基于usb的串行通信软硬件设计-----毕业论文

A1A0USBA3A2A4A5A6A7A8A9A10A1111引言在工业控制和数据采集系统中，单片机以其低成本，编程灵活、方便，实时性强和具有一定的智能而得到了广泛的应用。然而，许多复杂任务的实现，如人机对话、任务的切换、算法的实现、大数据的运算等，单片机就显得有些力不从心，而PC机在这方面却有强大的优势。这就需要将它们组合成系统，让单片机只管控制执行机构和进行数据采集与传输；PC机将数据进行处理，实现功能。这就涉及到单片机与PC机之间的通讯问题，在需要实时传递和处理声音和图象等大批数据的时候，普通的通信方式难以满足要求。这就为数据采集系统的设计提G1998了G1016G1022方面的要求G726一方面，要求G6521G2487G12628单灵活G1000有G17751G20652的数据传输G10587；G2490一方面，G11013G1122数据G18339通G5132G18129G17751大，要求G1039机能G3827对实时数据G1582G1998G5567G17907G2721应，G5194及时进行G2010G7524和处理，G5194在单片机和PC机之间进行G20652G17907和G2499G19764的通讯。传统的G3818设与G1039机的通信G6521G2487难以满足G990G17860G12544一G1022方面的要求，这些G6521G2487一G14336采用PCIG5079G18108G13459G6122RS232G1030行G5647G13459。PCIG5647G13459G15441然有G5468G20652的传输G10587G708G2499G17810132MBPSG709，G17836能“G2375G6566G2375用”，G1306G7171它们的G6205G1817G8145G11468G5415有G19492，G1000G6566G6312G5194不方便；RS232G1030行G5647G13459G15441然G17842G6521方便，G2499G7171它的G5114G4497G19762G5132有G19492，传输G17907G5242G3838G5942，而G10001G7477RS232G1030G2487通信G11017G13530只能G17842G65211G1022G10301理设G3803。USBG6228G7427G8503G7171G20046应这一要求提G1998的，它集PCI和RS232的优G9869G1122一G17535G726具有G17751G20652的传输G17907G10587G708USBG2339G1677011G6915G6357G7380G20652传输G17907G5242G1781012MBPS，USBG2339G1677020G6915G6357G7380G20652传输G17907G5242G2499G17810480MBPSG709，实现了G11507G8503G5859G1053G990的“G2375G6566G2375用”G708PLUGI2000语G2489G2499以起到超过2NG2469G1998G16698示的作用。A75A76USBA77A78A79A80A81A82A83A84A85A86246基于VB的PC机通信程序设计VBG1852G12228VISUALBASIC，G7171G5506软公司推G1998的基G1122BASIC语言的G2499视化编程G10627G3671,以其G12628单G7143学功能强大而倍受广大G11017脑G10245G3921者的青睐。G19555G11540WINDOWS在G3281G1881的普及，G10317G2047G7171WINDOWS95的推G1998，越G7481越多的G5506机用户转向了WINDOWS操作系统。要开G2469一G1022功能强、界面美G16278的应用软件，其编程和G16855G16809的工作G18339G7171G19762G5132大的，许多G5194G19762搞软件G1998G17535的工程G6228G7427人员对WINDOWS编程望而G10995畏。然而使用G5506软的VISUALBASICG7481开G2469这些方面的WINDOWS应用软件就十G2010方便，一G14336工程G6228G7427人员G7143G1122G6496G6581，设计软件界面G19762G5132方便。编程工作G18339G11468对G17751G4579，只需进行G1039要应用功能的编程和G4581G18339界面控制的编程。VISUALBASICG7368G2164G12628化了WINDOWS程序G6521G2487的设计工作,只需要G7509G4581G18339的代G11733，就能实现标准WINDOWS应用程序的G6521G2487。基G1122以G990优G9869，PC机采用VB编程设计界面，有G1863G1881G4493G1183G13473如下G72661串行通信控件的应用611串行通信控件在PC机G990安G16025USB100模块专用驱动程序后，USB100G2375作为PC机G990的一G1022标准设G3803，G2499以G6365照与操作G1030G2487G4448G1852一G7691的方法G7481编程G708区G2047G7171设定通讯G17907G10587G7092效，USB100G6365默认G7380G20652G17907G10587工作G709。这就提供了一G1022G7380方便的开G2469USB的手G8585和方法，G3252为G1030G2487编程G7171编程人员G18129G5468G10099G5725的，这也G7171USB100开G2469与其他USB方案G11468G8616G7380大的优G9869。在VB中G2499以将其G6365标准的G1030G2487G7481使用，用MSCOMM控件将USB100G5415作一G1022G11507实的G1030G2487G7481G17842G6521，G5194进行控制，G8504G1030G2487通信G17907G10587为8MBPS，PCG990设定G16825G1030G2487的G17907G10587不会对传输G17907G10587有影G2721，这G7171与实G19481G1030G2487的区G2047。612串行通信程序实现与G1030行通信有G1863的VB程序及G8981程图如下G7261通信G2033G3999化设置WITHMSCOMM1通讯G2033G3999化INPUTMODECOMINPUTMODEBINARY设置G6521收数据模式为二进制G5430式INPUTLEN10设置INPUT一次从G6521收缓G1926读取字节数为10STHRESHOLD5G4581G11225字节时G10995成ONCOMM事件RTHRESHOLD4G5415G6521收缓G1926区G17810到20G1022字节时引G2469G6521收事件INBUFFERCOUNT0G9177收G2469缓G1926区OUTBUFFERCOUNT0ENDWITHA87A88USBA89A90A91A92A93A94A95A96A97A98252PC机G6521收数据程序G8981程G3A996A1001VBA113A101A102A103A104A105A106A104A99VB收G2469数据G8981程如图61所示，G16825程序中涉及到以下几G1022问题G726ALBOUNDA表示返G3250数组AG2499用的G7380G4579下标；UBOUNDA表示返G3250数组AG2499用A136A107VBA104A105A101A108MSCOMM1A114A109A110A111A141A142A115A116A117A118A113A119A120A121A122A123A124A102A125A126A127A128A123A124A102A118A113A130A132A102A103A134A135A137A138A139A140A152A143A144A145A146A104A105A144A145A14713A155A141A152A143A102A103A148A149A146A104A105A156A150A151A153A154A157A158A159A160A161A162A150A151A163A164A165A166A160A161A162A150A151A164A167A168A169A160A161A162A150A151A170A171A165A166A160A161A162A172A173A173A174A175COMMAND3A176A177A178A179A180A172A181A182A183A184USBA185A186A187A188A189A190A191A192A193A19426的G7380大G990标。BCDECG708G709为将二进制数转换为十进制数的转换函数。C打开G6122G1863闭通信端G2487MSCOMM1PORTOPENTRUE打开通信端G2487MSCOMM1PORTOPENFALSEG1863闭通信端G24873PC机G2469送数据程序G8981程A1956A1962A197A198A199A200A201A202A203G2469送十六进制数X的程序G726MSCOMM1OUTBUFG3G3HEXX。G362数据处理621信号处理及数据标定如G7536有G19555机干扰干扰作用G1122信号传输过程中之后，VBG6521收到的数据就会偏G12175G11507实值。这G7691一G7481，G1177采G7691一次，G7171G7092法确定G16825结G7536G7171G2554G2499信的，必须多次采G7691，得到一G1022A/D转换的数据系列，通过某种算法处理后，G6177能得到一G1022G2499信G5242G17751G20652的结G7536。PC机的优势在G1122它具有G20652G17907和大数据处理能力，本设计G1817G2010G2045用PC机的这G1022优G9869，在程序中G2164入了求平均值算法。G11013G1122G2469送过程G7171将采集到的数据先G2469G206528位，后G2469低8位，VBG6521收到数据后必须先将G206528位和低8位区G2010开，然后再进行求平均值运算。标定处理G1039要G4448成采集到的数据与实G8991数据的映射G1863系处理，它需要不G7041的G7693据实G8991数据G7669G8503。在G16809验过程中，创G7044设计的G12628G7143标定G16809验G2500如G19480图1所示。622数据库数据采集的G11458的G7171对其进行G2010G7524处理G6122G3803案，将所得数据G4396入数据库后G2499以方便的执行G2520种处理，又具有G3803案作用。所以，在程序中G2164入数据库操作G18108G2010G7171G19762G5132必要的。所G16871数据库DATABASE,DBA204A205A206A207就G7171G19283G7411G4396放在计算机G1881，以一定组织方式动G5589G4396G1660的、G11468G1126G1863联的、G2499共G1151的数据集合，它不G1177包括数据本G17535，G17836包括G11468G1863数据之间的联系。数据库G7380大G10317G9869G7171通过联系减G4581了不必要的数据冗余。G2528时，不G2528用户G2499以使用G2528一数据库中自G5061所需的子集，从而实现数据共G1151。G2045用G256G2499视化数据管理G3132G257G2499以进行的数据库基本操作包括添G2164G16772录、编辑G16772录、删除G16772录等。A208A209A210A211A212A213A214A215A216A208A209A217A218A219A220PICA221A222A217A218LEDA223A224A225A226USBA227A228A229A230A231A232A233A234A235A23627数据DATA控件G7171VB提供的一G1022标准控件，通过G16825控件G7092需编写代G11733就G2499以方便G3332G16787问VB所G6915G6357的G2520种G12879型数据库中的数据。数据控件本G17535G5194不能显示和G11464G6521G1474改G16772录，只能在与数据控件G11468G1863联的数据约G7475控件中显示G2520G1022G16772录。数据录入数据库的程序如下G726SUBRU_KUMEDATA1RECORDSETADDNEW数据库G16772录开G3999TEXT6TEXTJTEXT7TEXTTIMETEXT5TEXTTRIMDATEMEDATA1RECORDSETUPDATEENDSUB其中，TEXT5、TEXT6和TEXT7G2010G2047与数据库列表中的日G7411、压力和时间对应。G13783G15397到写入数据库操作和VB界面不能G2528时进行，本设计采用G1016G1022G7003本对应G2528一录入项的处理方法。及将处理后的数据G2528时送入G1016G1022TEXTG7003本框，其中一G1022用G1122界面中的实时显示，G2490一G1022G2029设为隐藏方式，它与数据库列表中的对应项G1863联，G11013它G4448成数据库的录入工作。624历史记录分析G18108G2010数据库的历史G16772录如图63所示G726A2376A2383A217A218A239A240A241A242A243A244A245A237G11013图G2499G16277，VBG8611隔1/4秒G2499以处理G4448一批数据G5194将其送G1998显示，G11013G1122VB中设置G8611G6521收到13G1022字节处理一次，G2375，G8611秒G19059VBG2499以收到PIC单片机G2469送的52G1022字节的数据。A225A226USBA227A228A229A230A231A232A233A234A235A2362863辅助功能模块控件A246A247A247A248G7171包G2559在窗体中的对象，窗体中使用控件的G11458的就G7171为了获取用户的输入信息和显示输G1998信息。为了使窗体G7368G2164多姿多G5437，就必须在窗体G990画G2520种不G2528的控件G5194用代G11733进行必要的控制。在VB中控件大致G2010为三G12879，G2375G1881G18108控件、ACTIVEX控件和G2499G6566入对象。本设计中用到G1881G18108控件有的TEXTBOX、LABEL、TIMER、DATA和COMMANDBUTTON等控件；MSFLEXGRID控件G2029G4658G1122ACTIVEX控件。631TIMER控件的应用通过引G2469TIMER事件，TIMER控件G2499以有G16280G5471G3332隔一G8585时间执行一次代G11733。在设计中使用TIMER控件G17810到动G5589显示设计课题的G11458的，其INTERVALG4658性返G3250G6122设置对TIMER控件的计时事件G2520G16855用间的毫秒数，本设计INTERVALG4658性设置为80，程序如下G726PRIVATESUBTIMER1_TIMERLABEL5LEFTLABEL5LEFT50IFLABEL5LEFT9000THENLABEL5LEFT10000ENDIFENDSUB以G990程序G2499实现LABEL5动G5589向G5050G12239动，G5415超G1998VB界面时从G2503边G18337G7044开G3999的G11458的。632MSFLEXGRID控件的应用G11013G1122采集到的数据用TEXTG7003本显示不能留住历史G16772录，用列表框LISTBOX显示G15441然G2499以查G6226历史数据，G1306效G7536G5468G5058。本设计选G6333MSFLEXGRID控件进行列表显示采集到的数据，MSFLEXGRID控件的一G1022G1039要G10317性G7171它能显示层次结构G16772录集，以层次结构方式显示G1863系表，G2490G3818，它G2499以显示G13605G7696数据，也G2499以对其进行操作。它提供了G20652G5242灵活的G13605G7696排序、合G5194和G7696式设置功能，G13605G7696中G2499以包G2559字G12538G1030和图片。使用G16825控件后，VB人机界面的效G7536图G16843G11487G19480图3。与MSFLEXGRID控件有G1863的程序G16840G7138如下G7261数据表G7696G4658性设置MEMSFLEXGRID1TEXTMATRIX0,0“编号“MEMSFLEXGRID1TEXTMATRIX0,1“压力值“A249A250USBA251A252A253A254A255A3A0A1A2A429MEMSFLEXGRID1TEXTMATRIX0,2“日G7411“MEMSFLEXGRID1TEXTMATRIX0,3“时间“MEMSFLEXGRID1TEXTMATRIX0,4“检G8991次数“2如何通过代G11733G16855节列G4497G5242MSFLEXGRID1COLWIDTHI1000MSFLEXGRID1COLWIDTHI11300MSFLEXGRID1COLWIDTHI21000MSFLEXGRID1COLWIDTHI310003设置数据表G7696中的G1881G4493居中显示MSFLEXGRID1COLALIGNMENTINDEX5MSFLEXGRID1COLALIGNMENTINDEX15MSFLEXGRID1COLALIGNMENTINDEX25MSFLEXGRID1COLALIGNMENTINDEX35MSFLEXGRID1COLALIGNMENTINDEX45A249A250USBA251A252A253A254A255A3A0A1A2A430结论G13475过近G1016G1022多月的努力，G8617业设计G5062近G4626声。这次G8617业设计G7171大学G3247年所学G11705G16794的综合运用，G7171对G3247年学习的G5647结和G4448善。本设计G7171一G1022实G19481制作题G11458，G1039要G4448成了以下设计任务G7261G5506控制G3132与USB控制芯片的G6521G2487硬件设计，G16825设计结G7536能满足PC机与PIC单片机通信的基本要求，G5194具有过G8981保护和通信工作G11429视功能。它具有一定的实用性，G7171在G5647结他人成功G13475验又进一G8505G4448善而成的；2G5506控制G3132与USB控制芯片的通信程序设计，G16825程序能G3827G4448成G8503确的收G2469数据工作，G5194具有一定的通用性和G5468强的G12239植性；3G5506控制G3132模拟数据采集G18108G2010软硬件设计，G16825G18108G2010G11013精密放大G11017路和PIC的A/D转换G18108G2010组成，能G3827G8503确的G4448成压力数据采集任务，G17836G3698G2164了PIC单片机的LED显示G18108G2010，使下位机系统具有了独立工作的能力；4PC机与USB控制芯片的通信程序设计，G16825程序能G3827G8503确G6521收G7481自PIC单片机的数据，G5194将其列表显示，G3698G2164的数据库录入G10627节使系统功能G7368G2164G4448善。G11013G1122本人的能力和设计时间有G19492，设计G17836G4396在如下不足之处G726PC机的G2469送数据模块和PIC单片机的G6521收数据模块之间的G11468G1126G2339G16855有待进一G8505改进；PC机的数据处理能力G8821有G5468G3921G2045用，数据传输G17907G10587有待进一G8505提G20652。A5A6USBA7A8A9A10A11A12A13A14A15A1631致谢在设计制作过程中，王XX老G5084倾G8892了大G18339的心血，他的G5725心指G4560G7171本设计能G3827圆满G4448成的基G11796；他严谨的治学G5589G5242、渊博的G11705G16794和G1028G4512的G11752G12362G13475验，使G6117受G11422菲浅；他G7092私的奉献精神和诲人不倦的育人G5589G5242，使G6117受G11422终G17535。在G8504，向王老G5084和付老G5084致以G11013衷的敬G5859和诚挚的感谢祝他们及家人G17535体健康、幸福美满G2490G3818，在设计制作中也得到了G11017气工程学院和机G11017工程学院老G5084和G2528学们的指G4560和帮G2173，在G8504，一G5194表示衷心的感谢A17A18USBA19A20A21A22A23A24A25A26A27A2832参考文献1洪永强G3G5506机原理与G6521G2487G6228G7427北京G726G12197学G1998G10268社，2G19G19G236G3A170萧世G7003G3USBG32G19硬件设计G3北京G726G9177华大学G1998G10268社，2G19G1921G193童诗白G3华成英G3北京G726G20652等教育G1998G10268社，2G19G1911G3G23张春平耿恒山G5506控制G3132在USBG6521G2487中的应用中G3281G11017子G13605G3G24G17817通G11017子USB100通用G1030行G5647G13459模块G17817通G12197G6228数据手册G36王铁钧G3G1039从控制系统的数据通讯中G3281工控G13605G3A171刘G2563中等G3PIC单片机原理及应用G3北京G726北京航G12366航天大学G1998G10268社，2G19G19312A172刘和平等G3PIC16F87X单片机实用软件与G6521G2487G6228G7427G3北京G726北京航G12366航天大学G1998G10268社，2G19G192G23G28G16897G9021强G3C程序设计G3北京G726G9177华大学G1998G10268社，1G28G28G2812G310G13611G7409G11439VISUALBASIC60程序设计实用教程北京G726G9177华大学G1998G10268社，2004611G5290G5440山等G3G57G76G86UG68G79G3BG68G86G76G70面向对象与G2499视化程序设计G3北京G726G9177华大学G1998G10268社，2G19G19G191G19G3A173A170G14551G17932之，G19484立G1815G3G57G76G86UG68G79G3BG68G86G76G70与G53S232G1030行通信控制G3北京G726G9177华大学G1998G10268社，2G19G1926A173A29许永和G3USBG3818G3272设G3803设计与应用G3北京G726中G3281G11017力G1998G10268社，2G19G1927A173A30张G5577G9154，G8755G9021G3USBG5647G13459G6521G2487开G2469指G2347G3北京G726G3281G19462工业G1998G10268社，2G19G19131G24G21656维G7621G15许G1903G3通用G1030行G5647G13459USBG3计算机应用G11752G152G19G191G3G15182G3G29G236G16G238G316何立G8677单片机G20652级教程北京G726北京航G12366航天大学G1998G10268社，2000G317HI_TECHPICC_MEG3MANUAG792001G318MG76G70G85OG70G75G76G83G3G55EG70G75G81OG79OG74G92G3IG81G70PIC16F877G3G39G68TG68G3SG75EET2G19G193G31G28JOHNKOONTHEUSBREVOLUTION2005325G32G19PEATMANJOHNBDESIGNWITHPICMICROCONTROLERS2004G321G13605G124611G726HTTP/WWWUSBORGUSB实G7057者论G3375G322G13605G124612G726HTTP/WWWPIC16COM单片机学习G13605G323G13605G124613G726HTTP/WWW21ICCOM中G3281G11017子G13605G32G23G13605G124614G726HTTP/WWWGONGKONGCOM中G3281工控G13605G3A31A32USBA33A34A35A36A37A38A39A40A41A4233附录A数据采集部分电路原理图A31A32USBA33A34A35A36A37A38A39A40A41A4234附录B通信接口电路原理图A31A32USBA33A34A35A36A37A38A39A40A41A4235附录C显示部分电路原理图A31A32USBA33A34A35A36A37A38A39A40A41A4236附录D总电路图A31A32USBA33A34A35A36A37A38A39A40A41A4237附表1PIC16F877引脚功能表引脚名G12228G3引脚号G3引脚G12879型G3功能G16840G7138G3OSC1G18CG47G46IG49G313G3IG3时钟振荡器晶体连接端/外部时钟源输入端OSC2G18CG47G46OUG55G31G23G3OG3时钟振荡器晶体连接端/时钟信号输出端G3MCLRG18G57A43A43G31G3IG18PG3人工复位输入端（低电平有效）编程电压输入端G1039要功能G726端G2487G36G7171一G1022输G18输G1998G2499编程的G2464向端G2487，G8504G3818G17836有G125442和G125443功能。G3G3G3G53G36G19G18G36G49G19G32G3IG18OG3RAO还是第0路模拟信号输入端G3G53G361G18G36G491G33G3IG18OG3RA1还是第1路模拟信号输入端G3G53G362G18G36G492G18G57A44A45A46A47G3G23G3IG18OG3RA2还是第2路模拟信号输入端和负电参考电压端G3G53G363G18G36G493G18G57A44A45A46A48G3G24G3IG18OG3RA3还是第3路模拟信号输入端和负电参考电压端G53G36G23G18G55G19CG46IG36G3IG18OG3RA4还是定时器0的时钟输入端G3G53G36G24G18G36G49G23G18SSG37G3IG18OG3RA5还是第4路模拟信号输入端，以及同步串口选择端G3G1039要功能G726端G2487BG7171一G1022输入G18输G1998G2499编程的G2464向端G2487。作输入时G1881G18108有G2499G20587程的弱G990拉G11017路G8504G3818G17836有G125442、G125443功能G3G3G3G53BG19G18IG49G55G333G3IG18OG3RB0还可作为外部中断输入端G3G53B1G33G23G3IG18OG3G3G53B2G33G24G3IG18OG3G3G53B3G18PG42MG336G3IG18OG3RB3还可作为低电压编程输入端G3G53BG23G337G3IG18OG3还具有电平变化中断功能G3G53BG24G338G3IG18OG3还具有电平变化中断功能G53B6G18PG42CG33G28G3IG18OG3还具有电平变化中断功能，兼在线调试输入端和串行编程时钟输入端G3G53B7G18PG42G39G3G23G19G3IG18OG3具有电平变化中断功能，兼在线调试输入端和串行编程时钟输入端G3G1039要功能G726端G2487CG7171一G1022输G1