基于组态王通讯协议的串行通讯系统的设计

单片机是计算机技术高速发展的结果，具有体积小、价格低、应用方便、稳定可靠，广泛应用于工业控制系统、数据采集系统、自动控制系统、自动检测监视系统、智能仪器仪表等领域。目前基于单片机开发的测控产品大都需要与上位计算机进行串行通讯。串行通讯的通讯协议非常重要，组态王监控软件与单片机通讯的串行通讯协议能够传送各种类型的数据，与许多设备兼容。笔者基于组态王监控软件与单片机通讯的串行通讯协议，设计了单片机串行通讯系统[1-2]。

1　组态王与单片机串行通讯协议

1.1　通讯口设置

通讯方式：RS-232、RS-485、RS-422均可。

全国政协农业和农村委员会副主任陈晓华认为，休闲农业和乡村旅游，根植于农业、发展在农村，生产的主体是农民、消费的主体是市民、连接的对象是城乡，三产融合度高、利益联结范围广、综合效益突出，作用明显。旅游业属于劳动密集型产业，就业门槛低，普通农民的参与机会大。

波特率：由单片机决定(2400，4800，9600，19200bps)。

字节数据格式(由单片机决定)：

起始位数据位校验位停止位

注意：在组态王中设置的通讯参数如波特率、数据位、停止位、奇偶校验必须与单片机编程中的通讯参数一致。

半数孩子晒联背联活动未能坚持到底，没有尝试应景即兴对答，没有集中孩子开总结会，没有将所作对联编辑成册，没有将成果集中展示，实验结束后没有推动活动深入。

（五）“谁执法谁普法”相关考评机制仍待完善。当前，市委市政府高度重视“谁执法谁普法”责任制的落实，由法治宣传主管部门牵头，制定各部门的年度普法责任清单，并将责任制的落实情况纳入绩效、综治考评中。但是，目前考评的细则较为笼统，各项考评细则可量化和可操作性不够强，直接影响考评的结果和运用，相应的督导、抽查、通报机制有待完善，以考评推动工作落实的效果不够理想。

1.2　在组态王中定义设备地址的格式

由于读写格式要求所有字节均为ASCII码(除字头、字尾外)，所以浮点数格式的4个字节发送接收时为8个字节的ASCII码，即第1字节高4位ASCII码；第1字节低4位ASCII码；第2字节高4位ASCII码；第2字节低4位ASCII码；第3字节高4位ASCII码；第3字节低4位ASCII码；第4字节高4位ASCII码；第4字节低4位ASCII码[3-4]。

前面的2个字符是设备地址，范围为0～255，此地址为单片机的地址，由单片机中的程序决定。

1.3　在组态王监控软件中定义的寄存器格式

寄存器格式如表1所示。

表1　在组态王中定义的寄存器格式

Table 1　The register format in KingView

寄存器名称dd上限dd下限数据类型数据长度Xdd150BYTE1BYTEXdd107100UINT2BYTEXdd207200FLOAT4BYTE

Rec_a　equ 0040H；串行接收数据存放在外部RAM的起始地址(ASCII码)

全省已建的山洪灾害防治县级非工程措施在防御2012年汛期的强降雨过程中，发挥了重要的防灾减灾作用，有效避免了群死群伤事件的发生。

在同一数据区内不可交叉定义不同数据类型的变量。为提高通讯速度，建议用户使用连续的数据区。

1.4　组态王与单片机通讯的命令格式

读写格式(除字头、字尾外所有字节均为ASCII码)：

字头设备地址标志数据地址数据字节数数据…异或CR

字头：1字节1个ASCII码，40H；

设备地址：1字节2个ASCII码，0～255(即0～0x0ffH)；

3.3.1 Western Blotting 检测细胞内 P‐AMPK、P‐mTOR蛋白表达 细胞内AMPK及mTOR通过磷酸化后可转化为活性形式的p‐AMPK及p‐mTOR。通过Western Blotting对细胞内p‐AMPK及p‐mTOR的表达情况进行考察，结果发现，用药后增加细胞内p‐AMPK的表达水平，同时降低p‐mTOR的表达水平，与对照组比较，Met、2‐DG+Met组差异显著（P＜0.05、0.01），其中2‐DG+Met组作用更强。结果表明，2‐DG与Met联合应用后能使细胞内能量感受器AMPK活化，同时抑制调控细胞生长与增殖的关键性蛋白激酶mTOR的活化。结果见图5。

标志：1字节2个ASCII码，bit0～bit7，bit0=0:读，bit0=1:写，bit1=0：不打包，bit3bit2=00，数据类型为字节，bit3bit2=01，数据类型为字，bit3bit2=1x，数据类型为浮点数；

数据地址：2字节4个ASCII码，0x0000～0xffff；

数据字节数：1字节2个ASCII码，1～100，实际读写的数据的字节数；

3.落差感心理。无论协解人员是何种身份，干部、正式员工、大集体还是企业员工，他们都感觉在油田工作多年，从工资、福利、环境等各个方面一直较令人羡慕，自协解后感觉自己由企业员工（石油人）变成社会人、由企业的主人变成社会边缘人、由社会主流群体变为游离阶层，于是内心强烈的孤独、焦虑、委屈、恐惧、忧郁油然而生。十年来，协解人员对自身“油田人”这个极具优越感的身份始终非常看重，但一种不再属于油田员工的强烈失落感、渴求感、珍惜感，与因为协解而身份转换产生巨大落差的矛盾心理形成冲击和纠结，悔恨、痛苦、烦恼的心绪长期存在，使很多协解人员生活在自己铸造的低迷氛围中难以自拔，从而影响行为习惯和生活品质。

数据…：为实际的数据转换为ASCII码，个数为字节数乘2；

异或：异或从设备地址到异或字节前，异或值转换成2个ASCII码；

CR：0x0d。

通讯尝试恢复命令(COMERROR)，请求地址为0的1个BYTE数据。

从小学数学教育信息化的角度来分析，想要在教学工作中取得理想的成绩，应完善信息化知识的展现模式，这对于今后教育工作的拓展和实践，都能够产生良好的效果。如我们可以通过多媒体技术，对小学数学知识做出动态展现，一方面加强小学生的学习兴趣，另一方面在数学知识的记忆方面获得良好的提升。尤其是在几何知识的学习方面，小学的内容是基础内容，通过多媒体来进行学习，能够促使小学生的空间思维得到良好的培养，在学习和运用知识的过程中，不断取得更好的成绩，在小学生的特长发挥以及日后复习方面，均能够奠定坚实的基础。

忽然，一个穿着殡仪馆制服的女人披头散发地跑来：“尸体……尸体不见了……不见了啊……”然后又疯疯癫癫地撞开人群，向外奔去。

1.4.1　上位机发送读命令

上位机发送读命令格式为：

风影想了起来，小时候，在茶山上，他见到茶树上有毛辣子虫，成群结队的一大片，就将它们点燃了用火活活烧死。碰到几条特别大的，还用一根白线吊住，挂在树枝上，照例用火烧了，那虫子被烧得滋滋有声，像是在吱吱鸣叫，冒出白色的油脂。想来一切都是因果，以前残害小动物，所以受到这样的果报，理所当然，一切皆是由因及果。

字头设备地址标志数据地址数据字节数异或CR

下位机应答，若正常，格式为：

字头设备地址数据字节数数据…异或CR

下位机应答，若不正常，格式为：

字头设备地址**异或CR

1.4.2　上位机发送写命令

中欧水产品产业内贸易及驱动因素研究 … ……………………………………………… 邵桂兰，王 蕾（2．36）

字头设备地址标志数据地址数据字节数数据…异或CR

下位机应答，若正常，格式为：

字头设备地址##异或CR

下位机应答，若不正常，格式为：

字头设备地址**异或CR

同样，G9也有很多绝活。它的6K照片模式，让用户可以30fps的速度拍摄1800万像素照片，还可以让用户得到快门按下前的照片，特别适合运动题材和街头拍摄。此外，松下还提供了先拍照后对焦功能，其原理十分简单：相机以最快速度自动完成一次对焦点包围拍摄序列，然后再供用户选择。

1)管理监控层，主要利用原有监控室的PC端等设备，通过网络与PLC控制层连接，可实现对空压机、冷却泵运行参数的远程监控、以及对以上设备的循环优化控制等功能；

上位监控软件与单片机串行通讯时若传送小数，采用浮点数格式，该浮点数格式共由4个字节构成，如图1所示，最高字节也即第1个字节由数符号(D7)、阶符号(D6)、阶码(D5～D0)构成，如图2所示。其他3个字节为小数部分。图2中，数符为1位，阶符为1位，阶码为6位，数符=0表示该数为正数，数符=1表示该数为负数，阶符=0表示该阶符为2的正次幂，阶符=1表示该阶符为2的负次幂。浮点数可表示范围：-1×232～1×232。

图1　浮点数格式 Fig.1　Floating-point format

图2　浮点数第1字节格式 Fig.2　Floating-point first byte format

格式：##.0。

2　串行通讯系统硬件设计

基于单片机的测控系统与上位计算机串行通讯硬件结构简图如图3所示。

图3　单片机测控系统与上位计算机通讯硬件简图 Fig.3　Hardware sketch of the communication system

由图3可以看出，在串行通讯时上位计算机为主机，下位单片机测控系统为从机，由于单片机在与上位机进行通讯时，要处理大量的数据，应选用内部RAM较大的单片机，如STC15w系列单片机内部RAM可扩展到1 024个字节[5-6]。

将企业及行业专家“引进来”为教师、学生提供指导，学校为企业提供场所和培养人才，学校和企业双方互相帮助、相互扶持，取得“共赢”的效果。学校应鼓励商务英语教师积极参与校内的实训，基于实践业务的校内培训，使商务英语教师有更多的实践机会。要鼓励他们考取“双师型”资格证书，并在职称评聘时，对取得该资格证书的教师予以更高的奖励。总而言之，积极鼓励每位教师主动参与到自身专业化发展的实践当中来。

3　单片机通讯系统软件设计

3.1　串行通讯数据存储地址分配

在按规定的通讯协议设计单片机串行通讯程序前，应首先确定单片机要与上位机串行通讯的数据容量、数据类型、数据存放地址，实现单片机与上位计算机的通讯的变量信息如表2所示。按表2的数据进行通讯的上位计算机监控软件可以监控到现场的最多8个DI(数字输入)信号，最多8个DO(数字输出)信号，最多4个AI(模拟输入)信号，最多14个BYTE类型的中间变量，最多8个UINT(无符号整形，2个字节)类型的中间变量，最多4个FLOAT(浮点数，4个字节)类型的中间变量[7]。

表2　单片机与上位机组态王软件通讯变量信息

Table 2　The communication variable information of the single-chip microcomputer and KingView software

变量名称(组态王)数据类型存放地址(单片机外部RAM)数据长度(字节)备注X0BYTE0000H1对应8个开关K0～K1状态,对应8位DIX1BYTE0001H1控制8位DOX2～X15BYTE0002H～000FH1对应14个BYTE类型中间变量X100～X107UINT0010H～001FH2对应8个UINT类型中间变量X200～X203FLOAT0020H～002FH4对应4个AIX204～X207FLOAT0030H～003FH4对应4个FLOAT类型中间变量

3.2　串行通讯程序设计

为了提高单片机系统的效率，单片机与上位计算机通讯时，采用了串行中断方式，设定串行中断的优先权级别为最低[8]。单片机测控系统是从机，按照主从机规定的通讯协议，以51单片机为核心，完成串行通讯从机部分汇编语言程序的设计[9]。

3.2.1　串行通讯初始准备工作

串行通讯过程中要处理大量各种数据，在开始设计程序前要先规划好这些数据的存放位置，下面程序为串行数据的1个规划示例：

1.4.3　浮点数格式

上位机发送写命令格式为：

注：dd代表数据地址，此地址与单片机的数据地址相对应。

Rec_b　equ 00c0h；串行接收数据存放在外部RAM的起始地址

False_ac　equ 0100h；串行发送非正常应答数据存放在外部RAM的起始地址(ASCII码)

Send　equ 0110h；串行发送正常应答数据存放在外部RAM的起始地址(ASCII码)

L_adress　equ 1；本机地址

;

3.2.2　串行通讯程序

单片机与上位机进行串行通讯采用中断方式，从机通讯程序的程序框图如图4所示。

图4　串行通讯程序框图 Fig.4　Serial communication program block diagram

3.3.3　几个关键子程序

(1)两字节ASCII码转换为十六进制

两字节ASCII码转换为十六进制后合并为一字节，子程序框图如图5所示。

图5　两字节ASCII码转换子程序框图 Fig.5　Conversion subprogram block diagram of two bytes of ASCII code

(2)小数转换为浮点数

将1#位、2#位、3#位、4#位中存放着4字节十六进制小数(1#位、2#位为两字节整数、3#位、4#位为两字节小数)转换为4字节浮点数，子程序框图如图6所示。

图6　小数转换为浮点数子程序框图 Fig.6　Subprogram block diagram of decimal converts to a floating point number

4　结论

基于上位监控软件组态王与单片机的串行通讯协议，设计了上位计算机与下位单片机的测控产品的串行通讯系统及串行通讯硬件系统，根据通讯协议规划了产品串行通讯的数据与地址分配，根据通讯协议设计了单片机的串行通讯的流程图，根据协议设计了下位单片机的串行通讯程序。经过调试，在上位计算机的监控软件中能实时监控现场的DI、DO、AI、AO等数据[10]。

参考文献

[1]　齐岩磊，陈娟，祁欣.基于单片机和组态王的温度监控系统的设计[J].电子测量技术，2011，34(7):54-57.

[2]　马义来，何仁洋，陈金忠.基于MSP430单片机的管道内检测器智能跟踪系统设计[J].北京石油化工学院学报，2017，25(2):36-39.

[3]　殷群，吕建国.组态软件基础及应用(组态王KingView)[M].北京:电子工业出版社，2016:111-130.

[4]　汪玉凤，马晓峰.基于组态王KingView与DS18B20的温度采集系统的设计[J].工矿自动化，2009(11):117-119.

[5]　杨轶璐，张强.STC单片机基础及应用[M].北京:中国石化出版社，2015:35-43.

[6]　范伟亮，杨景曙，赵义正.基于C++Builde的RS232串行通讯的实现[J].舰船电子工程，2008，28(4)：160-162.

[7]　吴怀超，周勇，赵丽梅.基于汇编语言的MSP430单片机与上位机间串行通讯的实现[J].仪表技术与传感器，2010，6:75-80.

[8]　张明长.基于Atmega16单片机的重物提升控制系统设计——主、从机之间的通讯[J].北京印刷学院学报，2010，18(6):66-70.

[9]　张毅刚，彭喜元.单片机原理与应用设计[M].北京:电子工业出版社，2008:4-134.

[10]　何青，胡汉春，代刚.基于RS-485总线的PC机与单片机串行通讯仿真系统的设计[J].机电产品开发与创新，2011，24(1):147-149.