PC软件控制的IO模块.doc

实验总成绩：
——————————————————————————装 订 线—————————————————————————————————

报告份数：

西安邮电大学
通信与信息工程学院
课程设计报告

专业班级： 电科1102
学生姓名： ###
学号(班内序号): 03112042（01号）
2014 年 4 月 23 日

一.设计内容与要求
实现一个能够通过PC软件控制的IO模块。IO模块的控制部件采用继电器，可以由微处理器（MCU）控制继电器的打开、吸合。IO模块通过RS232串口和PC机连接，PC机上运行上位机控制软件，提供控制IO模块继电器和显示IO模块继电器闭合状态的操作界面。上位机和IO模块间的通信协议可以自己定义，但要求必须有一定的保护校验等保证通信可靠性的措施。系统连接结构如图1所示。
具体要求：
1、 IO模块要求实现4路继电器控制。完成IO模块的原理图设计、电路搭建、测试。
2、 设计IO模块和PC机软件间的通信协议。
3、 设计上位机软件界面，并用C++Builder实现软件界面和RS232串口通信控制。
提交课程设计报告。

图1 系统连接图
二.设计过程与原理
1.原理图设计
利用Proteus软件设计仿真电路，以AT89C51单片机为MCU，在最小系统的基础上通过IO口与继电器电路相连。电路原理图如如图2所示。
2. 单片机代码
利用Keil编写控制单片机的C51代码。
3. 利用Proteus仿真
利用虚拟端口软件添加两个虚拟端口COM1,COM2,将Keil编写的代码导入到原理图中的AT89C51中,将RS232串口中端口改为COM2，打开原理图仿真。运行串口调试助手将端口设为COM1，即可发送数据仿真。
4. 利用C++Builder设计上位机
利用Microsoft Comm Control 6.0 串口控件实现与单片机的通信。
软件界面如图3所示。上位机主要功能如下：
1. 可以选择端口，波特率，校验位，数据位，停止位以及打开关闭串口。
2. 可以输入数据发送给单片机，控制四个继电器打开关闭LED灯。
3. 可以通过按钮控制四个LED的打开与关闭。

图2 电路原理图

图3 程序界面图

三.实习心得
这是一次纯软件的仿真实验，为期两周并不算长，而且还要学习不少新知识，总体来说算的上是一次满充实的的实验。通过本次实验，我充分体会到软件仿真的便利。
本次实验第一周主要是查资料、学习软件知识，如学会用Proteus建元件库、画电路原理图，如何用Keil uVision写单片机程序，用C++Builder编写上位机等。通过网上搜索，查找了关于串口通信的原理知识和上位机的相关内容。
本次实验第二周主要是上位机的编写与仿真，C++ Builder具有快速的可视化开发环境：只要简单地把控件拖到窗体上，定义一下它的属性，设置一下它的外观，就可以快速地建立应用程序界面；C++ Builder内置了100多个完全封装了Windows公用特性且具有完全可扩展性（包括全面支持ActiveX控件）的可重用控件；C++ Builder具有一个专业C++开发环境所能提供的全部功能：快速、高效、灵活的编译器优化，逐步连接，CPU透视，命令行工具等。它实现了可视化的编程环境和功能强大的编程语言（C++）的完美结合。掌握C++Builder对我们以后的学习有非常大的帮助。
Keil C代码：

- 3 -

#include <reg52.h>
#include <stdio.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit LED = P1^0;
sbit KEY = P1^6;
sbit P00 = P0^0;
sbit P01 = P0^1;
sbit P02 = P0^2;
sbit P03 = P0^3;
void main()
{
char key = 0;
SCON = 0x50;
TMOD |= 0x20;
TH1 = 0xFD;
TR1 = 1;
TI = 1;

P00 = 1;
P01 = 1;
P02 = 1;
P03 = 1;
while(1)
{
LED = 0;
key = _getkey();
switch(key)
{
case '0':
P00 = 0;
break;
case '1':
P01 = 0;
break;
case '2':
P02 = 0;
break;
case '3':
P03 = 0;
break;
case 'a':
P00 = 1;
break;
case 'b':
P01 = 1;
break;
case 'c':
P02 = 1;
break;
case 'd':
P03 = 1;
break;
}
}
}

C++Builder代码：

- 2 -

//--------------------------------------------------------------------------
#include <vcl.h>
#pragma hdrstop
#include "Unit1.h"
#include <stdio.h>
#include <math.h>
//---------------------------------------------------------------------------
#pragma package(smart_init)
#pragma link "MSCommLib_OCX"
#pragma resource "*.dfm"
TForm1 *Form1;
//---------------------------------------------------------------------------
__fastcall TForm1::TForm1(TComponent* Owner)
: TForm(Owner)
{
}
void Set_Uart(void)
{
String Uartsettings;
if(Form1->MSComm1->PortOpen)Form1->MSComm1->PortOpen=False;
Uartsettings=Uart_Bond+",";
Uartsettings+=Uart_Chek.SubString(1,1)+",";
Uartsettings+=Uart_Data+",";
Uartsettings+=Uart_Stop;
try
{
Form1->MSComm1->Settings=Uartsettings;
}
catch(Exception&e)
{
Application->MessageBox("设置不正确!请检查...","系统错误",MB_OK);
}
Form1->MSComm1->CommPort=Uart_Port;
try
{
Form1->MSComm1->PortOpen=True;
}
catch(Exception&exception)
{
Uart_Open=false;
Application->MessageBox("该串口不存在或串口被占用!请检查...","系统错误",MB_OK);
Form1->U_Status->Brush->Color=clBlack;
Form1->U_OPEN->Caption="打开串口";
return;
}
Form1->MSComm1->PortOpen=False;
Sleep(10);
Form1->MSComm1->PortOpen = True;
if(!Uart_Open)Form1->MSComm1->PortOpen=False;
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender)
{
MSComm1->InputLen = 1;
MSComm1->InBufferSize=2048;
MSComm1->InBufferCount=0;
MSComm1->OutBufferSize = 512;
MSComm1->OutBufferCount = 0;
MSComm1->CommPort = 1;
//On Error GoTo comer
MSComm1->InputMode = comInputModeBinary;
MSComm1->RThreshold = 1;
MSComm1->SThreshold = 0;
MSComm1->InBufferCount = 0;
MSComm1->OutBufferCount = 0;
Set_Uart();
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::U_OPENClick(TObject *Sender)
{
if(!Uart_Open)
{
Uart_Open=true;
U_Status->Brush->Color=clRed;
U_OPEN->Caption="关闭串口";
if(!MSComm1->PortOpen)Set_Uart();
}else
{
Uart_Open=false;
U_Status->Brush->Color=clBlack;
U_OPEN->Caption="打开串口";
if(MSComm1->PortOpen)
MSComm1->PortOpen=False;
}
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::U_PortChange(TObject *Sender)
{
Uart_Port=U_Port->ItemIndex+1;
Set_Uart();
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::U_BondChange(TObject *Sender)
{
Uart_Bond=U_Bond->Items->Strings[U_Bond->ItemIndex];
Set_Uart();
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::U_CheckChange(TObject *Sender)
{
Uart_Chek=U_Check->Items->Strings[U_Check->ItemIndex];
Set_Uart();
}
//--------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::U_DataChange(TObject *Sender)
{ Uart_Data=U_Data->Items->Strings[U_Data->ItemIndex];
Set_Uart();
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::U_StopChange(TObject *Sender)
{ Uart_Stop=U_Stop->Items->Strings[U_Stop->ItemIndex];
Set_Uart();
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::Send_ButtonClick(TObject *Sender)
{
AnsiString str=Send_Box->Text;
OleVariant temp;
uchar c;
if(Uart_Open)
{
for(int n=1;n<=str.Length();n++)
{
c=str[n];
if(c=='\r'||c=='\n')continue;
temp=VarArrayCreate(OPENARRAY(int,(0,0)),varByte);
temp.PutElement(c,0);
MSComm1->Output=temp;
if(c=='0'){
Image1->Visible=true;
Image5->Visible=false;
}
if(c=='a'){
Image1->Visible=false;
Image5->Visible=true;
}
if(c=='1'){
Image2->Visible=true;
Image6->Visible=false;
}
if(c=='b'){
Image2->Visible=false;
Image6->Visible=true;
} if(c=='2'){
Image3->Visible=true;
Image7->Visible=false;

}
if(c=='c'){
Image3->Visible=false;
Image7->Visible=true;

} if(c=='3'){
Image4->Visible=true;
Image8->Visible=false;

}
if(c=='d'){
Image4->Visible=false;
Image8->Visible=true;

}
}
}
}
void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender)
{
OleVariant temp; temp=VarArrayCreate(OPENARRAY(int,(0,0)),varByte);
temp.PutElement('0',0);
MSComm1->Output=temp;
Image1->Visible=true;
Image5->Visible=false;
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::Button2Click(TObject *Sender)
{
OleVariant temp; temp=VarArrayCreate(OPENARRAY(int,(0,0)),varByte);
temp.PutElement('a',0);
MSComm1->Output=temp;
Image1->Visible=false;
Image5->Visible=true;
}
//---------------------------------------------------------------------------
void__fastcallTForm1::Button3Click(TObject *Sender)
{
OleVariant temp; temp=VarArrayCreate(OPENARRAY(int,(0,0)),varByte);
temp.PutElement('1',0);
MSComm1->Output=temp;
Image2->Visible=true;
Image6->Visible=false;
}
//---------------------------------------------------------------------------

void __fastcall TForm1::Button4Click(TObject *Sender)
{
OleVariant temp; temp=VarArrayCreate(OPENARRAY(int,(0,0)),varByte);
temp.PutElement('b',0);

MSComm1->Output=temp;
Image2->Visible=false;
Image6->Visible=true;
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::Button5Click(TObject *Sender)
{
OleVariant temp; temp=VarArrayCreate(OPENARRAY(int,(0,0)),varByte);
temp.PutElement('2',0);
MSComm1->Output=temp;
Image3->Visible=true;
Image7->Visible=false;
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::Button6Click(TObject *Sender)
{
OleVariant temp;
temp=VarArrayCreate(OPENARRAY(int,(0,0)),varByte);
temp.PutElement('c',0);
MSComm1->Output=temp;
Image3->Visible=false;
Image7->Visible=true;
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::Button7Click(TObject *Sender)
{
OleVariant temp;
temp=VarArrayCreate(OPENARRAY(int,(0,0)),varByte);
temp.PutElement('3',0);
MSComm1->Output=temp;
Image4->Visible=true;
Image8->Visible=false;
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::Button8Click(TObject *Sender)
{
OleVariant temp;
temp=VarArrayCreate(OPENARRAY(int,(0,0)),varByte);
temp.PutElement('d',0);
MSComm1->Output=temp;
Image4->Visible=false;
Image8->Visible=true;
}

- 0 -

- 0 -

——————————————————————————装 订 线—————————————————————————————————
指导教师评语：

实 验 成 绩:
指导(辅导)教师 :