基于串口通信的实时数据采集

摘 要： 介绍一种用于简易天线近场测量诊断系统的实时数据采集方法。首先论述串口通信的基本原理，随后结合VB语言介绍基于轮询和事件驱动的两种编程方法，并给出编程实例，最后讨论用于实时采集系统的最佳串口通信方式。

关键词： MSComm；串口通信；轮询；事件驱动

0 前言

串口编程有很多种方法，如MSComm控件、Windows API函数、直接端口读写和DOS下的访问。Visual Basic由于编程功能强大，提供了专为串口通信定制的MSComm控件，实现串口通信更加简单。本文主要针对一套简易天线近场测量诊断系统采用VB6.0编程时，分别使用两种串口通信的查询方式进行了比较。

1 串口通信

串口通信由于使用简便灵活，且大多数的PC都至少有一个RS-232端口，因此在计算机监控和数据传输等方面得到了广泛的应用。

目前，大多数的PC机串口使用一个9针插入式D-sub连接器，也称为DB-9，见图1所示。

图1 RS-232 DB-9连接器

表1 插针DTE使用的9个信号线

当采用两台PC机直接简单互联时，只需要TD、RD、GND 3个基本信号即可。但注意需要交换RD和TD，即连接电缆的DTE和DCE 2、3引脚要进行交换，否则无法进行发送/接收通信。引脚连接图见图2。

图2

2 Visual Basic中的轮询与事件驱动

在串行通信中，发送者或者驱动器依次每次只发送一位数据。串行传输中的数据位可以代表所有的信息，这些信息可以编码成文本数据、2进制、10进制和16进制ASCII码。在实际应用中，我们需要实时检测一个串行端口所引发的事件，从而判断这个事件所包含的信息。通常有两种方法可实现[1]：一是轮询端口，即周期性地读取特征和信号来发现是否有事件发生；二是使用事件驱动，即在事件发生时，让程序自动跳到另一段程序。其中，事件驱动对端口的行为反应很快，不需要浪费事件进行检测，在Visual Basic中，MSComm控件的OnComm事件执行这个功能。而轮询方式则需要确保程序足够频繁地轮询端口，以至于不会丢失信息。这种方式会额外占用CPU的资源，在系统需要同时进行其他工作时，会因此而丢失大量信息。

3 Visual Basic的MSComm控件编程

像VB的其他控件一样，MSComm也包括很多属性[2]，简单介绍一下本文要用到的几个主要属性。

表2 MSComm控件属性

本文主要就测量诊断系统实时显示机械位置和采集仪表数据时，对采用事件驱动与轮询两种方式进行了编程[3][4] [5]，并进行了二者的实际运行状态的对比。

图3 程序段流程图

3.1 轮询

采用轮询方式时，需要添加一个Timer控件。通过引发Timer事件，可以使Timer控件有规律地隔一段时间执行一次代码。时间间隔的长短由Timer控件的Interval属性来决定。

执行以下程序段表示当按下Command1按钮时，每隔1ms便执行Timer控件里的代码。即间隔1ms判断串口有无收到信息，进行判断确认后实时读取位置信息，对仪表采样并在界面上画图显示出来。

Private Sub Command1_Click（）

If mPort 1Then _

MSComm1CommPort = 1

If MSComm1.PortOpen = False Then _

MSComm1.PortOpen = True

Timer1.Interval = 1

Timer1.Enabled = True

End Sub

Private Sub Timer1_Timer（）

MSComm1.InputMode=comInputModeBinary

RxString_measurement = MSComm1.Input

If RxString_measurement（0） = &HEE Then

Current_Position=（RxString_measurement_（1）*10000+RxString_measurement（2）*100 _

+RxString_measurement（3）） / 1000

Label1.Caption = Current_Position & "m"

trig_count = trig_count + 1

measurement

display

MSComm1.InBufferCount = 0

If trig_count = Text4.Text Then _

Timer1.Enabled = False

End Sub

运行后，发现丢码情况较为严重，位置信息呈跳跃性显示。

3.2 事件驱动

针对轮询方式产生的丢码现象，将该段程序进行了改进，采用事件驱动的方式触发执行。以下程序段表示当串口接收到信息时，触发OnComm事件，执行该事件中的代码。代码在经过判断，确认所收信息为有用信息后，再进行数据的读取和图形显示。

Private Sub Form_Activate（）

If mPort 1 Then _

MSComm1CommPort = 1

If MSComm1.PortOpen = False Then _

MSComm1.PortOpen = True

MSComm1. Rthreshold= 1

End Sub

Private Sub MSComm1_OnComm（）

Select Case mEvent

Case comEvReceive

MSComm1.InputMode = comInputModeBinary

RxString_measurement = MSComm1.Input

If RxString_measurement（0） = &HEE Then

Current_Position= （RxString_measurement _ （1） *10000 + RxString_measurement（2） _

* 100 + RxString_measurement（3）） / 1000

Label1.Caption = Current_Position & "m"

trig_count = trig_count + 1

measurement

display

End Select

MSComm1.InBufferCount = 0

If trig_count = Text4.Text Then _

MSComm1.RThreshold = 0

End Sub

运行后，能够较好地完成数据采集和图形显示功能，位置显示也精确连贯。

4 结论

在VB6.0中，对于串口通信，实现同样的功能可以采用不同的方法。本文在程序设计时，考虑到应用的实际情况，对两种通信方式进行比较，最终选择了既能满足要求又可以提高速度的最佳方式。轮询方式适用于系统简单、数据传输量不大、通信频率固定且不高的情况下使用；对于通信频率高且不固定、实时性要求很强的系统来说，采用事件驱动的方式更加可靠。

参考文献：

[1]Jan Axelson，串行端口大全，北京：中国电力出版社，2001，5.

[2]王劲松，中文Visual Basic 5.0编程参考手册，北京：北京航空航天大学出版社，1998，11.

[3]Brian Siler、Jeff Spotts，Visual Basic 6开发使用手册，北京：机械工业出版社，1999，4.

[4]董红政等，基于MSComm控件实现串行通信的方法，微计算机信息，2007，27.

[5]杨朝辉等，基于MSComm控件实现双机的数据通讯，科技信息（科学教研），2007，11.