原创 PIC16系列单片机与PC机串行通信的软硬件实现

   图2和图3分别是串行发送和接收的子程序流程框图。发送时，通过使数据发送端DX为低电平并保持B秒（9600波特率时为104μs）来发送起始位。随后每B秒钟通过置位或清零DX端把数据发送出去。这里的B是指一位所持续的时间（B=1/波特率）。接收时，数据接收端DR大约要每B/2秒（9600波特率时为52μs）查询一次以检测起始位，如果检测到起始位，则在大约1.5B秒（9600波特率时为156μs）后检测第一位数据位，随后每B秒钟检测一次其它的数据位。
   相应的源程序如下：

          clrwdt

btfsc

goto

movlw

movwf

call

bcf

rrf

btfsc

bsf

call

decfsz

goto

clrwdt

movlw

movwf

bcf

call

call

rrf

btfsc

bsf

btfss

bcf

decfsz

goto

retlw 0

4 Win95的串行通信机制及串口查询法的原理

   常用的DOS系统主要是工作在响应中断方式。PC机串行通信程序大多利用其BIOS块的INT14H中断，以查询串口的方式完成异步串行通信。
    Windows系统函数即包含了通信支持中断功能。Win95系统为每个通信设备开辟了用户定义的输入输出缓冲区（即读/写缓冲区），数据进出通信口均由系统后台来完成。应用程序只需完成对输入输出缓冲区操作就可以了。实际过程是每接收一个字符就产生一个低级硬件中断，Win95系统中的串行驱动程序就取得了控制权，并将接收到的字符放入输入数据缓冲区。然后将控制权返还正在运行的应用程序。如果输入缓冲区数据已满，串行驱动程序用当前定义的流控制机制通知发送方停止发送数据。队列中的数据按“先进先出”的次序处理。
   (1) 按协议的设置初始化并打开串口，这样做就是通知Windows本应用程序需要这个串口，并封锁其他应用程序使它们不能使用此串口。
   (2) 配置这个串口。
   (3) 在串口上往返地传输数据，并在传输过程中进行校验。
   (4) 不需要此串口时，关闭串口。即释放串口以供其它应用程序使用。
在这四个步骤中，主要的程序代码集中在第（3）步。
   串口查询法是一种主要工作在查询方式下的实现方法。当通信程序工作在“查询”方式时，可以不考虑Win95的进程和线程的问题。仅在串口有数据时，去读串口缓冲区就可以了，如图4所示。这种方法下确定串口读取的时机、握手协议及软件纠错的实现是程序员应考虑的主要问题。

Private Function OpenThePort（cPort as String，cBaud as String，cParity

as String，cData as String，tStops asString）As Boolean    ’ 打开串口的子过程

   Dim lResult as Long

   Dim lHandle as Long

   Dim DCB_COMM as DCB

   Dim cDCBConfig as String

   lHandle = CreateFile（cPort，GENERIC_READ Or GENERIC_WRITE，

   0&，0&，OPEN_EXISTING，0&，0&）

   If lHandle = -1 Then    ’打开串口失败

       OpenThePort = False

       MsgBox “串口可能正被其他应用程序占用！”

       lResult = CloseHandle（lHandle）  ’先关闭串口后再打开

       If lResult = 0 Then

           OpenThePort

           Exit Function

       End If

   End If

   cDCBConfig.band = 2400     ’设置DCB

   cDCBConfig.parity = None

   cDCBConfig.data = 8

   cDCBConfig.stop = 1

   lResult = BuildCommDCB（cDCBConfig，DCB_COMM）     ’按用户设定配置一个DCB结构

   If lResult = 0 Then

        OpenThePort = False

        MsgBox “无法建立DCB设备控制块”

        Exit Function

   End If

   lResult = SetCommState（lHandle，DCB_Comm）  ’实际设置一个串口的DCB                    

   If lResult = 0 Then

        OpenThePort = False

        MsgBox “无法建立DCB设备控制块”

        Exit Function

   End If

   OpenThePort = True

End Function

Private Sub SendHand ( ) ’发送握手信号的子过程

   Dim Nchars As Long

   Static Readbuff As String * 1

   Static Writebuff As String * 1

   Dim lpDCB As DCB

   Dim lRet As Long

   Dim lHandle As Long

   Dim lpOverlapped As OVERLAPPED

   Dim RNum As Integer

   MsgBox “请把读卡器插在串口2上！”，

                48，“提示窗口”

   lHandle = OpenThePort（COMM1,2400,None,8,1）

   lRet = PurgeComm( lHandle，1 ) ’清输出缓冲区

   lRet = PurgeComm( lHandle，0 ) ’清输入缓冲区

   lRet = GetCommState ( lHandle，lpDCB ) ’获得通讯口的状态

Shand：

   Writebuff＄= Chr＄(&H8F)

   lRet = WriteFile (lHandle,Writebuff＄,1,Nchars,lpOverlapped )

                   ’送握手信号入串口缓冲区

      If lRet <= 0 Then

         MsgBox “发送操作出错，卡握手信号未发送成功”， 16

         GoTo Shand ’不成功则重发

      Else

          GoTo Qtest

      End If

   GoTo Shand

Qtest：

   Readbuff$ =“ ” ’清除缓冲区为空

Do While lHandle ’循环查询串口

   RNum = 0 ’设置读串口次数的指针为0

ReadAgain：

   lRet = ReadFile( lHandle，   Readbuff＄，1，Nchars，lpOverlapped )

   If lRet < 0 Then

      MsgBox “读取应答信号时出错”， 16

      End If

      If lRet = 0 Then

         If RNum > 1000 Then  ’只读1000次串口，以免陷入死循环

             MsgBox

            "卡没有插接好或卡没有接在串口上!"

            GoTo CloseP

        End If

        RNum = RNum + 1

        GoTo ReadAgain

   End If

   If Hex＄(Asc(Readbuff)) <> Hex＄(&HFF) Then GoTo Shand

        ’回送码不正确则返回继续发送握手信号

   Else

      Label1.Caption = “握手信号是：”

        ＋Hex＄(Asc(Readbuff＄))

      Msgbox “握手信号正确，已正确联机”

      GoTo CloseP

   End If

Loop

CloseP：lRet = CloseHandle( lHandle )

           If lRet = 0 Then

               MsgBox “串行通讯口关闭成功”，

                            48，“提示窗口”

           End If

End Sub

   这里要注意的是：当PC机与单片机系统通信时，单片机数据存储区( RAM )内的数据是十六进制，在信号线上传输的是十六进制数的ASCII码的二进制形式；而Windows系统下使用的是ANSI码，ANSI码仅在前126个与ASCII码相同。即在Win95下接收到的是十六进制数的ASCII码的字符串，可先转换为ANSI码后再在Win95下还原为十六进制数。
   具体为：Code$=Hex＄(Asc ( Readbuff$ ) )
   另外，由于32位API函数参数的数据类型的变化，所有整形参数都被换为长整型（Long）以支持32位的处理，这一点在设置返回值时尤其如此。

6 结束语

   以上的软硬件在我们的实践中达到了较为理想的效果。通过软件节省了硬件的开销，并通过在PIC16F84单片机系统和PC机双方的通信软件内增加握手信号，达到了软件数据校验的目的，获得了较高的通信可靠性。