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金刚石合成控制系统中多串口通信技术的设计与实现

信息来源:jjjggg.com   时间: 2012-08-10  浏览次数:745

     1 引言

传统的金刚石合成机控制系统是由一个PLC和一个可显示终端构成。这种传统的控制系统一般具有如下缺点:

(1) 系统所有的工作都由PLC完成,其控制精度较差,致使合成的金刚石质量较差;

(2) 显示终端的平面尺寸过小,这一方面使得操作人员观察系统的状态很不方便,另一方面也常常会引起误操作;

(3) 金刚石合成工艺复杂,需控制的参数很多,但原控制系统不能对参数进行保存,这样在根据不同产品和工艺要求对部分参数进行调整时,每次都必须重新设置所有的参数,操作非常麻烦;

(4) 界面不友好;

(5)不能通过控制系统自动考核操作人员的工作质量。

为了提高控制精度、方便操作,开发新的控制系统迫在眉睫。笔者针对以上问题,将IPC与PLC有机结合在一起,开发了一套新的控制系统。通过该系统可在上位机(IPC)和PLC之间通过RS-232与RS-485进行大量串口通信。

2 VC串口通信分析

在32位Windows系统下使用VC开发串口通信程序通常有如下4种方法:

 (1)使用Microsoft公司提供的名为MSCOMM的通信控件;

 (2)直接使用Windows应用程序接口(API);

(3)自行设计一个串口通信类;

(4)通过开发一个ActiveX控件来实现串口通信功能。

在上述几种方法中,实际上还是使用Windows API函数,然后把串口通信的细节给封装起来,同时提供给用户几个简单的接口函数。上述几种方法各有优缺点,但在实际情况下,大多数编程人员喜欢使用API函数自行设计串口通信类。 

用Windows API函数进行串口通信的编程流程如图1所示。其中打开串口是确定串口号与串口的打开方式;初始化串口用于配置通讯的波特率、每字节位数、校验位、停止位和读写超时等;读写串口用于向串口进行发送数据和从串口接收数据;关闭串口用于将串口关闭并释放串口资源(Windows系统下串口是系统资源)。

由于绝大多数控制系统中串口通信是比较费时的,而且监控系统还要进行数据处理和显示等,所以一般采用多线程技术,并用AfxBeginThread()函数创建辅助线程来管理串口通信,这样,主进程就能在进行串口读写的同时,处理数据并完成用户指令的响应,但是设计时一定要处理好数据的共享问题。

串口读写既可以选择同步、异步方式,也可以选择查询、定时读写和事件驱动方式。由于同步方式容易造成线程阻塞,所以一般采用异步方式;而查询方式要占用大量的CPU时间,所以一般采用定时读写或者事件驱动方式,事件驱动方式相关文献较多,故此重点讨论定时读写方式。定时读写方式就是上位机向下位机发送固定格式的数据,在下位机收到后向上位机返回状态信息数据。由于数据的传输需要时间,所有上位机发送数据后就调用_sleep()函数进行休眠,休眠的时间可根据需要进行不同的设置。这样,可以节省CPU时间,以使系统能够很好地进行监控工作和处理其它事务。

3 VC串口通信的设计与实现

笔者在Windows系统下,采用面向对象的方法和多线程技术,并使用Visual C6.0作为编程工具开发了一个通用串口通信类CSerialPort,该CSerialPort类封装了串口通信的基本数据和方法,下面给出CSerialPort类的简单介绍。

    ——本信息真实性未经中国金刚石网证实,仅供您参考