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用VB进行串口实时数据采集2005-09-23 12:00:00

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用VB进行串口实时数据采集

长沙交通学院信息与计算科学系 (410077) 李湘江 

　

---- 本文介绍VB6.0利用MSComm通信控件，开发微机通过串口对工业仪表进行实时数据采集的编程技术。给出的程序代码具有通用性，并有详细的注释，可以直接或稍加改动后用于其他数据采集或实时控制程序中。

----一台工业专用实时检测仪表，接高精度位移传感器，用于测量微小形变或微量位移，仪表测量精度为0.01毫米，测量范围最大值为50毫米。该仪表带有一个9针的RS-232C 串口，能与微机进行串口数据通信，实时传送检测数据，通过微机软件处理可实现工业实时监控。

----该仪表的串口数据通信协议是：数据传输速率为 9600bps，1位开始位，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验位。仪表每秒发送50帧检测数据，每帧数据由4个字节组成。第一个字节定义为二进制常数0F0H，是每帧数据开始的标志字节；后面连续2个字节为数据字节，采用压缩的BCD码编码方式，高位在前，低位在后，即一个字节表示两位十进制数，则两个字节表示四位十进制数，小数点采用固定形式，定义在两字节中间；第四个字节为符号字节，该字节第八位为1，即：

----则为负数；第八位为0，即：

----则为正数。

----例如：0F0H 26H 87H 80H 0F0H 34H 62H 00H 表示 －26.87 34.62。

----通信传输速率为9600bps，则最快速度1.04ms发送一个字节，仪表每秒发送50帧数据，每帧数据有4个字节，即每秒发送200个字节，平均5.0ms 发送一个字节，连续读取串口数据时要在程序中添加循环等待程序。

----为了实现实时监测功能，接收数据的读取要尽可能的快速，则设置MSComm1的属性如下： 

RThreshold = 1	
接收缓冲区收到一个字节产生OnComm事件
    InputLen = 1		每次读取一个字节

----仪表每秒发送50帧数据，微机收到一帧完整数据至少需要20 ms时间，然后再进行数据处理。如果微机在下一帧数据接收前即20ms内能将数据计算处理完毕，则接收缓冲区内只会保存有一帧数据，不会存有两帧以上数据，接收缓冲区的大小不会影响实时监测效果（接收缓冲区>4字节），这时完全可以实现实时监测或实时控制；如果微机在20ms内不能将数据计算处理完毕，接收缓冲区设置得又很大，在数据计算处理完毕前，接收缓冲区内就会保存有两帧以上数据，而且一次工作时间越长，缓冲区内滞留数据帧就越多，数据采集和数据处理之间产生逐渐增大的额外时间差，当接收缓冲区充满后，时间差不再增大，固定在某一值，部分数据因不能及时采集到接收缓冲区中，数据产生丢失现象，真实工作情况就会和微机处理结果产生较大的时间差，对实时监测和实时控制很不利，这种情况下接收缓冲区的大小就会影响实时监测效果，所以接收缓冲区设置不能过大，以保证数据处理的实时性。

----设置接收数据模式采用二进制形式，即 InputMode=comInputModeBinary，但用Input属性读取数据时，不能直接赋值给 Byte 类型变量，只能通过先赋值给一个 Variant 类型变量，返回一个二进制数据的数组，再转换保存到Byte类型数变量中。

----VB中有Byte类型变量，但没有字节的位处理语句，符号字节的位处理要判断符号字节的值是否大于 127，大于127则为负数；压缩的BCD码存入 Byte类型变量，VB系统只按十进制数处理，这要通过一个简单算法换算，解压BCD码才能还原成十进制表示数值。假如a是Byte类型变量，D是Single类型变量，将一个压缩的BCD 码存入a中，则算法是： 

D=(a\16)＊10 ＋ a－(a\16)＊16 
则D=a－(a\16)＊6

----程序清单：

----在通用声明中定义程序所用变量： 

Dim ab(4) As Byte    
 ‘字节数据类型数组，用来存储接收到的一组字节数据
    Dim av As Variant ‘用来从接收缓冲区读取数据
    Dim i As Integer
    Dim j As Integer
    Dim w As Integer	‘接收数据个数计数器
    Dim b1 As Single
    Dim b2 As Single
    Dim WW As Single		‘十进制检测值
    Dim MaxW As Single		‘最大值
    Dim MinW As Single		‘最小值

----在窗体中添加名为Command1的[开始]按钮和名为 MSComm1的MSComm控件。

---- [开始]按钮的Click事件处理程序主要是对MSComm1控制的参数初始化设置，程序中大部分参数在设计时可在MSComm1控制的属性窗口中设置: 

Private Sub Command1_Click()
	‘开始按钮
  With MSComm1
     .CommPort=2			    ‘使用COM2
     .Setting=“9600,N,8,1"   	    ‘设置通信口参数
     .InBufferSize=40			
     ‘设置MSComm1接收缓冲区为40字节
     .OutBufferSize=2				   
     ‘设置MSComm1发送缓冲区为2字节
     .InputMode = comInputModeBinary	
     ‘设置接收数据模式为二进制形式
     .InputLen = 1         
     ‘设置Input 一次从接收缓冲读取字节数为1
     .SThreshold = 1			
   	‘设置Output 一次从发送缓冲读取字节数为1
     .InBufferCount = 0	 ‘清除接收缓冲区
     .OutBufferCount = 0	 ‘清除发送缓冲区
     MaxW = －99			
     ‘最大值赋初值
     MinW = 99			   ‘最小值赋初值
     w = 0					
     ‘数据个数计数器清零
     .RThreshold = 1  	
	‘设置接收一个字节产生OnComm事件
     If .PortOpen = False Then			   
    ‘判断通信口是否打开
        .PortOpen = True	   ‘打开通信口
        If Err Then		   ‘错误处理
          MsgBox “串口通信无效"
          Exit Sub
        End If
     End If
  End With
End Sub

----为了达到实时数据采集目的，实时数据采集处理程序采用MSComm事件驱动方式。

----MSComm1_OnComm的事件处理程序只处理 comEvReceive事件，首先判断帧数据的开始字节，关闭OnComm接收事件，然后接收数据字节，将压缩BCD进行还原转换，再接收符号字节，判断数据符号，判断数据最大最小值，最后打开OnComm接收事件，等待下一次OnComm事件产生： 

Private Sub MSComm1_OnComm()
  With MSComm1
Select Case .CommEvent
	‘判断MSComm1通信事件
      Case comEvReceive			
		‘收到Rthreshold个字节产生的接收事件
        av = .Input	
		‘读取一个接收字节
        ab(1) = av(0)			
		‘转换保存到字节数据类型数组
        If ab(1) = ＆HF0 Then			
          ‘判断是否为数据开始标志
          RThreshold = 0				
          ‘关闭OnComm事件接收
          Do
            DoEvents
          Loop Until .InBufferCount >= 3	
      ‘循环等待MSComm1接收缓冲区>=3个字节
          w = w ＋ 1		‘计数器累加计数
          av = .Input			
         ‘读取第二个数据字节（BCD码高位字节）
          ab(2) = av(0)		
    	‘转换保存到字节数据类型数组
          av = .Input					
         ‘读取第三个数据字节（BCD码低位字节）
          ab(3) = av(0)		
		‘转换保存到字节数据类型数组
          av = .Input			
		‘读取第四个数据字节（符号位字节）
          ab(4) = av(0)		
		‘转换保存到字节数据类型数组	
          b1 = ab(2) － 6 ＊ (ab(2)\16)	
     	‘高位字节压缩BCD码转换为实数
          b2 = ab(3) － 6 ＊ (ab(3)\16)	
    	‘低位字节压缩BCD码转换为实数
          WW = b1 ＋ b2 / 100			
    	‘数值组合，标定小数点
          If ab(4) > 127 Then WW=??WW	
	          ‘判断数据符号位
          Label1(0) = Format(WW, “0.00")
	          ‘显示毫米单位数值，2位小数
          Label1(1) =Format(WW /25.4, “0.000")
	‘显示英寸单位数值，3位小数
          If WW > MaxW And WW < 51 Then

----‘判断最大值，仪表在刚开始工作时有干扰，会传导一些乱码，位移传感器有参数偏差，最大值一般都略大于50毫米，所以取51为极限最大值，取－51为极限最小值。 

     MaxW = WW
     Label1(2) = Format(MaxW, “0.00")	   
     ‘显示毫米单位最大值，2位小数
     Label1(3) = Format(MaxW/25.4,“0.000")
     ‘显示英寸单位最大值，3位小数
     End If
     If WW < MinW And WW > －51 Then
     ‘判断最小值
     MinW = WW
     Label1(4) = Format(MinW, “0.00")	   
     ‘显示毫米单位最小值，2位小数
     Label1(5) = Format(MinW/25.4,“0.000")
　　     ‘显示英寸单位最小值，3位小数
           End If
           .RThreshold = 1	
          ‘打开MSComm1事件接收
     End If
   Case Else
  End Select
  End With
End Sub

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