摘 要：本文分析了組態(tài)軟件串口設(shè)備通信的原理及開發(fā)方法，并提出了一種使用VC++6.0開發(fā)組態(tài)軟件串口設(shè)備通信模塊的具體實(shí)現(xiàn)方法。 關(guān)鍵字：組態(tài)軟件，串口設(shè)備通信，VC++6.0 1、前言： 　　工業(yè)控制組態(tài)軟件的開發(fā)和使用已經(jīng)有幾十年的歷史，現(xiàn)在很多從事工業(yè)控制的公司都在使用甚至開發(fā)自己的組態(tài)軟件。在開發(fā)組態(tài)軟件的過程中，組態(tài)軟件的通信是一個(gè)非常重要的模塊，使用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)出顯示畫面以后，要接收現(xiàn)場(chǎng)的采集數(shù)據(jù)，形成動(dòng)態(tài)畫面，反映工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種狀態(tài)，并能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，這些都依賴于組態(tài)軟件的通信模塊?，F(xiàn)場(chǎng)的測(cè)控設(shè)備大多都采用標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，而串行接口是測(cè)控設(shè)備所采用的最常見的一種通信接口。本文首先分析了開發(fā)組態(tài)軟件串口設(shè)備通信的方法，然后提出了一種使用VC++6.0開發(fā)組態(tài)軟件串口設(shè)備通信模塊的具體實(shí)現(xiàn)方法。 2、組態(tài)軟件與測(cè)控設(shè)備的通信原理 　　組態(tài)軟件通過I/O驅(qū)動(dòng)程序從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控設(shè)備獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理后，一方面以圖形方式顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，來反映現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況;另一方面按照組態(tài)要求和操作人員的指令將控制數(shù)據(jù)送給I/O設(shè)備，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施控制或調(diào)整控制參數(shù)。 　　一般情況下，I/O驅(qū)動(dòng)程序是與設(shè)備相關(guān)的，即一種設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序只能驅(qū)動(dòng)該類的設(shè)備。設(shè)備制造商會(huì)提供PC與設(shè)備間進(jìn)行數(shù)字通信的接口協(xié)議和物理接口標(biāo)準(zhǔn)。物理接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用何種通信介質(zhì)、鏈路層的接口標(biāo)準(zhǔn)，如RS232、RS485、以太網(wǎng)等;接口協(xié)議規(guī)定通信雙方約定的命令及數(shù)據(jù)響應(yīng)格式、數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式等。I/O 驅(qū)動(dòng)程序主要是按照接口協(xié)議的規(guī)定向設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令，對(duì)返回?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行拆包，從中分離出所需數(shù)據(jù)（即組態(tài)的數(shù)據(jù)連接項(xiàng)和設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)）。多數(shù)設(shè)備的通信接口協(xié)議都有若干條讀寫命令，分別用來讀寫設(shè)備上不同類別的數(shù)據(jù)，而每一條命令又可以讀寫同類別的多條數(shù)據(jù)，具體能讀寫幾條是由接口協(xié)議規(guī)定的。使用組態(tài)軟件做I/O數(shù)據(jù)連接的工程技術(shù)人員不必了解這些細(xì)節(jié)，只需按照I/O 驅(qū)動(dòng)程序的說明書組態(tài)數(shù)據(jù)庫變量與設(shè)備數(shù)據(jù)項(xiàng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系即可。I/O 驅(qū)動(dòng)程序主要以數(shù)據(jù)包為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，這樣會(huì)大大提高通信效率。通信過程如圖1所示： [align=center] 圖1、組態(tài)軟件通信原理框圖[/align] 3、組態(tài)軟件中串口設(shè)備通信方法設(shè)計(jì) 　　在工業(yè)控制領(lǐng)域，常把現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控設(shè)備分成3種類型，一種是可獨(dú)立工作、能夠完成特定數(shù)據(jù)輸入輸出功能的設(shè)備，如用于模擬量輸入輸出、數(shù)字量輸入輸出的各種板卡;另一種設(shè)備是本身不直接處理數(shù)據(jù)輸入輸出，但起到管理其它設(shè)備工作的設(shè)備，如串行口設(shè)備;第三種設(shè)備是本身具有處理數(shù)據(jù)輸入輸出的功能，但只有和第一種設(shè)備一起才構(gòu)成完整工作系統(tǒng)的設(shè)備：如PLC設(shè)備、智能儀器儀表等;不同類型的設(shè)備的工作方式有所不同，其對(duì)應(yīng)的通信方法的設(shè)計(jì)也有所不同。而第三種設(shè)備是最常用的一種設(shè)備，他們的通信方式，主要是對(duì)串行口進(jìn)行操作，因此在這里把他們叫做串口設(shè)備，下面結(jié)合實(shí)例給出用VC++6.0設(shè)計(jì)組態(tài)軟件串口設(shè)備通信的方法。 　　選用VC++來開發(fā)，是因?yàn)槭褂肰C++開發(fā)的軟件運(yùn)行效率高，程序代碼較短，運(yùn)行速度快，能夠充分利用32位操作系統(tǒng)多任務(wù)多線程的優(yōu)勢(shì)。利用VC++6.0開發(fā)串口通信一般有兩種方法，一種是直接使用Windows API函數(shù)進(jìn)行編程，另一種是使用MSCOMM控件來進(jìn)行串口編程，采用后一種方法在程序?qū)崿F(xiàn)上相對(duì)第一種方法比較簡(jiǎn)單，因?yàn)镸SCOMM控件封裝了大量Windows API函數(shù)，使用MSCOMM控件進(jìn)行編程，用戶只需考慮如何使用MSCOMM控件所提供的屬性和事件，以驅(qū)動(dòng)API函數(shù)的接口來完成工作。 　　在組態(tài)軟件中實(shí)現(xiàn)串行設(shè)備的通信實(shí)際上就是開發(fā)不同串行設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，它一般分為兩個(gè)部分，一是對(duì)串行口的設(shè)置、初始化、以及讀寫操作，二是根據(jù)不同設(shè)備的通信協(xié)議對(duì)從串行口讀寫的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行處理，取出其中的有用數(shù)據(jù)。 　　3.1串口屬性設(shè)置對(duì)話框設(shè)計(jì) 　　新建一個(gè)工程，在該工程中插入MSCOMM控件，建立一個(gè)對(duì)話框，（set_com）加入以下控件： 　　該對(duì)話框用于對(duì)串口的屬性進(jìn)行設(shè)置，但是這里并不是對(duì)串口進(jìn)行真正的設(shè)置，而只是把一些參數(shù)保存到變量當(dāng)中。在實(shí)際的應(yīng)用中可能會(huì)用到其他更多的屬性，但以上屬性是最常用的幾個(gè)屬性，為了簡(jiǎn)化說明，在本設(shè)計(jì)中，只對(duì)以上一個(gè)屬性進(jìn)行設(shè)置，其他屬性都采用默認(rèn)的屬性設(shè)置。MSCOMM控件有兩種通信方式-事件驅(qū)動(dòng)方式和查詢方式，為了簡(jiǎn)化說明，在這里也只采用其中的一種通信方式-事件驅(qū)動(dòng)方式。 　　3.2打開串口及數(shù)據(jù)處理設(shè)計(jì) 　　在這一步驟里應(yīng)該包括以下功能： 　?。?） 用戶能夠選擇所要使用的串行設(shè)備 　?。?） 根據(jù)3.1中設(shè)置的參數(shù)，對(duì)串口進(jìn)行設(shè)置 　　（3） 打開串口，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，保存到緩沖區(qū) 　　為了簡(jiǎn)化說明，在這里省略功能（1）的設(shè)計(jì)，假設(shè)我們所設(shè)計(jì)的組態(tài)軟件只與一種設(shè) 　　備進(jìn)行通信（我們采用OMRON PLC，以C200HE PLC為例，通信協(xié)議采用上位機(jī)鏈接通信） 　　3.2.1串口屬性設(shè)置及打開串口 　　新建一個(gè)支持Activex控件的對(duì)話框（test_com）,從控件工具欄中把MSCOMM控件拖到該對(duì)話框中，并為該控件添加控制變量：m_ctrlComm。在test_com::OnInitDialog（）函數(shù)中設(shè)置串口屬性，程序如下所示： 　　//把set_com對(duì)話框中設(shè)置的串口屬性賦值給para 　　para=btl+”,”+jojy+”,”+sjw+”,”+tzw+”,”; 　　//打開串口 　　if（m_ctrlComm.GetPortOpen（）） 　　m_ctrlComm.SetPortOpen（FALSE）; 　　m_ctrlComm.SetCommPort（selcom）; //選擇串口 　　if（ !m_ctrlComm.GetPortOpen（）） 　　m_ctrlComm.SetPortOpen（TRUE）;//打開串口 　　else 　　AfxMessageBox（"cannot open serial port"）; 　　//設(shè)置串口屬性 　　m_ctrlComm.SetSettings（para）; //波特率，校驗(yàn)，數(shù)據(jù)位，停止位 　　m_ctrlComm.SetInputMode（1）; //1：表示以二進(jìn)制方式檢取數(shù)據(jù) 　　m_ctrlComm.SetRThreshold（1）; 　　//參數(shù)1表示每當(dāng)串口接收緩沖區(qū)中有多于或等于1個(gè)字符時(shí)將引發(fā)一個(gè)接收數(shù)據(jù)的OnComm事件 　　m_ctrlComm.SetInputLen（0）; //設(shè)置當(dāng)前接收區(qū)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為0 　　m_ctrlComm.GetInput（）;//先預(yù)讀緩沖區(qū)以清除殘留數(shù)據(jù) 　　return TRUE; 　　3.2.2響應(yīng)串口事件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 　　上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)到PLC的過程實(shí)際上就是根據(jù)該P(yáng)LC的通信協(xié)議，把命令字符串發(fā)送到串行口，上位機(jī)接收PLC數(shù)據(jù)的過程實(shí)際上是把接收到的數(shù)據(jù)根據(jù)PLC通信協(xié)議里規(guī)定的幀格式，把有用數(shù)據(jù)取出來的過程。 　　（1）OMRON PLC（C200HX）的通信協(xié)議 　　本文的通信協(xié)議采用的是上位機(jī)鏈接通信。上位機(jī)鏈接通信通過在上位機(jī)與PLC之間交換命令和應(yīng)答實(shí)現(xiàn)的。在一次交換中傳輸?shù)拿詈蛻?yīng)答數(shù)據(jù)稱為一幀，一個(gè)幀最多可包含131個(gè)數(shù)據(jù)字符。 　　命令幀格式如下： 　　識(shí)別碼和正文取決于傳輸?shù)纳衔粰C(jī)鏈接命令。當(dāng)傳送一個(gè)組合命令時(shí)，還將有第二個(gè)識(shí)別碼（子識(shí)別碼）。FCS（幀檢查順序）碼由上位機(jī)計(jì)算，并設(shè)置在命令幀中，命令幀最多可以有131個(gè)字符長(zhǎng)，一個(gè)等于或大于132字符的命令必須分成若干幀。命令分段，使用回車定界符（CHR$（13））,而不是終止符。終止符必須用在最后幀的末尾。 　　應(yīng)答幀格式 　　識(shí)別碼和正文取決于接收到的上位機(jī)鏈接命令，結(jié)束碼表示命令完成的狀態(tài)（即是否有錯(cuò)誤發(fā)生），當(dāng)應(yīng)答超過132字符，它必須分成若干幀。在每個(gè)幀的末尾將自動(dòng)設(shè)置一個(gè)定界符（CHR$（13））代替終止符。終止符必須設(shè)置在最后幀的末尾。 　?。?）響應(yīng)OnComm事件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 　　// 發(fā)送事件 　　void test_com::OnSend （） 　　｛ 　　// 根據(jù)（1）中的命令幀格式，寫出需要傳出的命令碼字符串CString m_send 　　// 將這個(gè)字符串發(fā)送到串行口 　　m_ctrlComm.SetOutput （COleVariant （m_send））; 　　｝ 　　// 接收事件 　　void test_com::OnComm （） 　?。? 　　if （m_ctrlComm.GetCommEvent （） = 2） //事件值為2表示接收緩沖區(qū)內(nèi)有字符 　?。? 　　COle Variant m_input = m_ctrlComm.GetInput （）; 　　//m_input中的數(shù)據(jù)即為接收到的數(shù)據(jù)，根據(jù)應(yīng)答幀格式取出其中的有效數(shù)據(jù) 　　UpdateData （FALSE）; 　?。? 　?。? 4、結(jié)論 　　通過在實(shí)際開發(fā)中的具體應(yīng)用，提出組態(tài)軟件中串口設(shè)備通信模塊的具體實(shí)現(xiàn)方法，在實(shí)際應(yīng)用中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 參考文獻(xiàn) 　　[1] 馬國(guó)華 《監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用》清華大學(xué)出版社 2001.8 　　[2] 王亞民 陳青劉暢生 王水平 《組態(tài)軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)》2003.4 　　[3] 李現(xiàn)勇 《Visual C++串口通信技術(shù)與工程實(shí)踐》 人民郵電出版社 2002.5