VisualC++5.0下對變頻器進行串行通信控制

1系統(tǒng)的總體設計

重點突出PC機與變頻器RS485的接口部分。RS485的驅動器可帶32個接收器，在波特率為100kbps時，通信距離可達到10Mbps.在工業(yè)現(xiàn)場，RS485是應用較多的一種通信方式。圖中PC機通過RS485通信接口卡與多個變頻器相連接，最多達到32臺。每個變頻器(變頻器應用)被賦予各自的地址碼用以識別身份，這樣上位機便能通過RS485通信線，對掛在上面的所有變頻器進行控制操作。

2變頻器的串行通信協(xié)議

對于西門子MicroMaster變頻器。其通信方式為RS485，波特率最高可達到19200bit/s;1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位奇偶效驗位，1位停止位。

3Windows98下串行通信API函數(shù)

3.1Windows下串行通信編程特征

在Windows環(huán)境下，系統(tǒng)完全接管了各種硬件資源，不允許用戶象在MSDOS下一樣直接對控制串行口的硬件端口進行編程管理，而是由設備驅動程序統(tǒng)一管理。16位的Windows3.1操作系統(tǒng)提供了專門的串行通信的API函數(shù)：OpenComm()，CloseComm()，ReadComm()，WriteComm()等，通過這些專用的API(ApplicationProgrammingInterf ace)函數(shù)來設置和讀，寫串行口;而Windows98將串行口和其它通信設備統(tǒng)一視作文件，對串行口的打開，關閉，讀寫等操作與操作普通文件的API函數(shù)相同，正是由于這些函數(shù)的多態(tài)性，同時還由于需要結合Windows98的線程編程，事件驅動等新技術，因而使得Windows98下的串行口通信編程比較復雜。

在Windows98中將串行口與文件統(tǒng)一起來了，對它們的打開，讀，寫，關閉等操作都使用相同的API函數(shù)，但是串行口不能象文件一樣可被刪除，這些差別體現(xiàn)在API函數(shù)中參數(shù)的設置上。因此，串行通信API函數(shù)的用法是串行通信編程的關鍵。

下面介紹幾個與串行通信編程密切相關的API函數(shù)。

3.2打開串行口API函數(shù)

Windows98通信會話以調用CreateFile()函數(shù)打開串行口開始。打開串行口成功，返回一個操作句柄。該句柄供隨后對串行口的設置，讀寫等操作用。

調用此函數(shù)要注意幾個參數(shù)的設置：dwShareM ode指定該端口的共享屬性，串行口不能作為共享設備，故參數(shù)值必須為零，這是文件與通信設備之間的主要差別之一;dwCreate必須為OPENEXIST ING，因為CreateFile()只能打開存在的端口，而不能象創(chuàng)建新文件一樣創(chuàng)建物理上不存在的新串口;端口的屬性設置參數(shù)dwFlagsAndAttributes應設置為FILE#FLAG#OVERLAPPED;參數(shù)hTemplateF ile必須為NULL.返回值：若成功，返回創(chuàng)建的句柄;否則返回，INVALID_HANEDLE#VALUE.

3.3配置串行口API函數(shù)

配置串行口通信參數(shù)時要和設備控制塊DCB(DeviceControlBlock)打交道，DCB有近30個數(shù)據(jù)成員，是一個很復雜的數(shù)據(jù)結構，全部搞清楚它們的含義相當費時。這里介紹一種簡捷的方法可以做到不了解DCB的詳細內容就可以設置好串行通信參數(shù)。通過下面的程序來說明串行通信參數(shù)的設置方法。

DCBdcb;定義設備控制塊GetCommState;取出系統(tǒng)缺省設備控制塊BuildCommDCB;設置DCB主要參數(shù)SetCommState;

3.4超時設置API函數(shù)

編寫通信應用程序的一個很關鍵的問題是如何處理通信中的不可預測的事件。這些事件可能會引起I/O線程掛起或者線程被無限阻塞。Windows98對于這類問題提供了安全措施，可通過超時設置來決定通信是否異常并作相應處理。因此，超時設置在串行通信中尤為重要。

超時設置過程分為兩步，首先設置COMMT IMEOUTS結構中的五個變量，然后調用SetC ommTimeouts()函數(shù)設置超時值。

3.5讀串口API函數(shù)

串行口打開后，可以對它進行讀寫操作。

3.6寫串口API函數(shù)

3.7關閉串口API函數(shù)

串行口是非共享資源，某應用程序打開串行口后，即獨占該資源，只有該應用程序釋放串口，其它應用程序才能訪問。所以打開串行口后，一定要關閉串口。關閉串口函數(shù)較簡單。函數(shù)原型：BOOL CloseHandle(HANDLEhObject);其中hObject參數(shù)為CreateFile()返回的端口句柄。返回值非零，則調用成功。

4VisualC++5.0下對變頻器進行串行通信控制

4.1Windows98的串行通信工作方式

在Windows98中，串行通信有兩種工作方式：查詢方式和事件驅動方式。兩種工作方式各有優(yōu)缺點，用戶可根據(jù)實際需要選擇其中的一種，下面分別介紹這兩種工作方式。

4.2查詢方式

對于從串口讀取數(shù)據(jù)來說，查詢是最為直接，易于理解的技術，但是查詢會占用大量的CPU時間，效率較低，利用查詢方式讀取串口數(shù)據(jù)時通常要建立一個線程，建立線程使用CreateThread()函數(shù)，循環(huán)查詢在線程里進行。

4.3事件驅動方式

事件驅動I/O方式是指線程通過監(jiān)視通信資源中的一組事件來進行I/O操作，這種方式類似于MSDOS下的中斷工作方式，效率高，可被監(jiān)視的事件如表所示。

實際編程中，對串行口的讀，寫操作要建立兩個工作線程。在讀，寫線程中通過SetCommMask()函數(shù)設置事件屏蔽來監(jiān)視指定通信資源上的事件。指定一組事件后，線程可以使用WaitCommEvent()函數(shù)等待其中一個事件發(fā)生，在等待過程中，它將花費極少的CPU時間。注意：WaitCommEvent()函數(shù)和讀寫操作函數(shù)一樣，可以同步或異步使用，這主要取決于在第三個參數(shù)中是否指定OVERLAPPED結構。如果指定為NULL，該函數(shù)就是同步的，必須等到SetCommMask()中指定的事件有一個發(fā)生時它才返口;如果指定了一個OVERLAPPED結構，該函數(shù)即工作在異步方式。

4.4變頻器串口通信控制檢測的軟件編程

MicroMaster變頻器回送的狀態(tài)信息一幀為14個字節(jié)，為此程序編制上采用事件驅動的通信方式，串口每接收14個字符便激活一個事件，在消息處理函數(shù)中加入相應的處理代碼，用來讀取狀態(tài)字ZSW和HIW各位的狀態(tài)參數(shù)，并作出相應的處理，如顯示，報警等。下面簡要給出利用事件驅動I/O方式讀出變頻器回送狀態(tài)字的程序源代碼。假設串口COMM1已經(jīng)按前面的方式打開。

變頻器回送的狀態(tài)信息利用Windows的消息處理函數(shù)進行處理。在消息處理事件中，將變頻器回送的14個狀態(tài)字一次全部讀到VARIANT變量Parameter中，然后程序再從VARIANT類型數(shù)組變量Parameter中分別讀取各狀態(tài)字，在屏幕上顯示，判斷并報警。

5結論

在開發(fā)的實時數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)中，利用事件驅動方式的串行通信編程技術和MicroMaster變頻器RS485的串行通信功能方便地實現(xiàn)了在Windows98環(huán)境下用單臺PC機控制多臺變頻器驅動交流異步電動機的任務，并能實時檢測各個變頻器的運行狀態(tài)。整個控制系統(tǒng)靈活方便，具有很大的實用性。

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