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【摘 要】介紹了兩個方面的內(nèi)容，一是路橋收費系統(tǒng)中PC機與LED顯示屏的串行通信實現(xiàn)方案，另一個是LED顯示字符點陣數(shù)據(jù)的提取方法。
?? 關(guān)鍵詞：串行通信 通信協(xié)議 點陣數(shù)據(jù)提取
近年來路橋收費管理系統(tǒng)不斷地向自動化、智能化的方向發(fā)展，它除了要完成基本的收費功能外，還需要對一些外部設(shè)備進行管理。這些外部設(shè)備是收費站與車輛司乘人員最直接的交流窗口，它不僅要控制車輛的放行和禁止，而且還要能夠給出有關(guān)車輛的車型、收費金額等提示信息。這些信息的給出是由信號燈、LED顯示屏、數(shù)碼管顯示器、語音報價器等外設(shè)來完成的。
在我們所設(shè)計的路橋收費管理系統(tǒng)中，道口工作站對這些外部設(shè)備的控制是通過兩者之間的串行通信實現(xiàn)的。下面我們僅以LED顯示屏為例，介紹工作站與外設(shè)的串行通信實現(xiàn)方案以及LED顯示字符點陣數(shù)據(jù)的提取方法。
1 道口工作站與LED顯示屏的串行通信
? 為了實現(xiàn)道口工作站和LED顯示屏的串行通信，我們首先在兩者之間定義了一個通信協(xié)議 。在本協(xié)議中主控器即道口工作站的PC機程序由VB語言編寫，被控器單片機程序由C51語言編寫。該串行通信是在PC機的RS－232串行口和MCS－51系列單片機的UART串行口之間進行的。下面首先給出通信協(xié)議的定義。
1．1 通信協(xié)議
?。?）通信常量的定義
?? 通信常量的定義見表1。
????????????????
??? 當(dāng)主控器或被控器發(fā)送命令時，對前幾個需要發(fā)送的字節(jié)作異或處理得到BCC校驗碼 ，并將該校驗碼作為最后一個字節(jié)發(fā)送。接收命令時，接收方對收到的所有字節(jié)進行異或處理，若為零，則表示數(shù)據(jù)傳輸無誤，否則進行出錯處理。
（2）主控器寫命令執(zhí)行方式
主：
(若末收到被控器發(fā)出的ACK或收到的BCC校驗出錯，該命令重發(fā)一次，共允許重發(fā)三次)
(若收到被控器發(fā)出的NAC或接收的BCC校驗出錯，該命令重發(fā)一次，共允許重發(fā)三次)
? （4）錯誤定義
信息傳輸失?。褐骺仄靼l(fā)出一條信息后收到被控器的錯誤應(yīng)答（包括校驗出錯），計為一次傳輸失敗。
超時：主控器發(fā)出一條信息后，過0．5s被控器無回音；被控器發(fā)出一條信息后，過0．1s主控器無回音。
?? 超數(shù)：一條信息傳輸失敗，重試三次仍失敗。
? （5）錯誤處理
當(dāng)主控器收到被控器的錯誤應(yīng)答（包括校驗出錯）時，在不超數(shù)的情況下，主控器將重新發(fā)送命令。若被控器超時一次，計為信息傳輸失敗一次。若被控器超數(shù)，則丟失本次傳輸所有數(shù)據(jù)，回到正常工作狀態(tài)。
1．2 通信程序的編寫
根據(jù)通信協(xié)議，我們使用VB語言在主控器PC機的通信窗體中共編寫了三個函數(shù)：通信的初始設(shè)置函數(shù)、主控器寫命令函數(shù)、主控器讀命令函數(shù)。其中初始設(shè)置函數(shù)主要完成串口的打開與關(guān)閉、通信端口號的設(shè)置以及波特率、校驗方式、數(shù)據(jù)位、停止位的設(shè)置等。主控器寫命令函數(shù)主要完成工作站的PC機向LED顯示屏發(fā)送各種需要顯示的問候語以及收費金額、余額等信息。主控器讀命令函數(shù)主要用于讀取LED顯示屏的狀態(tài)信息。
在該通信窗體中，我們使用了一個Active X控件Mscomm，該控件通過串行端口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，下面是有關(guān)該控件的一些屬性說明。
???????????????????
???圖1給出了主控器寫命令函數(shù)的程序流程圖。由圖1可知，在整個通信過程中，我們在主控器PC機的程序里設(shè)置了三個出錯檢測點：a）檢測被控器·發(fā)出的ACK信號以及BCC校驗是否正確；b）檢測被控器的響應(yīng)是否超時；c）檢測信息傳輸失敗是否連續(xù)超過3次。經(jīng)過我們的實踐證明，該串行通信實現(xiàn)方案較好地保證了信息傳輸?shù)目煽啃?，運行也非常穩(wěn)定。
???????????????????? ????????????????
2 LED顯示字符點陣數(shù)據(jù)的提取
一般來說，路橋收費管理系統(tǒng)中LED顯示屏并不需要顯示整個字模庫中的字符，而只需顯示某些特定的漢字和數(shù)字字符，如各種提示信息、收費金額、固定的問候語等。因此為了簡化LED部分的電路規(guī)模、降低成本，我們只需提取所需的特定字符的點陣數(shù)據(jù)。
在我國的漢字字模庫中，每一個字符，包括漢字、數(shù)字、英文字母等都是按照區(qū)位碼的順序存儲的，因此提取所需的特定字符的點陣數(shù)據(jù)可以采用兩種方法，一是首先從區(qū)位碼表中查出需要顯示的每一個字符的區(qū)位碼，然后根據(jù)這些區(qū)位碼采用文件定位的方式從漢字字模庫中提取出點陣數(shù)據(jù)；另一種方法是對每一個顯示字符，根據(jù)其ASCII碼和區(qū)位碼的關(guān)系首先獲得該字符的區(qū)位碼，然后根據(jù)區(qū)位碼提取出點陣數(shù)據(jù)。相對而言第二種方法比較靈活方便 ，而且也節(jié)省了設(shè)計者的時間。
下面以16×16點陣漢字字模庫為例，給出VB語言編寫的獲得特定字符點陣數(shù)據(jù)的具體程序。
End If
?????? ’以下將根據(jù)區(qū)位碼采用文件定位的方式從文件1中獲得該字符的數(shù)據(jù)信息，
??? ’并將其寫入文件2
以上介紹了PC機和LED顯示屏的串行通信實現(xiàn)方案以及LED顯示字符點陣數(shù)據(jù)的提取方法，其中本方案中提及的通信協(xié)議也可以應(yīng)用于PC機和其他外設(shè)的串行通信，有效地保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。?dāng)LED并不需要顯示整個漢字字模庫中的字符時，可以采用本文提供的點陣數(shù)據(jù)的提取方案，但是在某些情況下，若LED需要顯示所有的國標(biāo)一級漢字字符，則可以直接采用文件定位的方法從第1區(qū)開始提?。ù藭r提取的點陣數(shù)據(jù)包含有英文字母和數(shù)字等非漢字字符），也可以從第16區(qū)開始提取數(shù)據(jù)（此時提取的全部是漢字?jǐn)?shù)據(jù)）。在實際應(yīng)用中，讀者可以根據(jù)自己的需要對串行通信協(xié)議以及點陣數(shù)據(jù)的提取方法進行選擇和修改。
2 李華，孫曉民等．MCS－51系列單片機實用接口技術(shù)．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999
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近年來路橋收費管理系統(tǒng)不斷地向自動化、智能化的方向發(fā)展，它除了要完成基本的收費功能外，還需要對一些外部設(shè)備進行管理。這些外部設(shè)備是收費站與車輛司乘人員最直接的交流窗口，它不僅要控制車輛的放行和禁止，而且還要能夠給出有關(guān)車輛的車型、收費金額等提示信息。這些信息的給出是由信號燈、LED顯示屏、數(shù)碼管顯示器、語音報價器等外設(shè)來完成的。
在我們所設(shè)計的路橋收費管理系統(tǒng)中，道口工作站對這些外部設(shè)備的控制是通過兩者之間的串行通信實現(xiàn)的。下面我們僅以LED顯示屏為例，介紹工作站與外設(shè)的串行通信實現(xiàn)方案以及LED顯示字符點陣數(shù)據(jù)的提取方法。
1 道口工作站與LED顯示屏的串行通信
? 為了實現(xiàn)道口工作站和LED顯示屏的串行通信，我們首先在兩者之間定義了一個通信協(xié)議 。在本協(xié)議中主控器即道口工作站的PC機程序由VB語言編寫，被控器單片機程序由C51語言編寫。該串行通信是在PC機的RS－232串行口和MCS－51系列單片機的UART串行口之間進行的。下面首先給出通信協(xié)議的定義。
1．1 通信協(xié)議
?。?）通信常量的定義
?? 通信常量的定義見表1。
????????????????
??? 當(dāng)主控器或被控器發(fā)送命令時，對前幾個需要發(fā)送的字節(jié)作異或處理得到BCC校驗碼 ，并將該校驗碼作為最后一個字節(jié)發(fā)送。接收命令時，接收方對收到的所有字節(jié)進行異或處理，若為零，則表示數(shù)據(jù)傳輸無誤，否則進行出錯處理。
（2）主控器寫命令執(zhí)行方式
主：
(若末收到被控器發(fā)出的ACK或收到的BCC校驗出錯，該命令重發(fā)一次，共允許重發(fā)三次)
(若收到被控器發(fā)出的NAC或接收的BCC校驗出錯，該命令重發(fā)一次，共允許重發(fā)三次)
? （4）錯誤定義
信息傳輸失?。褐骺仄靼l(fā)出一條信息后收到被控器的錯誤應(yīng)答（包括校驗出錯），計為一次傳輸失敗。
超時：主控器發(fā)出一條信息后，過0．5s被控器無回音；被控器發(fā)出一條信息后，過0．1s主控器無回音。
?? 超數(shù)：一條信息傳輸失敗，重試三次仍失敗。
? （5）錯誤處理
當(dāng)主控器收到被控器的錯誤應(yīng)答（包括校驗出錯）時，在不超數(shù)的情況下，主控器將重新發(fā)送命令。若被控器超時一次，計為信息傳輸失敗一次。若被控器超數(shù)，則丟失本次傳輸所有數(shù)據(jù)，回到正常工作狀態(tài)。
1．2 通信程序的編寫
根據(jù)通信協(xié)議，我們使用VB語言在主控器PC機的通信窗體中共編寫了三個函數(shù)：通信的初始設(shè)置函數(shù)、主控器寫命令函數(shù)、主控器讀命令函數(shù)。其中初始設(shè)置函數(shù)主要完成串口的打開與關(guān)閉、通信端口號的設(shè)置以及波特率、校驗方式、數(shù)據(jù)位、停止位的設(shè)置等。主控器寫命令函數(shù)主要完成工作站的PC機向LED顯示屏發(fā)送各種需要顯示的問候語以及收費金額、余額等信息。主控器讀命令函數(shù)主要用于讀取LED顯示屏的狀態(tài)信息。
在該通信窗體中，我們使用了一個Active X控件Mscomm，該控件通過串行端口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，下面是有關(guān)該控件的一些屬性說明。
???????????????????
???圖1給出了主控器寫命令函數(shù)的程序流程圖。由圖1可知，在整個通信過程中，我們在主控器PC機的程序里設(shè)置了三個出錯檢測點：a）檢測被控器·發(fā)出的ACK信號以及BCC校驗是否正確；b）檢測被控器的響應(yīng)是否超時；c）檢測信息傳輸失敗是否連續(xù)超過3次。經(jīng)過我們的實踐證明，該串行通信實現(xiàn)方案較好地保證了信息傳輸?shù)目煽啃?，運行也非常穩(wěn)定。
???????????????????? ????????????????
2 LED顯示字符點陣數(shù)據(jù)的提取
一般來說，路橋收費管理系統(tǒng)中LED顯示屏并不需要顯示整個字模庫中的字符，而只需顯示某些特定的漢字和數(shù)字字符，如各種提示信息、收費金額、固定的問候語等。因此為了簡化LED部分的電路規(guī)模、降低成本，我們只需提取所需的特定字符的點陣數(shù)據(jù)。
在我國的漢字字模庫中，每一個字符，包括漢字、數(shù)字、英文字母等都是按照區(qū)位碼的順序存儲的，因此提取所需的特定字符的點陣數(shù)據(jù)可以采用兩種方法，一是首先從區(qū)位碼表中查出需要顯示的每一個字符的區(qū)位碼，然后根據(jù)這些區(qū)位碼采用文件定位的方式從漢字字模庫中提取出點陣數(shù)據(jù)；另一種方法是對每一個顯示字符，根據(jù)其ASCII碼和區(qū)位碼的關(guān)系首先獲得該字符的區(qū)位碼，然后根據(jù)區(qū)位碼提取出點陣數(shù)據(jù)。相對而言第二種方法比較靈活方便 ，而且也節(jié)省了設(shè)計者的時間。
下面以16×16點陣漢字字模庫為例，給出VB語言編寫的獲得特定字符點陣數(shù)據(jù)的具體程序。
End If
?????? ’以下將根據(jù)區(qū)位碼采用文件定位的方式從文件1中獲得該字符的數(shù)據(jù)信息，
??? ’并將其寫入文件2
以上介紹了PC機和LED顯示屏的串行通信實現(xiàn)方案以及LED顯示字符點陣數(shù)據(jù)的提取方法，其中本方案中提及的通信協(xié)議也可以應(yīng)用于PC機和其他外設(shè)的串行通信，有效地保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。?dāng)LED并不需要顯示整個漢字字模庫中的字符時，可以采用本文提供的點陣數(shù)據(jù)的提取方案，但是在某些情況下，若LED需要顯示所有的國標(biāo)一級漢字字符，則可以直接采用文件定位的方法從第1區(qū)開始提?。ù藭r提取的點陣數(shù)據(jù)包含有英文字母和數(shù)字等非漢字字符），也可以從第16區(qū)開始提取數(shù)據(jù)（此時提取的全部是漢字?jǐn)?shù)據(jù)）。在實際應(yīng)用中，讀者可以根據(jù)自己的需要對串行通信協(xié)議以及點陣數(shù)據(jù)的提取方法進行選擇和修改。
參 考 文 獻
1 Noel Jerke等．VisualBasic 6開發(fā)人員指南．北京：機械工業(yè)出版社，西蒙與舒斯特國際出版公司，19992 李華，孫曉民等．MCS－51系列單片機實用接口技術(shù)．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999
工商網(wǎng)監(jiān)
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