vb上位机控制系统.docx

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vb上位机控制系统

姓名：

赵远新

编号：

000121

2009年04月10日

摘要

随着pc及其外部设备的普及和降价，越来越多的自动控制系统已经开始与PC联机进行监控。

监控就是要做到可以随时监视并控制负载运作情况，与传统的现场控制不同，本系统可以在控制室（与现场距离上百甚至上千米）下令改变现场负载的运作情况。

而这所有的过程只需要使用PC的一个COM口,即RS232串口与单片机进行双向数据通讯，并且系统使用简单易上手的vb语言编程，所需硬件简单易行，在标准的D型接口如DB-9或DB-25接头中只需其中三条线即可，如下图所示。

本控制系统的基本作功能为通过上位机的监控窗口可以随时监视并控制下位机负载运作状态，窗口中可实时显示负载状态信息。

同时下位机也实时的对上位机指令执行相应的动作，1602液晶显示作为现场的人机对话装置作为现场控制，实现和PC上位机控制相同的功能。

温度控制系统作为从属系统也受上位机控制,能完成温度自动调节,实时报警显示功能,将现场温度控制在一个可以任意设置的范围内.并且该设计具有欢迎界面、音乐播放和管理员密码窗口，更实际的模拟了工业实际应用中的情况。

更重要的是，该系统易于扩展和嫁接，经过稳定性和抗干扰性测试之后便可用于工业实际中去。

关键字：

上下位机串口通讯液晶显示工业控制温度控制

示意图：

摘要译文

WiththepopularityandthefollowingpriceofPcandit’speripherals,moreandmoreautomaticcontrolsystemhasalreadystartedworkingwiththePC,monitoringandcontrolingonline.Monitoringcanbedoneistomonitorandcontroltheoperationoftheloads,whichisdifferentwiththetraditionalcontrolways,wecanorderedthechangeintheoperationoftheloadinthecontrolroomofthesystem（thedistancewhichawayfromitcanbeevenhundredsofkilometersfar）.AtthesceneAlltheprocesswhichonlyneedtousethePC'sCOMportorRS232serialportwiththe51single-chiptwo-waydatacommunications.SystemusesasimpleprogramminglanguageVBasthemainprogramminglanguage,thehardwareofthesystemissimple,too.Standardinterface,suchastheD-typeDB-9orDB-25connectorinonlythreelinesofwhichcan,asillustratedbelow.ThecontrolsystemforthebasicfunctionsofthePCmonitorthroughthewindowatanytimetomonitorandcontroltheoperationofthestateofload-bitmachine,thewindowcanbedisplayedreal-timeloadstatusinformation.AtthesametimearealsoloweronthePCreal-timeimplementationoftheactioncommand,1602LCMandkeyboardatthesceneistheman-machinedialoguescenecontroldevices,andPChostcomputertoachievethesamefunctionasthecontrol.Temperaturecontrolsystemasaslavesystemalsocontrolledbythehostcomputercanautomaticallyadjustthetemperaturetocomplete。

Andwelcometothedesignofinterface,musicplayerandanadministratorpasswordwindow,isalsoamorerealisticsimulationofthepracticalapplicationoftheindustrialsituation.Moreimportantly,thesystemiseasytoexpandandgrafting,aftertestingthestabilityandanti-jammingitcanbeusedlatertoindustrialpractice.

目录

一．方案设计……………………………………Page5

二．系统功能简介……………………………………Page6

三理论分析与计算……………………………………Page6

四硬件电路图……………………………………Page8

五程序流程图……………………………………Page10

六系统调试……………………………………Page11

七结论总结……………………………………Page11

八参考文献……………………………………Page12

正文

一方案设计

考虑到基本功能的实现最为重要，本设计在初期暂时摒弃温控系统和报警系统（在五月份的第二次总结中可完成），所以本制作中用四个led模拟负载信号，并由一个继电器来控制彩灯电路，为将来的扩展打下基础。

显示部分可选用数码管显示指令码，四个数码管对一个四个负载，每个数码管可现实两位数，0和1，0表示对应负载断电熄灭，1则表示小灯点亮，数码管使用动态扫描显示；或选用长沙金太阳集团生产的1602液晶可实时显示欢迎界面字样，与pc机同步显示，用以提示和进行必要的人工干预，使现实中应用较多的人机对话方式之一。

本设计选择1602液晶显示。

上位机部分，PC机侧的开发环境较多，如:

VC++、DELPHI、VB等等，在此设计中用VB来进行程序设计。

原因在于目前，VB（VisualBasic）编程已成为WINDOWS系统开发的主要语言之一，以其高效、简单易学及功能强大的特点越来越为广大程序设计人员及用户所喜爱。

VB支持面向对象的程序设计，具有结构化的事件驱动编程模式并可以使用无限扩增的控件，而且可以十分简便地作出良好的人机界面。

在标准串口通信方面，VB提供了具有强大功能的通信控件MSCOMM，文件名为MSCOMM.VBX。

该控件可设置串行通信的数据发送和接收，对串口状态及串口通信的信息格式和协议进行设置。

这是一个标准的十位串口通信，包括8位标准数据和数据的起始位和停止位。

在发送或接收数据过程中触发OnComm事件，通过编程访问CommEvent属性了解通信事件的类型，分别进行各自的处理。

每个通信控件对应一个串口，可以设计多个通信控件来访问多个通信口。

采用简单易上手的vb语言作为主要编程语言，对于有c语言基础的同学上手较快。

二系统功能简介

1、工作程序各窗口简介：

①运行程序监控实验.exe后出现欢迎界面；

②点击继续进入密码窗口部分；

③在指示处输入已设的密码227621（密码可在源程序中重置），点击校验，则文本框二显示“密码正确，欢迎进入”，两秒钟后进入主控制窗口；若密码输入错误，则显示“密码错误，请重新输入”字样。

2主控窗口功能介绍

主控窗口中共六个按钮，按下按钮可该变相应负载的工作状态，指示灯部分绿色表示负载断电（初始化状态为绿色），红色表示负载通电即点亮对应的led，信息窗口会显示联机信息和操作成功与否信息

LOAD1控制下位机负载中的led1，按下可改变其状态

LOAD2控制下位机负载中的led2，按下可改变其状态

LOAD3控制下位机负载中的led3，按下可改变其状态

LOAD4控制下位机负载中的led4，按下可改变其状态

右下方为播放器控件，功能为进入主控窗口后即响起已设定的音乐（程序默认为千千阙歌）

OFF控制所有的负载断电，“关闭”按钮负责关闭改程序，点击后出现如下画面：

确定后可关闭程序。

三理论分析与计算

1、单片机与pc通过RS232通信，电缆长度应控制在15米以下，以保证通讯的正确性。

在共产实际中，若要用电缆长度很长，则应该用rs422或rs485接口，电缆长度可扩展到1500.m。

2、装换部分选用性能良好的max232芯片，这是半导体公司特别为rs232制造的专门进行串口信号转换的ic，具体参数如下：

3通信协议及波特率的设定

①通信协议的设定方面的选择在于各种协议的制定，即对方所传来的数据所代表的意义，并做适当的处理，事先必须规定双方共同遵守的“代码”，本次试验主要使用以下代码：

PC送出1：

令负载1的工作状态相反

PC送出2：

令负载2的工作状态相反

PC送出3：

令负载3的工作状态相反

PC送出4：

令负载4的工作状态相反

51送出0：

表示对应led负载断电熄灭

51送出1：

表示对应led负载通电点亮

②由于传输速率越快则对连接线的品质要求越高，否则易造成数据接受错误，所以本次实验在不要求较高的传输速率的情况下，选用较低的波特率1200bps，以求得稳定的动作。

其中有一个公式:

X=256-[f*（2^smod）]/（384*波特率），其中，smod为PCON的最高位，默认为0，所以TH1=TH0=E6H。

四电路图：

五程序设计（方框图）

151单片机部分（程序附在报告附录部分）

六调试:

本部分调试思想为分模块调试，最小功能调试，最后综合和扩展到软硬件联调。

1最小系统焊接完毕，给系统供电，并使用示波器测量其30管脚（ALE），出现正常的正脉冲，频率约为2M（本实验用12M晶振），最小系统测试完毕。

2在单片机部分完成后，电平转换部分连接后用串口工具调试无现象，经过查找资料，把电容从1u换到22u后出现效果，但波特率也相应调整到1200。

3在做基本串口测试时，出现不明原因的数据只能单向传递，即PC向单片机发送指令一切正常，而51向PC却不能成功反馈负载状态信息。

后接受王老师建议使用串口调试工具调试，查看收发数据过程发现，返回的数据一致，均无变化。

于是问题锁定在单片机的发送部分。

后用万用表测量各连接负载管脚电压发现，所有的低电平均为1.25V左右，高电平为4.5V左右，而单片机无一例外的把此电压当做高电平处理。

该问题通过增大与各管脚相连的限流电阻解决。

4液晶显示部分也出现了一个小问题，就是背光如果太亮的话会影响显示的效果，为了现象明显，可不接背光或选用合适大小的电阻（本实验选用10k滑动变阻器灵活调节）。

七结论

本系统以51单片机芯片为核心控制部件，利用VB编写的上位机程序窗口和作为下位机的单片机进行互访通信，基本功能完全实现。

同时利用1602液晶显示了实时工作状况。

在设计制作过程中，重心始终在上位机的窗口程序设计上。

但也由于时间有限，系统还存在一些不足的地方，比如说下位机受控对象扩展不足等，存在很多有待改进的地方。

因此，我想在近期内把温度、湿度等传感器加进去作为信息的采集，继续扩展继电器控制和步进电机控制等受控对象，继续丰富系统。

　　在实验的过程中遇到了原来不曾想到的突发性的问题，也曾有过对自己没有信心的时候，但经过仔细冷静地思考之后，我还是以最快的时间调整自我继续进行设计。

通过这次限期制作，我深深的体会到了知识的无限性，我们还有好多东西要不断的学习。

同时，不可否认的，自己的动手能力和解决问题的能力明显提高了提高了。

参考文献

蔡朝洋.单片机控制实习与专题制作.北京：

北京航空航天大学出版社，2006.

李广弟等单片机基础（第三版）.北京：

北京航空航天大学出版社，2007

谭浩强.VisualBasic程序设计教程北京：

清华大学出版社2006