PC机与嵌入式计算机系统串行通讯的硬软件实现

　　1　引言

　　目前，先进的嵌入式计算机以其优良的品质、高可靠性及模块化，广泛地应用于工业控制、航空航天、医疗、智能仪表、通讯、数控、自动化生产设备、数据采集等领域。在实际应用中，有时需要借助微机的强大的数据处理能力和丰富的软件资源，使得组成的系统功能更为强大。这样，为了提升系统的整体性能，必须实现PC机和嵌入式计算机之间的通讯。它们之间的通讯可以通过并行通讯或串行通讯两种方式来实现。由于串行通讯相对于并行通讯有接线数量少，抗干扰性能好等优点，所以，这里采用串行通讯的方式。

　　2　嵌入式计算机的硬件和通讯软件的设计

　　2.1　系统的功能简介

　　本文以温控系统为背景作介绍。现场的嵌入式计算机的模拟量采集模块和数字量采集模块采集温度湿度、以及执行机构的开关量状态，经自身的MCU(微控器)进行简单的处理后，经串行通讯的方式，将这些数据上传至微机，微机则先将模拟量资料存入数据库中(为了中长期地跟踪温控系统的控制效果，便于以后的分析)，再通过控制算法来计算输出控制量，并通过通讯下传到嵌入式计算机中，然后再由其控制量输出至相应的执行机构进行控制。整个系统这样设计的优点在于：通过微机上的图形控制接口，生动实时地向用户显示控制对象的情况;友好的用户接口使得用户可以在微机上直接手动输出来控制被控对象;同时又发挥了嵌入式计算机系统的稳定性、可靠性和高度灵活性等特点。

　　2.2　嵌入式计算机的硬件结构

　　嵌入式计算机系统由以下几部分组成：模拟量采集部分，数字量采集部分及输出部分，通讯部分和微控器的综合控制部分。

　　模拟量采集部分最少可以采集32路的模拟量，并可以通过硬件的跳线设置最多采集64路的模拟量。通过模拟开关的切换，可以将模拟量信号经过A/D芯片转化为数字量信号，再做进一步的处理。A/D芯片用的是德州仪器公司(Texas InstrumentsIncorporation)的TLC2543C。TLC2543C是渐次逼近式的A/D转换器，具有12位的精度，可以同时对11路信号进行转换。数字量采集部分及输出部分使用了NEC8255芯片，通过软件对NEC8255进行设置来选择数字量的输入与输出的方向。通讯部分将MCU的TTL电平转换为进行RS-485通讯所需的485电平。微控器的综合控制部分的作用是：对模拟量采集部分、数字量采集部分及输出部分、以及通讯部分进行协调控制，同时可以接受用户的按键输入，它也将负责将采集到的模拟量转换后，在现场的LED上显示出来。系统框图如图1所示。