VC串口通信的数据采集系统设计

　　1 引 言

　　串行通讯是计算机与其他设备进行数据交换时经常使用的方法之一,他具有实现简单,使用灵活方便,数据传输可靠等优点,因而在工业监控、数据采集和实时监控系统中得到广泛应用.

　　2 系统结构

　　系统的组成结构如图1所示.中央控制PC++机是系统的核心,要求数据采集软件具有良好的稳定性和兼容性.所以独立设计了一套基于Visual C++ 6.0的多线程通讯软件,它与前端的扫描仪串口通信是典型的主从式,在硬件上通过MOXA公司的串口卡实现500K波特的采集速率.

　　3 用MSComm控件实现高速串口数据采集的问题

　　MSComm控件在串口编程时非常方便,程序员不必花时间去了解较为复杂的API函数,只需要在串口通信资源的属性(ProperTIes)一项中配置串口,串口通信的波特率、数据位数、停止位数、奇偶校验、发送缓冲区大小、接收缓冲区大小以及超时设置等均在此时进行配置.完成串口配置之后即可打开串口,进行数据读写.

　　对于一般数据交换及串口通信来说,MSComm控件完全能够满足要求.但由于控件本身对于接收缓冲区大小设置的限定,为高速数据采集软件的设计带来了麻烦.如果接收缓冲区不能满足设计的要求,当缓冲区内数据达到消息响应值并响应存储命令时,而新采集的数据传输速度大于已接收到数据的存储速度,就会造成接收缓冲区的溢出,直接导致系统的崩溃.这一点在程序设计初期深有体会.

　　在程序设计时也尝试当缓冲区达到阈值响应消息时,在消息响应中启动一个新的线程,先将缓冲区中接收到的数据取出到新开辟的内存单元中,再进行数据存储.程序可以运行,但出现了新的问题,即有的数据帧中的数据发生丢失.分析产生这种数据丢失的原因,还是由于控件本身对于接收缓冲区大小设置的限定.

　　4 程序设计创新

　　4．1多线程程序设计思想

　　在32位Windows系统中,术语多任务是指系统可以同时运行多个进程,而每个进程也可以同时执行多个线程.进程就是应用程序的运行实例.每个进程都有自己私有的虚拟地址空间,每个进程都有一个主线程,但可以建立另外的线程.进程中的线程是并行执行的,每个线程占用CPU的时间由系统来划分.

　　可以把线程看作是 *** 作系统分配CPU时间的基本实体,系统不停的在各个线程之间切换,它对线程的中断是汇编语言级的.系统为每一个线程分配一个CPU时间段,某个线程只有在分配的时间段内才有对CPU的控制权.

　　进程中所有的线程共享进程的虚拟地址空间,这意味着所有线程都可以访问进程的全局变量和资源.这一方面为编程带来了方便,但另一方面也容易造成冲突.虽然在进程中进行费时的工作不会导致系统的挂起,但会导致进程本身的挂起.所以,如果进程即要进行长期工作,又要响应用户的输入,那么它可以启动一个线程来专门负责费时的工作,而主线程仍然可以与用户进行交互.由此可见,利用Win32的重叠I/O *** 作和多线程特性,可以编出高效的通信程序.

　　高速串口数据采集软件的特点是接收数据的速度要求很高,接收数据量很大,而控制扫描仪发送的命令字数据量很小.根据这些特性,可以在程序中创建一个辅助工作者线程专门来监视串行口的输入.由于写串口的数据量不大,不会太费时,所以在主线程中完成写端口的任务是可以的,不必另外创建线程.