与管理计算机或控制计算机联网通信等优良特性，提供了对工业控制现场大量数据进行采集、监控、处理的解决方案。在各种工业控制领域中得到了大量使用[1-2]。 将单片机和组态王优良的特性结合起来，使它们实现“强强联合”，成为改造传统工业，提升企业技术竞争力的重要趋势。 目前许多测控系统是由通用机或工控机和底层单片机控制装置组成，通用机或工控机通过组态软件控制现场仪器设备，单片机采集数据和现场状态通过串行口传送到通用机或工控机，由组态软件对采集到的现场数据进行分析、存储或显示，并将命令和控制通过串行口传到单片机以监控现场设备的运转。可靠地实现它们之间的通讯是实现各种测控任务必须解决的首要问题。对于一些重要名家厂商的板卡和模块，一般组态王可直接提供为数据采集和控制所需的底层硬件设备的驱动程序。但对于绝大多数一般用户自行设计开发的采集、控制装置则没有驱动程序提供。因此实现它们“强强联合”，必须解决它们之间之间的通信问题。迄今为止，人们对单片机与组态王的通信问题进行了广泛的研究[1-2]。 目前，单片机与组态王的通讯方法有主要有3种[3]：①利用组态的驱动程序开发包进行驱动开发自己的通讯驱动程序，该方法适用于专业厂商；②通过动态数据交换(DDE)方式进行通讯，该方法带来一些额外的开销，如会降低系统实时性，增加系统的不可靠性等，对开发人员的要求也更高。而自己开发通讯驱动程序，有一定的难度，且增加开发周期、成本。⑧利用组态王提供的与单片机的通用通讯协议，该方法简单且实时性好，适用于一般用户。 本文介绍了一种采用通用单片机通讯协议，通过RS485接口实现组态王与基于51单片机的智能化仪器、仪表、设备的通讯方法，描述了单片杌和组态王通信的系统结构，电路组成，采用的通讯协议。并将该方法用于熔融氧化锑液位高度的实时远程测量中。
一、实验目的 掌握单片机串口通信的设计方法，了解双单片机通信的原理。 二、实验内容（含程序） 编写发送方和接受方单片机程序，让发送方单片机向接受方单片机循环发送几个两位十六进制数，并将发送的数显示在发送方和接受方的数码管上，要求串行口采用方式1进行通信，选用定时器T1作为波特率发生器，T1工作方式2，通信的波特率位9600。 硬件连接： 发送发程序：
#include
} } 接收方程序： #include
组态王通用单片机协议（ASCII）说明 概述 通用单片机ASCII协议支持单片机与组态王通讯,用户只要按照我们的协议编写单片机通讯程 序就可实现与组态王的通讯. 组态王设置 1、定义组态王设备 定义组态王定义设备时请选择：智能模块\单片机\通用单片机ASCII\串口 组态王的设备地址定义格式：＃＃．＃ 前面的两个字符是设备地址，范围为0－255，此地址为单片机的地址，由单片机中的程序决定；后面的一个字符是用户设定是否打包，"0"为不打包、"1"为打包,用户一旦在定义设备时确定了打包，组态王将处理读下位机变量时数据打包的工作，与单片机的程序无关. 2、组态王通讯 通讯方式：RS-232,RS-485,RS-422均可。 波特率：由单片机决定（2400，4800，9600and19200bps）。 注意：在组态王中设置的通讯参数如波特率，数据位，停止位，奇偶校验必须与单片机编程中的通讯参数一致 3.组态王数据词典--变量定义 在组态王中定义的寄存器数据格式（类型）：由单片机决定。 斜体字dd代表数据地址，此地址与单片机的数据地址相对应. 注意：
在组态王中定义变量时，一个X寄存器根据所选数据类型（BYTE,USHORT,FLOAT）的不同，分别占用一个、两个，四个字节，定义不同的数据类型要注意寄存器后面的地址，同一数据区内不可交叉定义不同数据类型的变量。为提高通讯速度建议用户使用连续的数据区。 例如， 1、在单片机中定义从地址0开始的数据类型为BYTE型的变量: 则在组态王中定义相应的变量 的寄存器为X0、X1、X2、X3、X4。。。。。。。。，数据类型为BYTE，每个变量占一个字节 2、在单片机中定义从地址100开始的数据类型为USHORT型的变量: 则在组态王中定义相应的变 量的寄存器为X100、X102、X104、X106、X108。。。数据类型USHORT，每个变量占两个字节 3、在单片机中定义从地址200开始的数据类型为FLOAT型的变量: 则在组态王中定义相应的变 量的寄存器为X200、X204、X208、X212。。。。。。数据类型FLOAT，每个变量占四个字节