2．通信系統硬件電路設計
　　通信系統硬件電路設計的突出特點是，控制器的外圍一改傳統的并行擴展，而采用新型串行芯片進行串行總線擴展。與傳統的并行擴展相比，具有體積小、性能價格比高、工作可靠性高的優點。存儲器ATC256、通信芯片MAX485均是I2C總線器件。單片機AT89C52的串行數據發送端TXD和串行數據接受端RXD分別與MAX485驅動器輸入端DI和驅動器輸出端D0，接受器輸出使能端RE接地，驅動器輸出使能端DE接單片機的T1端（P3.5腳）。存儲器ATC256的串行數據線SDA和串行時鐘線SCL分別AT89C52的P3.7和P3.6相連，具體硬件電路框圖如圖1所示：

3.數據的存儲—ATC256①
　　測得的溫度、電流和速度等信號需實時保存，以便根據參數變化情況進行故障診斷和對加速度變化情況進行分析等。系統設計存儲器采用美國ATMEL公司推出的串行E2PROM——24C256。24C256遵從I2C總線協議，通過數據線SDA和時鐘線SLA兩根線直接與單片機相連，不需要其它器件和外圍電路。它具有256Kbit的位存儲容量，按8位一個字節的方式可提供32K字節的存儲空間。對ATC256的讀寫操作完全符合I2C總線的數據傳送，傳送的每一幀數據為一個字節，要求每傳送一個字節后，對方回應一個應答位。發送時先放送數據最高位，每次傳送開始有起始信號，結束時有停止信號。在系統的設計中，對ATC256的寫操作采用字節寫，讀操作采用順序讀的方式。根據系統要求，每到一分鐘就向ATC256中寫入1條記錄（包括三個溫度、電流、速度等5個數據），上位機需要讀取數據時，可根據上位機的讀取指令讀取任意條記錄。
　　對ATC256的讀/寫程序流程如圖2所示：



　　圖2 字節寫（左），連續讀（右）程序流程

4．串行數據通信程序設計

4．1通信協議

　　本系統串行通信采用異步通信方式。協議如下：
　　1． 一幀數據由1位起始位、8位數據位、無奇偶校驗位、1位停止位共10位組成。
　　2． 波特率設為2400bps。單片機串行口按方式1工作，波特率由定時器T1控制，
　　PC機串口波特率通過VB通訊控件的Settings屬性設置，為保證數據傳送的準確性，兩者的波特率必須一致。
4．2下位機（單片機）串行通信及程序設計
　　單片機可以采用中斷方式或查詢RI（接受中斷標志位）或TI（發送中斷標志位）方式進行數據通信②。設計采用查詢方式，在定時器T2中斷子程序中查詢RI，一旦檢測到RI=1則轉入接受數據子程序，在子程序中單片機讀取從上位機發送的通信指令、讀取記錄個數等數據，經校驗正確后，即從ATC256存儲器中將歷史記錄數據上傳給PC機，單片機發送數據子程序流程圖如圖3：

圖3單片機發送數據子程序流程圖

4．3上位機（PC機）串行通信及程序設計
　　1．編程方法
上位機利用Visual Basic 6.0編程。用VB6.0開發串行通信程序有兩種法，一種是利用Windows的API函數；另一種是采用VB6.0的通信控件MSComm。利用API函數編寫串行通信程序較為復雜，需要掌握大量的通信知識，其優點是可實現的功能更豐富、應用面更廣泛，適合于編寫較為復雜的低層次通信程序。而VB6.0的MSComm通信控件提供了標準的事件處理函數、事件、方法，并通過控件屬性對串口參數進行設置，比較容易地解決了串口通信問題。
　　2．VB6.0的通信控件及通信方式③
　　MSComm是VB6.0提供的ActiveX控件，使用前需將該控件添加到VB工具欄。MSComm控件具有功能完善的串口數據發送和接受功能，有兩種處理通信的方式，即事件驅動方式和查詢方式，事件驅動方式是利用MSComm控件的OnComm事件捕獲并處理通信錯誤事件，是處理串行端口交互作用的一種非常有效的方法；查詢方式是通過檢查CommEvent屬性的值來判斷事件和錯誤。
　　本系統采用事件驅動方式進行串口通信設計，圖4為上位機通信界面，設計4個命令按紐，分別為發送命令、退出、保存、瀏覽數據；兩個文本框，Text2用于輸入需從下位機讀取的記錄個數，Text3用于顯示下位機發送來的數據；進行數據通信的單片機和串行通信口的選擇通過兩組單選按紐完成。在發送命令按紐的Click事件中，將通信指令通過串行口發送給上位機，當選擇左側單片機時（變量LR(1)=1）,通信指令為“ET”， 選擇右側單片機時（變量LR(1)=2），通信指令為 “DT”，數據傳送以回車符（十進制ASCII碼為13）作為結束標記。

下面是MSComm控件的初始化程序、部分數據發送和接受程序：
MSComm控件的初始化（屬性設置）程序：
MScomm1.ComPort=1 ；設置串行端口(com1)
MScomm1.Settings=2400,n,8,1 ；設置波特率及數據幀格式
MScomm1.InputMOde=1 ；數據接受按字節(binary)方式
MScomm1.InbufferSize=4000 ；數據接受緩沖區大小為4000字節
MScomm1.InputLen=0 ；INPUT讀取緩沖區的所有內容

數據發送程序：
Private Sub Command1_Click()
Dim outbuf(1 To 6) As Byte
Dim lstr1 As String
Dim hstr2 As String
Dim len1 As Integer
Command1.Enabled = False
len1 = Len(Hex(Val(Text2.Text)))
………
If LR(1) = 1 Then
outbuf(1) = 69 ；對應字符“E”
Else
outbuf(1) = 68 ；對應字符“D”
End If
outbuf(2) = 84 ；對應字符“T”
outbuf(3) = LR(1)
outbuf(4) = stoby(hstr2)
outbuf(5) = stoby(lstr1)
outbuf(6) = 13
MScomm1.RThreshold = 5 * Val(Text2.Text)
MScomm1.Output = outbuf
End Sub
數據接受程序：
Private Sub MScomm1_OnComm()
Select Case MScomm1.CommEvent
Case comEvReceive
Dim inbuf() As Byte, i%, buf$
buf = ""
inbuf = MScomm1.Input
Rev_num = UBound(inbuf)
ReDim lnum(0 To Rev_num) As Integer
For i = 0 To Rev_num
lnum(i) = inbuf(i)
buf = buf + Str(inbuf(i)) + " "
Next i
Case comEvSend
End Select
End Sub
　　由于MSComm控件數據接受設計為按字節方式，可接發的數值范圍為0～255。當上位機讀取數據個數超過255（1字節）時，為了能讓下位機正確接受，解決方法是通過編制的函數stoby將文本框Text2輸入的記錄個數（字符型）轉化成字節型，并分成兩個字節送給下位機。另外，系統中有關數據保存、數據圖表處理、打印等功能的實現在此不再贅述。

5.結論
　　I2C總線器件的采用簡化了硬件電路設計，提高了可靠性。本系統已投入使用，經過實際應用表明，通信系統工作穩定、可靠。滿足系統要求，每到一分鐘就向ATC256中寫入1條記錄（5個數據），ATC256可保存12小時的記錄，下位機需要讀取數據時，可根據下位機的讀取指令讀取任意條記錄。