摘要 PIC系列單片機作為一款外設豐富性能優(yōu)良的單片機，被廣泛應用于各種控制系統(tǒng)。在微機測控系統(tǒng)中，用作上位機的PC機系統(tǒng)與用作下位機的單片機之間經(jīng)常要進行信息交換。為此提出了一種基于Visual C++的PIC18F452單片機與PC機之間串行通信的實現(xiàn)方法，給出了硬件電路圖和通信源程序，調(diào)試實驗表明，硬件設計與軟件開發(fā)達到了預期的功能要求。該方法為PIC單片機與PC機間串行通信的應用提供了良好的參考。
關鍵詞 PIC單片機；串行通信；Visual C++

    隨著單片機技術的發(fā)展，PIC單片機在工業(yè)控制系統(tǒng)中如溫度、壓力和流量等參數(shù)進行監(jiān)測和控制中的應用越來越多。PC機具有強大的監(jiān)控和管理功能，而單片機則具有快速及靈活的控制特點，通過PC機的RS-232串行接口與外部設備進行通訊是許多測控系統(tǒng)中常用的通信解決方法。它不僅利用了單片機實時控制的特點又充分發(fā)揮了PC機運算能力強和存儲容量大的優(yōu)勢。在日常應用中通常需要進行大量的數(shù)據(jù)計算，而PIC單片機運算能力有限，必須借助PC機的數(shù)據(jù)處理能力，因此實現(xiàn)PIC單片機與PC機之間可靠數(shù)據(jù)傳輸變得尤為重要。
    文中將使用PIC單片機的同步／異步串行模塊(USART)和計算機進行串口通信。PC機的通信軟件采用Visual C++6．0編寫，具體是利用MSComm控件完成與PIC單片機的通信。

1 異步串行通信的概念
    PIC單片機與PC機之間的異步串行通信采用RS-232串行接口電路實現(xiàn)，利用PC機的串行接口進行數(shù)據(jù)傳輸。在異步通信中，數(shù)據(jù)是逐幀傳送的，其格式如圖1所示。

    在幀格式中，一個字符由4部分組成：起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位。首先是一個起始位“0”，然后是5～8位數(shù)據(jù)，接下來是奇偶校驗位，最后是停止位“1”。起始位“0”信號只占用1位，用來通知接收設備一個待接收的字符開始到來。在不傳送字符時，線路上應保持為“1”。接收端不斷檢測線路的狀態(tài)，若連續(xù)為“1”以后又檢測到一個“0”，就知道要發(fā)來一個新字符，應立即準備接收。

2 接口器件介紹
2．1 電平轉換芯片
    PC機與HC單片機通信使用RS-232串行總線標準。典型的RS-232信號在正負電平之間擺動，在發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端驅動器輸出正電平電壓范圍為5～15 V，負電平為-15～-5 V。當無數(shù)據(jù)傳輸時，線上為TTL電平，從開始傳送數(shù)據(jù)到結束，線上電平從TTL電平到RS-232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作電平為3～12 V與-12～-3 V之間。如此高的電壓是不能和單片機直接相連的，所以必須進行電平轉換。文中利用MAX232實現(xiàn)電平轉換。MAX232芯片是由德州儀器公司推出的一款兼容RS-232標準的芯片。該器件包含2個驅動器、2個接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供TTA／EIA-232-F電平。
2．2 信號接口介紹
    PC機都有串行接口，一般用RS-232接口。與RS-232相匹配的連接器有DB-25、DB-15和DB-9，其引腳也各不相同。文中使用的是DB-9連接器，作為提供I／O卡或主板上COM1和COM2兩個串行接口的連接器，提供異步通信的9個信號。

3 硬件電路設計
3．1 PC機與PIG單片機的串行通信原理圖
    PC機與PIC單片機串行通信原理如圖2所示，整個系統(tǒng)由3個部分組成。由于PC機與PIC單片機串行通信時采用RS-232協(xié)議，因此無論是單片機向PC發(fā)送數(shù)據(jù)，還是PC機向單片機發(fā)送數(shù)據(jù)都必須通過MAX232進行電平轉換。在電路連接時，PC機的串口輸出應對應PIC單片機的串口輸入。

3．2 系統(tǒng)電路連接圖
    整個系統(tǒng)電路連接圖可分為兩個部分，PIC單片機串口與MAX232之間的連接以及MAX232通過DB-9型連接器和PC機串口的連接，如圖3所示。將PIC單片機的“RC6／TXD”引腳和MAX232的“T1IN”引腳相連；單片機的“RC7／RXD”引腳和MAX232的“R1OUT”引腳相連，即將單片機的輸入引腳和MAX232的輸出引腳相連；將單片機的輸出引腳和MAX232的輸入引腳相連。

    MAX232通過DB-9型連接器和PC機的串口相連，具體實現(xiàn)應選用標準的串口線將AX232同PC機的COM1口連接。

4 程序設計
    整個程序設計為兩部分，分別是PC機的通信程序和PIC單片機的通信程序。由于PIC單片機的通信程序采用匯編語言編寫，其編寫過程在各種環(huán)境下大同小異。
    VC實現(xiàn)串行通信有3種途徑，利用MSComm控件或者是利用CSerialPont類進行串口通信，還可用WinAPI函數(shù)對串口進行操作。以下重點介紹在Visual C++6．0開發(fā)環(huán)境下利用MSComm控件實現(xiàn)串行通信的方法。
    編程是采用基于對話框的主體程序框架結構，串口通信部分采用MSComm控件完成。具體步驟如下。
    (1)創(chuàng)建工程。打開Vlsaal C++6．0編程環(huán)境，新建一個工程，并輸入相應的工程名和該工程所在的路徑。
    (2)添加相應的資源。為能在友好的界面下對程序進行操作，必須為應用程序添加相應的資源，文中只添加了通信程序必要的控件。添加兩個“EDIT”控件；一個用來輸入發(fā)送給單片機的數(shù)據(jù)；一個用來顯示接收到的單片機傳來的數(shù)據(jù)。添加一個“發(fā)送”按鈕用來確定何時發(fā)送。文中的串口通信通過MSComm控件完成，所以還需要添加MSComm控件。添加完MSComm控件后，還需對其進行相關設置。對MSComm控件的設置一定要根據(jù)計算機外圍的單片機來設置合理的參數(shù)，否則無法保證正常的串口通信。文中MSComm控件的設置界面如圖4所示。

    (3)添加成員變量。應用程序上的控件負責接收輸入或者顯示輸出，應用程序后臺的成員變量來管理這些數(shù)據(jù)，添加好資源后還要使控件和成員變量關聯(lián)起來。成員變量添加界面如圖5所示。

    (4)消息映射。當單片機通過串口向PC機發(fā)送數(shù)據(jù)或者單擊“發(fā)送”按鈕，都是激發(fā)了Windows消息，應用程序的窗口將收到這些消息。收到消息后，檢查應用程序是否處理這些消息函數(shù)，為處理這些函數(shù)必須添加相應的消息映射。
    (5)添加程序執(zhí)行代碼。PC端的Visual C++程序的程序流程如圖6所示。

    添加消息映射后只給出了一個處理這些消息的函數(shù)的框架，具體的處理代碼必須由用戶添加。
    編譯之后，PC機上的應用程序運行結果如圖7所示。

    將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫到發(fā)送數(shù)控件中，單擊“發(fā)送”按鈕，則PC機通過串口將數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機。如果單片機將數(shù)據(jù)發(fā)送給PC機，則程序將自動把接收到的數(shù)據(jù)顯示在接收數(shù)控件中。

5 結束語
    PIC單片機與PC機的串行通信被廣泛應用于各種控制系統(tǒng)中。文中提出了一種實現(xiàn)該串行通信的方法，并給出了具體的電路原理圖和通信程序。實踐證明，利用VC開發(fā)通訊系統(tǒng)，從底層到上層直接面向用戶，具有較強的調(diào)試功能。因此文中為PC機與PIC單片機串行通信的實現(xiàn)提供了良好的參考。