引言
數(shù)字電壓表的設(shè)計和開發(fā)已有很多類型和款式，傳統(tǒng)的數(shù)字電壓表有自己的特點，它們適合在現(xiàn)場做手工測量，而要完成遠(yuǎn)程測量并對測量的數(shù)據(jù)做進(jìn)一步處理，運用傳統(tǒng)的
數(shù)字電壓表是無法完成的。為此，本文設(shè)計了基于PC通信的數(shù)字電壓表，該表既可以完成測量數(shù)據(jù)的傳遞，又可借助PC進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的處理。所以，這種類型的數(shù)字電壓表無論在功能和實際應(yīng)用上，都具有傳統(tǒng)數(shù)字電壓表*的優(yōu)點，這使得它的開發(fā)和應(yīng)用都具有良好的前景。
1、系統(tǒng)構(gòu)成
本系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩部分構(gòu)成，硬件主要包括數(shù)據(jù)采集電路，單片機(jī)zui小數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，單片機(jī)與PC機(jī)的接口電路等。軟件主要有單片機(jī)數(shù)據(jù)采集程序，單片機(jī)與上位機(jī)通信程序，以及上位機(jī)數(shù)據(jù)處理程序。
2、數(shù)據(jù)采集電路原理
該新型數(shù)字電壓表測量的電壓類型為直流，測量范圍為0～5V，下位機(jī)采用的單片機(jī)為STC89C51，AD轉(zhuǎn)化采用的是zui常見的ADC0809，可通過RS232串行口與PC機(jī)進(jìn)行通信，以傳送所測量的直流電壓數(shù)據(jù)。圖1所示是該數(shù)字電壓表的數(shù)據(jù)采集電路。電路的設(shè)計已做到了zui小化，即沒有用任何附加邏輯器件做接口電路，便可實現(xiàn)單片機(jī)對ADC0809轉(zhuǎn)換芯片的操作。圖1中的ADC0809是8位的模數(shù)轉(zhuǎn)化芯片，片內(nèi)有8路模擬選通開關(guān)以及相應(yīng)的通道鎖存譯碼電路，轉(zhuǎn)化時間大約為100μs左右。在電路應(yīng)用中，首先要ADC0809的數(shù)據(jù)通道，當(dāng)外部電壓進(jìn)入芯片后，STATR信號由高到低，在脈沖的下降沿ADC0809開始轉(zhuǎn)換，同時管腳EOC電平變低，表示轉(zhuǎn)化正在進(jìn)行，轉(zhuǎn)化完成之后，管腳EOC的電平變高，表示一次轉(zhuǎn)化結(jié)束。
3、軟件編程
本系統(tǒng)的軟件程序主要包括下位機(jī)數(shù)據(jù)采集程序、上位機(jī)可視化界面程序、單片機(jī)與PC機(jī)的串口通信等。單片機(jī)可采用C51編程，上位機(jī)操作可采用VC++6．0進(jìn)行可視化編程，這樣，在串口調(diào)試的時候，就可以借助“串口調(diào)試助手”工具，并有效利用這個工具提高，整個系統(tǒng)效率。
3．1單片機(jī)編程
單片機(jī)在這個系統(tǒng)中所起的作用是控制ADC0809進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，并將轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送到上位機(jī)上。因為單片機(jī)做數(shù)據(jù)處理的能力不是很強(qiáng)，所以，將所采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化量送到PC機(jī)上，再利用PC機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力來進(jìn)行處理，zui后得出想要的結(jié)果。因為ADC0809的CLOCK需要外接時鐘信號（一般接500kHz），這個時鐘信號頻率可以用標(biāo)準(zhǔn)的振蕩電路產(chǎn)生，也可以用單片機(jī)自帶的TO或T1口產(chǎn)生。為了設(shè)計的zui小化，本設(shè)計采用的是自帶的TO口來提供時鐘信號。其程序如下：
3．2上位機(jī)編程
上位機(jī)采用VC++6．0實現(xiàn)可視化界面及與下位機(jī)的通信功能。VC++是基于Windows操作系統(tǒng)的編程語言工具，可采用API函數(shù)來直接實現(xiàn)與下位機(jī)的通信，但是這種方法要涉及到很多低層設(shè)置，所以，本文采用的是Microsoft推出的ActiveX技術(shù)來實現(xiàn)串口通信，即應(yīng)用程序直接使用ActiveX控件提供的接口來訪問ActiveX控件。MicrosoftCommunicationsControl（以下簡稱MSComm）是Microsoft公司提供的可在簡化Windows下串行通信編程的ActiveX控件，它為應(yīng)用程序提供了通過串行接口收發(fā)數(shù)據(jù)的簡便方法。具體來說，它提供了兩種處理通信問題的方法：一是事件驅(qū)動（Event2driven）方法，二是查詢方法。本設(shè)計采用的是查詢方法，這種方法適合于較小的應(yīng)用程序。在這種情況下，每當(dāng)應(yīng)用程序執(zhí)行完某一串行口操作后，將不斷檢查MSComm控件的CommEvent屬性，以便檢查執(zhí)行結(jié)果或者檢查某一事件是否發(fā)生。如果應(yīng)用程序較小而且是自成一體，這種方法可能更可取。故對本設(shè)計更為可取。MSComm控件有許多重要的屬性，其中首要的幾個如表1所列。
在對上位機(jī)編程時，應(yīng)首先創(chuàng)建一個基于對話框的應(yīng)用程序，然后插入MSComm控件，可在對話框資源上放一個編輯框（IDC_EDIT_RECEIVE）顯示電壓值，再放兩個按鈕控件[開始測量IDC_TEST）和停止測量（ID_STOP）。然后再做對話框模板，鼠標(biāo)點擊右鍵，選擇Classwizard，增加成員變量，將IDC_MSCOMMl關(guān)聯(lián)成員變量m_mscomm設(shè)定為CMSComm控件類型，但I(xiàn)DC_EDIT_RECEIVE關(guān)聯(lián)成員變量m_receive不是控件類型，是數(shù)值類型（float）。之后分別對兩個按鈕和MSComm控件添加消息響應(yīng)函數(shù)，這可在Classwizard下自動添加。
添加代碼時，要首先設(shè)置MSComm控件的屬性，這可以在OnInitDialog函數(shù)中添加。本文采用的是COMl口，波特率為9600，無奇偶校驗位，8位數(shù)據(jù)位，l位停止位，用二進(jìn)制方式收發(fā)數(shù)據(jù)。在開始測量按鈕的OnTest（）函數(shù)下添加SetTimer（1，500，NULL）；開啟定時器每500ms觸發(fā)一次定時器事件，并在停止測量按鈕OnStop（）函數(shù)下添加KillTimer（1）；按鈕的作用是停止定時器事件。接著是添加WM_TIMER消息?？稍贠nTimer（UINTnIDEvent）上添加CByteArraybytoutArr；bytoutArr．Add（0xfd）；m_mscomm．SetOutput（COleVariant（bytoutArr））；（采用二進(jìn)制方式發(fā)送數(shù)據(jù)0xfd，500ms發(fā)送一次，下位機(jī)只有在接收到0xfd后才會將轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)傳回來，這也相當(dāng)于一個簡單的通信協(xié)議。
數(shù)據(jù)的接收處理（也是本文的重點）可通過在MSComm控件的消息響應(yīng)函數(shù)中采用查詢方式檢查接收事件是否發(fā)生來完成。具體代碼如下：
voidCCTestVotDlg::OnOnCommMscomml（）
{VARIANTvariant_inp；
COleSafeArraysafearray_inp；
LONGlen，k；
BYTErxdata[1024]；//設(shè)置字節(jié)數(shù)組
CStringstrtemp；
if（m_mscomm．GetCommEvent0==2）//事件值為2表示接收到數(shù)據(jù)
{variant_inp=m_mscomm．GetInput0；//讀緩沖區(qū)
safearray_inp=variant_inp；
len=safearray_inp．GetOneDimSize（）；//得到有效的數(shù)據(jù)長度
for（k=0；k<len；k++）
safearray_inp．Geement（&k，rxdata+k）；//轉(zhuǎn)化成BYTE型數(shù)組
m_receive=rxdata[0]；//將接收到的值賦予
float變量m_receive=m_receive/255；//接收到的數(shù)據(jù)為（0，255）之間的整數(shù)值
m_receive=m_receive*5；//這三步就得到0到5V的電壓值
m_receive=setprecision（m_receive，3）//這個函數(shù)的作用是保留小數(shù)點后三位
}
UpdateData（FALSE）；//更新編輯框，將數(shù)值顯示在編輯框中
}
4、結(jié)束語
上述實施方案可在實踐中很好地實現(xiàn)整個樣機(jī)的功能，實際使用證明，該儀器的各項指標(biāo)都能達(dá)到預(yù)期效果。本文對使用MSComm串行通信的方法做了著重的分析，同時分析了ActiveX技術(shù)的強(qiáng)大功能、充分的靈活性和易用性，具有一定的實踐意義。
