針對傳統(tǒng)方式下計算機(jī)與外圍設(shè)備通訊可視化低的缺點，以ACS-30-XB信函包裹電子秤為例，系統(tǒng)地介紹 PC機(jī)與8031單片機(jī)的串行通訊原理，在WHmiows 98操作系統(tǒng)下用Delphi語言開發(fā)實現(xiàn)了 ACS -30-XB電子秤的量程自 動切換和零點自動跟蹤功能、PC機(jī)與ACS -30 -XB電子秤之間的串行通訊，并通過配置的RS 232 C標(biāo)準(zhǔn)串行口，實現(xiàn)計算 機(jī)的聯(lián)網(wǎng)管理。實驗結(jié)果表明，開發(fā)的ACS-30-XB電子秤在顯示精度和穩(wěn)定性方面都表現(xiàn)出了較好的特性，同時，具有良 好的可視化界面，便于操作管理。

1.引言

電子秤作為一種自動稱重的串行通信外圍設(shè)備，被各 行各業(yè)廣泛使用，如車輛自動稱重電子磅秤，郵政系統(tǒng)使 用的多功能信函包裹電子秤等。這些電子秤都是通過標(biāo) 準(zhǔn)串行通訊接口——RS 232 C與計算機(jī)進(jìn)行連接，并將 采集到的數(shù)據(jù)以規(guī)定的協(xié)議格式通過線路傳輸?shù)接嬎銠C(jī) 中，而計算機(jī)也以同樣的通訊協(xié)議接收數(shù)據(jù)并加以處理， 從而完成計算機(jī)與外圍設(shè)備的串行通訊。串行通訊是指 在一根傳輸線路上一位一位地傳送數(shù)據(jù)，其特點在于：雖 傳輸速度慢、效率低，但傳送可靠，所用的傳輸線路少，特 別適合于遠(yuǎn)距離傳輸，因而在實際應(yīng)用中被廣泛使用。 傳統(tǒng)方式下要實現(xiàn)計算機(jī)與外圍設(shè)備的通訊，大多采用匯 編語言或C語言來實現(xiàn)。然而隨著Windows98操作系統(tǒng) 的廣泛使用和圖形化用戶界面（GUI)開發(fā)工具的廣泛流 行，研究基于Windows98平臺下的串口通訊程序的實現(xiàn)方法就具有非常實際的意義。一方面他提高傳統(tǒng)開發(fā)方 式的效率;另一方面他彌補傳統(tǒng)程序設(shè)計語言的局限性， 可以將串口通訊程序與許多其他應(yīng)用相互結(jié)合起來，如： 數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。本文將以ACS-30-XB信函包裹電子秤 為例，具體介紹串行通信的基本原理以及利用Delphi語言 如何具體實現(xiàn)上述電子秤的串行通訊方法。

2.ACS-30-XB電子秤簡介及串行通訊原理

2.1電子秤簡介

ACS-30-XB電子秤是由中國航空工業(yè)總公司開發(fā)研制的，集郵政功能與商用功能于一體的智能 型產(chǎn)品。該秤采用8031單片機(jī)和高精度測力傳感器，具 有量程自動切換和零點自動跟蹤功能，在顯示精度和穩(wěn)定 性方面都具有較好的表現(xiàn)，該秤配置RS 232 C標(biāo)準(zhǔn)串行 口，可實現(xiàn)計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)管理，為實現(xiàn)郵政電子化提供了 基礎(chǔ)。

2.1.1主要技術(shù)指標(biāo)

量程：0 ~ 30 kg ；最小顯示：1 g/0 ~ 3 kg； 2 g/3 ~ 6 kg; 5 g/6 ~ 15 kg; 10 g /15 ~30 kg ；準(zhǔn)確度：1 /3 000 F ?S；重量顯示窗:5位。

2.1.2串口功能定義

ACS - 30 - XB電子秤中8031單片機(jī)的串口功能定義 為只用TXD和RXD，其他腳不用。

2.1.3串口通訊協(xié)議定義

波特率：2 400 b;起始位：1;數(shù)據(jù)位:8;奇偶校驗位： 無;讀數(shù)命令：61H (ASCII W數(shù)據(jù)輸出格式：用5位 ASCII碼表示重量，重量單位克，各ACSII位的進(jìn)制單位 依次為萬位、千位、百位、十位、個位。

2.2PC機(jī)與電子秤的串行通訊原理

2.2.1系統(tǒng)硬件組成

系統(tǒng)釆用PC機(jī)作為上位機(jī)，ACS - 30 - XB電子秤作 為下位機(jī)，二者通過RS 232C串行接口進(jìn)行連接，傳輸介 質(zhì)為4芯屏蔽電纜，具體連接見圖1。系統(tǒng)釆用主從結(jié)構(gòu) 進(jìn)行通訊，其中RXD，TXD和一根地線共同構(gòu)成了一個最 簡單的全雙工串行通訊連接線路，可實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)收發(fā)。

2.2.2單片機(jī)串行通訊內(nèi)部工作機(jī)制

由于單片機(jī)TTL電平和RS 232C電平不兼容，因此 必須外接電路實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。在ACS -30 -XB電子秤 中釆用TI公司的MAX 232來實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)換，其接口電路 如圖2所示。MAX 232芯片工作時使用電源+5V，需外 接4個0. 1 W電容。RS 232C總線在沒有數(shù)據(jù)傳送時，保 持低電平-5V?-15V;在通信時，PC機(jī)從單片機(jī)數(shù)據(jù) 源接受數(shù)據(jù)，因此必須在硬件上實現(xiàn)多個數(shù)據(jù)源之間相互 隔離，以免沒有發(fā)送信號的單片機(jī)的低電平對正在發(fā)送的 信號形成干擾。圖2中MAX 232的第14腳通過一個二 極管接到RS 232C的2號線上，2號線通過一個10 k^電 阻下拉至MAX 232的第6腳，這樣就避免數(shù)據(jù)干擾，實現(xiàn) 信號的正常發(fā)送。

另外，整個系統(tǒng)中，由于各下位機(jī)共享串行總線，為避免沖突，系統(tǒng)釆用主從控制方式工作，每次通訊都由上位 機(jī)開始，由上位機(jī)分配總線的使用權(quán)，同時下位機(jī)也可請 求通訊以上報數(shù)據(jù)，但需要等待上位機(jī)將總線使用權(quán)分配 給他才能發(fā)送數(shù)據(jù)，因此每臺下位機(jī)都需分配一個惟一的 地址。

2.2.3 PC機(jī)與8031單片機(jī)串行通訊原理

依據(jù)上述通訊協(xié)議，上位機(jī)的軟件以協(xié)議規(guī)定方式初 始化并打開串行端口，并向串口發(fā)送Y字符作為讀數(shù)指 令，以控制下位機(jī)發(fā)送實際稱重數(shù)據(jù);上位機(jī)讀數(shù)指令發(fā) 送完畢后，等待接收下位機(jī)數(shù)據(jù);下位機(jī)在接收到讀數(shù)指 令后，通過串口發(fā)送實際稱重數(shù)據(jù)。上位機(jī)在接收到稱重 數(shù)據(jù)后，一次串口通訊過程完成。

3.軟件實現(xiàn)

3.1開發(fā)平臺及開發(fā)工具的選擇

釆用Windows98操作系統(tǒng)作為主控機(jī)軟件開發(fā)的平 臺，因為其是現(xiàn)今廣泛使用的操作平臺，具有良好的用戶 界面，并且操作簡便，簡單易學(xué)。而Delphi作為當(dāng)今快速 應(yīng)用程序開發(fā)（RAD)工具中的佼佼者，具有完全面向?qū)?/span> 象、完全編譯、編譯后代碼運行速度快且可獨立運行等優(yōu) 點;尤其是支持第三方的控件體系，使其具有強(qiáng)大的功能 擴(kuò)展性，因此是首選的開發(fā)工具。

3.2 PC機(jī)與8031單片機(jī)的串口通訊的具體實現(xiàn)

3.2. 1 SPCOMM控件的安裝

選擇Delphi的“ Component”主菜單，再選擇子菜單 “ Install Component …”，瀏覽找到下載的 Spcomm. pas 程 序文件，即可將其安裝到System控件頁中，控件類名為 T Comm。

3.2.2創(chuàng)建新工程

在Delphi中新建一個工程文件，在主窗體Form1上 放置一個名為Comm1的TComm控件，用于串口通信，并 在窗體上放置一個名為Edit1的TEdit控件，用于顯示接 收到的稱重數(shù)據(jù)。

3.2.3編程實現(xiàn)讀取電子秤上稱重的數(shù)據(jù)

根據(jù)以上電子秤所用8031單片機(jī)的通信協(xié)議，可配置TComm的相應(yīng)屬性，從而實現(xiàn)PC機(jī)與8031單片機(jī)間的通信，具體實現(xiàn)方法如下：

在程序單兀Unit1的Private節(jié)中添加以下InitPort

和SendReadSignal兩個過程聲明，其實現(xiàn)代碼如下：

//初始化端口子過程 procedure Tform1. InitPort begin

=Com2 ；

//指定端口名為Com2端口 2400； / /波特率 2 400

Comm1. StopComm; Comm1. CommName ：

Comm1. Baud Rate ::

4.結(jié)語

實驗結(jié)果表明：利用Delphi開發(fā)串口通訊程序，不但 程序的可讀性好、編程效率高，而且利用Delphi便于開發(fā) 數(shù)據(jù)庫程序的特性，很容易將串口通訊功能與數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 結(jié)合起來，以更好地滿足市場的需要，編寫的基于Win dows 98操作系統(tǒng)下的信函包裹自動稱重記費系統(tǒng)，在郵 政行業(yè)中被廣泛使用，取得了較好的效益。