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如何使用c++builderapi函数编写出串行通信控制程序

助工
2020-02-25 23:07:14    评分

1、 引言

计算机串行通信是计算机与控制设备(plc)进行数据传送的基本通信方式,也是实现工业自动控制经常用到的通信模式。每一种通信方式都严格约定了与其对应的通信协议,要确保计算机与plc之间能正常通信,就必须遵照其通信协议编写通信程序。

2、 串行通信

串行通信在工业系统控制的范畴中一直占据着极其重要的地位,串行端口(rs-232)是计算机上的标准配置,常用于连接调制解调器来传输数据,在计算机的硬件设备管理器中可以看到,定义为com1、com2等。常用的串行通信方式有两种,分别是rs-232和rs-485,本文以rs-232方式为例进行介绍。

3、 上位机编程

3.1 c++builder编程

c++builder是由borland公司推出的产品。它采用c++语言作为开发语言,是面向对象语言,具有可视化编程界面且功能强大。

3.2 c++builder串行通信相关api函数

c++builder本身并不提供单独的串行通信组件,而是使用一些windows api的函数来达到此目的。这些函数是由操作系统所提供,可以为程序设计人员提供相当多的执行功能。api中与串行通信相关的函数约有20个,本文将对经常使用的函数作讨论。

(1) 打开串行端口

hcomm=createfile(comno,generic_read|generic_write,0,null,open_existing,0,0)

函数参数定义如下:

hcomm:createfile()函数的返回值,程序使用此返回值进行相关的串行端口操作。

comno:定义串行端口号,为com1、com2等。

generic_read|generic_write:对串行端口的读/写操作。

0:是否共享串行端口,通常不会将串行端口与其它程序共享,因此设为0,否则为1。

null:函数的返回值hcomm是否可被子程序继承,此处设为不可继承。

open_exisTIng:打开端口的方式,串行端口是一种设备,必须指定为open_exisTIng方式。

0:使用同步或异步方式传输数据,同步方式编程简单,速率快,因此设为0,否则为1。

0:由于使用串行端口编程,设为0。

(2) 得到串行端口状态:

getcommstate(hcomm,&dcb)

函数参数定义如下:

hcomm:createfile()函数的返回值。

dcb:串行端口控制块地址,负责对串行端口参数进行设置,具体参数如下:

dcb.baudrate:设置串行端口的波特率,有19200kb/s、9600kb/s、4800kb/s几种,一般为:9600kb/s。

dcb.bytesize:设置串行端口的数据位数,有5、6、7、8几种,欧姆龙plc数据位数为7。

dcb.parity:设置串行端口的校验位检查,有none、even、odd几种,设为none。

dcb.stopbits:设置串行端口的停止位数,有1、1.5、2几种, 欧姆龙plc的停止位数为1。

(3) 设置串行端口状态:

setcommstate (hcomm,&dcb)

函数参数定义与getcommstate()函数相同。

(4) 向串行端口写数据:

writefile(hcomm,senddata,bs,&lrc,null)

函数参数定义如下:

hcomm:createfile()函数的返回值。

senddata:写数据的地址。

bs:写入数据的字节数。

lrc:被写入的数据地址。

null:写入数据的同步检查,串行端口采用同步通信时可以设为null。

(5) 清除串行端口的错误或将串行端口当前的数据状态送至输入缓冲区:

clearcommerror(hcomm,&dwerror,&cs)

函数参数定义如下:

hcomm:createfile()函数的返回值。

dwerror:返回错误信息代码。

cs:指向串行端口状态的结构变量。

(6) 从串行端口的输入缓冲区读出数据:

readfile(hcomm,inbuff,cs.cbinque,&nbytesread,null);函数参数定义如下:

hcomm:createfile()函数的返回值。

inbuff:指向用来存储数据的地址。

cs.cbinque:读取数据的字节数。

nbytesread:总的读取字节数。

null:如果不进行后台工作,串行端口设为null。

(7) 关闭串行端口:

closehandle(hcomm)

函数参数定义如下:

hcomm:createfile()函数的返回值。

4 、plc通信数据帧介绍

计算机与欧姆龙plc通信时,按应答方式进行。由计算机发给plc一组ascii码字符数据,这一组数据成为命令块。plc收到命令块后经分析认为命令正常,则按照命令进行操作,将操作结果返回给计算机。plc返回给计算机的这一组数据称为响应块。若plc收到命令后经分析确认命令不正常,则返回给计算机错误命令块。计算机和plc通信时,欧姆龙plc是被动的,必须先由计算机给plc发出命令块,plc再给计算机发出响应块。命令块和响应块以帧(frame)为单位进行传送,一帧最多由131个字符组成。下面将欧姆龙plc命令帧与响应帧的组成结构介绍如下:

4.1 命令帧

帧结构解析:

@:在起始处必须放置

节点号:有效值为00—31, 表示pc机最多可同32台plc通信

头代码:plc的命令代码

发送文本:pc机发送的命令参数

fcs(frame check sequence) :帧检查顺序代码(帧校验码)

帧校验码是2位(bit) 十六进制数。它是由帧数据包含的所有字符的ascii码进行位异或运算的结果。

终止符:“*”号和回车符“cr”

举例如下:

读h区命令帧结构如图2所示。

4.2 响应帧


帧结构解析:

@ :返回命令头

节点号 :有效值为00—31,返回数据的plc节点号

头代码 :plc的命令代码

尾代码 : 返回命令完成状态码

接收文本: 在有数据时返回的数据

fcs :帧检查顺序代码

终止符:“*”号和回车符“cr”


4.3 fcs(帧数据冗余校验码)的计算

为了降低串行通信的误码率,在接收和发送端都必须对数据进行校验,常用的方法是进行fcs校验。对帧数据进行冗余校验计算时,应对帧数据中各个字符的ascii码进行位异或运算,然后将结果转为2位十六进制字符。

5 c++builder api函数应用

5.1 通信主程序的设计架构

通信主程序的主要功能:实现计算机对plc的运行控制和状态监视,即构成一个闭环监控系统。

5.2 打开串信端口

(1) 打开通信端口,对端口进行初始化设置,工作流程如图6示。

(2) 打开通信端口程序源代码:

void__fastcall tform1::button1click(tobject *sender)

{

char *comno;

dcb dcb;

string temp;

temp=“com”+inttostr(rdcom-》itemindex+1);

comno=temp.c_str() ;

hcomm=createfile(comno,generic_read|generic_write,

0,null,open_exisTIng,1,0);

if(hcomm==invalid_handle_value)

{

messagebox(0,“打开通信端口错误,请检查端口是否被占用!!” ,“comm error”,mb_ok);

return;

}

getcommstate(hcomm,&dcb);

dcb.baudrate=cbr_9600;

dcb.bytesize =7;

dcb.parity =evenparity;

dcb.stopbits =onestopbit;

setcommstate(hcomm,&dcb);

if(!setcommstate(hcomm,&dcb))

{

messagebox(0,“通信端口设置错误!!!”,“set error”,mb_ok);

closehandle(hcomm);

return;

}

}

5.3 写plc内存数据

(1) 将计算机发出的命令写入plc,实现计算机对plc的控制功能。

(2) 写plc内存函数程序源代码:

string tform1::write(string address,string value)

{

unsigned long lrc,bs;

string temp;

char *senddata;

char inbuff[1024];

int ln,i=0;

string word,check;

dword nbytesread,dwevent,dwerror;

comstat cs;

word=“@00wd”+address+value;

if(hcomm==0)

{

messagebox(0,“串口未打开!!!”,“错误信息”,mb_ok);

return(0);

}

temp=outchecksum(word);

senddata=temp.c_str() ;

bs=strlen(senddata);

loop:

if(++i《=3)

{

writefile(hcomm,senddata,bs,&lrc,null);

sleep(100);

if(hcomm==invalid_handle_value) return(0);

clearcommerror(hcomm,&dwerror,&cs);

if(cs.cbinque》sizeof(inbuff))

{

purgecomm(hcomm,purge_rxclear);

return(0);

}

readfile(hcomm,inbuff,15,&nbytesread,null);

check=inbuff;

if(check.substring(6,2)!=“00”)

{

goto loop;

}

}

else

{

messagebox(0,“数据写错误”,“通信错误”,mb_ok);

}

}

5.4 读plc内存数据

(1)从plc中读取数据,监视plc的运行数据。


(2) 读plc内存函数程序源代码:

string tform1::read(string address,string value)

{

string readdata,readdata1,readdata2;

string temp;

unsigned long lrc,bs;

char *senddata;

int ln,i=0,len;

dword nbytesread,dwevent,dwerror;

comstat cs;

char inbuff[1024];

string word;

word=“@00rd”+address+value;

if(hcomm==0) return(0);

temp=outchecksum(word);

senddata=temp.c_str();

bs=temp.length();

loop:

if(++i《=3)

{

writefile(hcomm,senddata,bs,&lrc,null);

sleep(100);

if(hcomm==invalid_handle_value) return(0);

clearcommerror(hcomm,&dwerror,&cs);

if(cs.cbinque》sizeof(inbuff))

{

purgecomm(hcomm,purge_rxclear);

return(0);

}

cs.cbinque=4*strtoint(value)+11;

readfile(hcomm,inbuff,cs.cbinque,&nbytesread,null);

inbuff[cs.cbinque]=`\0`;

readdata =inbuff;

len=readdata.length();

if(len==0)

{

goto loop;

}

if(readdata.substring(6,2)!=“00”)

{

goto loop;

}

if(inchecksum(readdata)!=1)

{

goto loop;

}

}

else

{

messagebox(0,“读数据错误”,“通信错误”,mb_ok);

}

return(readdata);

}

6 、结束语

本文围绕如何使用c++builder api函数编写出符合计算机与欧姆龙plc串行通信协议的控制程序进行阐述,项目已经调试通过运行。




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