NI LabwindowsCVI串口编程 RS232 教程
更新时间:2023-05-26 14:08:01 阅读量: 实用文档 文档下载
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4.4.1 RS-232C 接口介绍
在介绍具体的RS-232 函数库之前,本节先简要介绍RS-232C 接口。美国电子工业协会(EIA)公布的 RS-232C 是用的最多的一种串行通信标准,它是从CCITT 远程通信标准中导出的,用于数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DEC)之间的接口。该标准包括按位串行传输的电气和机械方面的规定。
一、 接口信号
RS-232C 的机械指标规定:RS-232C 接口通向外部的连接器(插针插座)是一种“D” 型25 针插头。由于25 芯中有许多是不常用的,IBM-PC 对其进行了简化,取了其中的 常用的9 芯,构成了9 芯RS-232C 串行接口,使其成为一种事实上的串行接口标准配 置。RS-232C 的“D”型9 针插头引脚定义如图4-13 所示。
RS-232C 标准接口中的主要信号是“发送数据”和“接收数据”,它们用来在两个 系统或设备之间传送串行信息。对于异步通信,传输的串行位数据信息的单位是字符。
二、 数据传送格式和电气特性
图 4-14 示出了RS-232C 以位串行方式传输数据的格式,这是微机系统中最通用的 格式。7 位ASCII 码数据的连续传送由最低有效数字位开始,而以奇偶校验位结束。应 当指出,RS-232C 标准接口并不限于ASCII 数据,事实上还可有5 到8 个数据位,后 加一奇偶校验位,并有1 或2 位停止位。
在电性能方面,这一标准使用负逻辑。逻辑1 电平是在-15V 到-5V 范围内,逻辑0 电平则在+5V 到+15V 范围内。它要求RS-232C 接收器必须能识别低至+3V 的信号作为 逻辑0,而识别高至-3V 的信号作为逻辑1,这意味着有2V 的噪声容限。RS-232C 进行 数据传输的最高速率为20KB/S,通信距离最长为15m。
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4.4.2 RS-232 函数库概述
LabWindows/CVI 6.0 提供的RS-232 函数库主要包括以下几类函数:串行口打开/
关闭(Open/Close)函数,串行口输入/输出(Input/Output)函数,串行口控制(Control) 函数,串行口状态查询(Status)函数,串行口事件处理(Callbacks)函数。列表如下:
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4.4.3 RS-232 编程举例
利用LabWindows/CVI 的RS-232 函数库进行串行口应用编程时,主要包括以下几
个步骤:首先要打开一个串行口并对其进行配置,然后用户就可以利用该串行口收发数 据,程序结束之前则应当关闭该串行口。
本节结合一个实例介绍RS-232 函数库的使用方法。读者能在目录\samples\rs232\
commcallback.prj 下找到该例子。该实例利用计算机的串行口1 实现了“自发自收”和 “串行口事件检测”的功能。所谓“自发自收”指的是从计算机串行口发送出去的信息又被本计算机收到,而“串行口事件检测”的意思是当计算机的串行口检测到特定的字 符时就弹出提示对话框。
该例子虽然简单,但它非常有助于用户掌握串行口编程的基本思路和RS-232 相关 函数的使用方法。以下将分步骤介绍该该例程的实现方法。
步骤一:编写界面,生成程序框架
首先,用户应按照图4-15 所示编写软面板。为方便用户编写软面板,表4-28 列出 了软面板上各控件的基本属性设置。
图 4-15 软面板示意图
表 4-28 软面板主要控件基本属性设置
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软面板编完以后,用户就可以利用LabWindows/CVI 自动生成程序框架,并进入步 骤二。
步骤二:打开串行口1 并进行配置
此部分代码添加在主函数中,如下所示:
int main (int argc, char *argv[])
{
if (InitCVIRTE (0, argv, 0) == 0) /* Initialize CVI libraries */
return -1; /* out of memory */
if ((gPanelHandle = LoadPanel (0, "commcallback.uir", PANEL)) < 0)
return -1;
if ((gHelpPanelHandle = LoadPanel (0, "commcallback.uir", HELP_PANEL)) < 0)
return -1;
OpenComConfig (1, "", 9600, 0, 8, 1, 512, 512); /* 打开串行口1 并进行配置
*/
SetCTSMode (1, LWRS_HWHANDSHAKE_OFF); /* 禁止硬件握手 */
FlushInQ (1); /* 清空串行口1 的输入队列 */
FlushOutQ (1); /* 清空串行口1 的输出队列 */
/* 弹出窗口提示用户输入待检测的事件字符 */
PromptPopup ("Event Charcter", "Enter the Event Character", gEventChar, 1);
/* 为串行口1 设置一个回调函数,使得串行口1 收到待检测字符时就调用回
调
函数 Event_Char_Detect_Func 给出提示 */
InstallComCallback (1, LWRS_RXFLAG, 0, (int)gEventChar[0] ,
Event_Char_Detect_Func, 0);
DisplayPanel (gPanelHandle); /* 显示主界面 */
RunUserInterface (); /* 运行用户界面 */
CloseCom (1); /* 在退出程序之前关闭串行口1*/
DiscardPanel (gPanelHandle);
DiscardPanel (gHelpPanelHandle);
return 0;
}
上述代码中用到了函数OpenComConfig,该函数的功能是:打开一个串行口并对 该串行口进行配置。
函数原型:int OpenComConfig (int COM_Port, char Device_Name[ ],
long Baud_Rate, int Parity, int Data_Bits,
int Stop_Bits, int Input_Queue_Size,
int Output_Queue_Size);
参数说明:
COM_Port:整型变量,用于指定要打开的端口号,有效范围为1-1000。
Device_Name[ ]:字符型数组,用ASCII 字符串表示的串行口名,该参数一般默认 为空。
Baud_Rate:长整型变量,串行口的波特率,标准的波特率有:110、300、600、1200、 2400、4800、9600、19200 等。应当指出,利用串行口进行通讯时,通讯双方的波特率 必须一致。此外,包括通讯双方的奇偶校验模式、数据位位数、停止位位数等也必须一
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致。
Parity:整型变量,用于指定奇偶校验模式。0 表示无奇偶校验,1 表示奇校验,2则表示偶校验,另有两种不太常用的校验模式,此处不作介绍。
Data_Bits:整型变量,用于指定每帧信息中数据位的位数,可选的位数为5、6、7 和8。
Stop_Bits:整型变量,用于指定每帧信息中停止位的位数,可选的位数为1 和2。 Input_Queue_Size:整型变量,用于指定串行口输入队列的大小。
Output_Queue_Size:整型变量,用于指定串行口输出队列的大小。
因此,OpenComConfig (1, "", 9600, 0, 8, 1, 512, 512)的作用是打开串行口1,并对串 行口1 配置如下:波特率为9600,无奇偶校验,8 位数据位,一位停止位,输入/输出 队列的大小均为512 字节。
函数 FlushInQ (1)和FlushOutQ (1)的作用分别为清空串行口1 的输入队列和输出队 列。
上述代码中还用到了一个关键性的函数InstallComCallback,该函数的功能是:为
指定的串行口设置一个回调函数,当有相应的事件(比如串行口收到了特定的字符)发 生时,就调用指定的回调函数。
函数原型:int InstallComCallback (int COM_Port, int Event_Mask,
int Notify_Count, int Event_Character,
ComCallbackPtr Callback_Function,
void *Callback_Data);
参数说明:
Event_Mask:整型变量,用于指定一个事件,当该事件发生时,就调用指定的回
调函数,如果要禁止回调函数的调用,该参数填0。不同的常量名代表不同的事件,以 下将几个常用的常量名解释如下:
常量名 串行口事件
LWRS_RXCHAR 串行口收到任意的字符
LWRS_RXFLAG 串行口收到特定的字符
LWRS_TXEMPTY 串行口的发送序列为空
LWRS_RECEIVE 串行口输入队列中的字符数已达到指定的数量
Notify_Count:整型变量,使LWRS_RECEIVE 事件能够发生的输入队列内的最小 字节数。
Event_Character:整型变量,用于指定触发LWRS_RXFLAG 事件(串行口收到特 定的字符)的字符值。
Callback_Function:用于指定被调用的回调函数名,而且回调函数必须按以下格式
定义:void CVICALLBACK CallbackFunctionName (int portNo,int eventMask, void *callbackData)
Callback_Data:该参数可以是指向某个数据的指针,也可以是一个整形变量,它将 被传给上述的回调函数Callback_Function。一般该参数填为0 即可。
由以上的叙述可知,InstallComCallback (1, LWRS_RXFLAG, 0, (int)gEventChar[0] , Event_Char_Detect_Func, 0)函数的作用是:当串行口1 收到特定的字符时就调用函数 Event_Char_Detect_Func , 提示用户串行口1 收到了某个特定的字符。函数
Event_Char_Detect_Func 的代码如下:
void CVICALLBACK Event_Char_Detect_Func (int portNo,int eventMask,void
*callbackData)
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{
char outMessage[256];
Fmt (outMessage, "%s<%s%s%s",
"The Character \"",gEventChar,"\" was detected");
MessagePopup ("Install CommCallback", outMessage);
/* 弹出一个消息框给出提示信息 */
return;
}
步骤三:利用串行口收发数据
在本例中,串行口发送数据是通过该命令按钮“Send Data”对应的回调函数
SendData()实现的,代码如下:
int CVICALLBACK SendData (int panel, int control, int event, void *callbackData,
int eventData1, int eventData2)
{
char info[20];
switch (event)
{
case EVENT_COMMIT:
/* 清空“Message Received”字符串*/
SetCtrlVal (gPanelHandle, PANEL_OUTOUT_STRING, "\0");
/* 将“Message to Send”字符串控件内的信息的存到数组info 中 */
GetCtrlVal (gPanelHandle, PANEL_INPUT_STRING, info);
FlushInQ (1); /*清空串行口1 的输入队列*/
/* 将“Message to Send”字符串控件内的信息的从串行口1 输出 */
ComWrt (1, info, strlen(info));
break;
}
return 0;
}上述代码中,用到了函数ComWrt(1, info, strlen(info)),其作用在于将数组info[ ] 中的信息送到串行口的输出队列。
函数原型:int ComWrt (int COM_Port, char Buffer[ ], int Count);
参数:
Buffer[]:字符型数组,欲输出的信息存在该数组中。
Count:整型变量,用于指定要输出的字节数。
串行口收数据则是通过命令按钮“Receive Data”对应的回调函数ReceiveData() 实现的,其代码如下:
int CVICALLBACK ReceiveData (int panel, int control, int event, void *callbackData, int eventData1, int eventData2)
{
char readBuf[20] = {0};
int strLen;
switch (event)
{
case EVENT_COMMIT:
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strLen = GetInQLen (1); /* 获取串行口1 输入队列内的字符数 */
/* 将串行口1 输入队列内的所有字符读到数组readBuf 中 */
ComRd (1, readBuf, strLen);
/* 将从串行口输入队列读回的字符显示在“Message Received”字符串控件上
*/
SetCtrlVal (gPanelHandle, PANEL_OUTOUT_STRING, readBuf);
SetActiveCtrl (gPanelHandle, PANEL_INPUT_STRING);
break;
}
return 0;
}
上述代码中,GetInQLen (1)函数用于获取串行口1 输入队列内的字符数,函数
ComRd (1, readBuf, strLen)则实现了将串行口1 输入队列内的所有字符读到数组 readBuf 中的功能。现对该函数解释如下:
函数原型:int ComRd (int COM_Port, char Buffer[ ], int Count);
参数:
Buffer[ ]:字符型数组,用于存储从串行口读回的信息。
Count:整型变量,用于指定要读取的字节数。
步骤四:关闭串行口
用户使用完串行口以后,必须关闭串行口。关闭串行口只需用一个函数 CloseCom 就可实现。在本例中CloseCom (1)表示关闭串行口1。
到此为止,程序的编制工作都完成了,用户在运行程序之前需要先做好以下准备工
作:首先在计算机的串行口1 上连一根9 芯RS-232 电缆,然后再用一根导线将RS-232电缆上的2 端子(接收数据端)和3 端子(发送数据端)短接,电缆上的其它端子都为
空。做完以上准备工作后,用户就可执行该程序。程序运行后首先弹出一提示框,提示 用户输入待检测的字符,如图4-16 所示。用户输入任一字符后将进入主界面,如图4-15 所示。在图4-17 中,左上角的字符串控件用于显示串行口要发送的信息,左下角的字 符串控件则用于显示串行口所收到的信息。用户点击“Send Data”命令按钮,串行口 就将左上角控件内的字符串发送出去,由于事先已将串行口的发送和接收端子短接,因 此被发送的字符串实际上是被送到了串行口的输入队列,用户只需点击“Receive Data” 命令按钮,串行口将读取输入队列内的字符串并显示在左下角的字符串控件内。此时, 如果被发送的字符串中包含了用户先前输入的字符,程序将检测到并给出提示,如图 4-18 所示。
图 4-16 提示用户输入字符
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图 4-17 主界面
图 4-18 提示串行口收到了字符“s”
由以上的介绍可知,利用 LabWindows/CVI 的RS-232 函数库可以很方便地进行串行口应用编程。编程的基本过程为:首先打开一个串行口并根据实际需要对其进行配置, 然后用户就可以利用该串行口收发数据,最后则应该关闭串行口。
此外,用户在进行串行口编程时,必须注意以下问题:
(1)串行通讯双方必须使用相同的通讯协议,如双方的波特率、数据位位数、奇偶 校验模式、停止位位数等必须一致。
(2)前面曾提到端口号的有效范围为1-1000,但是计算机一般只有1-2 个串行口, 因此用户在打开串行口时,必须确保所使用的端口号是实际存在的。
(3)为了确保串行口初始化成功,用户可先使用CloseCom 函数(当串行口处于关 闭状态时,该函数不起任何作用)将要初始化的串行口关闭。
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