PC机与多台单片机实时通信系统的设计与实现

电阻R=10k，电容=150p，经计算，时钟频率

电位器RP1用于提供ADC0804的参考电压，调整电位器，使ADC0804的Vref/2引脚的电压为2.56V。电位器RP2用于提供ADC0804的输入电压，调整RP2即可使输入电压在0～5V内变化。将ADC0804的 引脚接到单片机的 引脚，即每次ADC0804转换完成后就会使单片机进入中断来处理ADC0804输出的8位数字信息。

此外，从机还要将主机发送过来的信息显示出来，以表明从机接收到了主机发来的信号。系统中采用了8个LED连接到单片机的P2口作为显示输出，可以将主机发送过来的十六进制数据以二进制方式显示出来。由于单片机端口的驱动能力有限，不能用高电平直接驱动LED，所以将LED采用共阳极接法。

在从机工作的过程中，可能会出现各种异常状况，需要将报警信息及时反馈给主机。为了模拟从机异常报警过程，在单片机的外部中断 输入端连接一个按键，利用按键触发外部中断来报警。当按下键时，从机会将报警信息发送给控制器，控制器收到后再将报警信息传递给主机，在主机界面上就会弹出一个对话框显示是几号从机报警。

3 集散控制系统软件设计

3.1控制器和从机的软件设计

控制器软件设计的主要任务是完成主机和从机之间的数据交换，而从机软件设计的主要任务是完成A/D采集并将采集的数据上传给控制器，能够将主机发送过来的数据输出显示，而且可以通过按键中断触发报警。

控制器与主机之间的通信是通过8251来实现的，8251的功能配置由单片机通过软件编程方式实现，单片机可以通过8位并行数据接口向8251写入待发送的数据、命令或者从8251读出接收的数据、状态。在软件设计上可以分为两部分，一部分是控制器向主机发送数据，另一部分是控制器从主机接收数据，程序流程图分别如图3和图4所示。注意必须先读取8251的状态字，当发送数据标志位TXRDY为1时才能通过8251向主机发送数据。控制器在中断服务程序中处理从主机接收到的数据。

控制器与从机间的通信主要是利用了51单片机串口的多机通信功能。在多机通信中，为了保证主机与所选择的从机实现可靠的通信，必须保证通信接口具有识别功能，可以通过控制单片机的串口控制寄存器SCON中的SM2位来实现多机通信功能。控制器和从机在接收串行数据时均采用中断方式。控制器与从机通信是通过MAX485来实现的，必须先将单片机的P10口置1，使MAX485处于发送数据的状态，然后才能发送数据，发送完数据后必须将单片机P10口置 0，使MAX485处于接收数据的状态。

从机的A/D采集采用中断方式通知从机接收数据。当从机接收到的数据为#0AAH时，从机就将A/D转换的数据发送给控制器，发送的数据每隔1s更新一次；当数据为#0BBH时，从机就停止向控制器发送A/D转换的数据；当数据为其它时就输出显示。由于在实际应用中前端控制系统可能会出现各种各样的报警信息，所以在这里通过一个按键触发中断来模拟报警情况的发生。

3.2 主机通信控制软件设计与测试

3.2.1 主机通信控制软件设计

主机控制软件设计主要是针对串口的操作，通过建立主界面对话框及添加变量，串口初始化，串口事件消息处理，发送数据，查看数据，选择从机号查看状态，选择从机号控制状态并且编写VC++程序来实现可视化界面及其功能。

3.2.2 从机状态控制测试

在测试时，将主机、控制器和两台从机全部连上，在主机对话框的从机状态控制栏里，选择1号机，在编辑框中输入十六进制数据“12”，然后点击“发送”按钮，如图5所示。1号机收到数据后就会将数据用8位LED以二进制方式显示出来，LED显示为“00010010”。

图5 从机状态控制测试

图6 从机状态控制测试

图7 显示1号机报警信息

3.2.3 从机状态查看测试

在从机状态查看栏里，选择1号机，点击查看按钮，如图6所示，编辑框里就会将1号机A/D采集到的数据以十六进制的方式显示出来。当调整ADC0804的输入电压时，编辑框中的数据就会随着输入电压的变化每隔1s更新一次。同样，当查看2号机时，也能够正常工作。

3.2.4 从机报警测试

在从机部分通过按键触发中断的方式来模拟报警情况的发生，当按下1号机的按键时，在主机的界面上就会弹出一个菜单显示“1号机报警”，如图7所示；当按下2号机的按键时，在主机的界面上就会弹出一个菜单显示“2号机报警”。

4 结论

针对集散控制系统的广泛应用，提出了一种新的由一台PC机和多台单片机组成的一个小型集散控制系统的结构，实现了PC机与多台单片机间的通信任务。本文作者创新点:既充分利用PC机丰富的软硬件资源实现友好的人机界面，又通过RS-232C/485总线结构与8251单片机进行通信，对多台单片机进行数据采集和处