收費系統(tǒng)中PC機與LED顯示屏的串行通信

近年來路橋收費管理系統(tǒng)不斷地向自動化、智能化的方向發(fā)展，它除了要完成基本的收費功能外，還需要對一些外部設備進行管理。這些外部設備是收費站與車輛司乘人員最直接的交流窗口，它不僅要控制車輛的放行和禁止，而且還要能夠給出有關車輛的車型、收費金額等提示信息。這些信息的給出是由信號燈、led顯示屏、數碼管顯示器、語音報價器等外設來完成的。

在我們所設計的路橋收費管理系統(tǒng)中，道口工作站對這些外部設備的控制是通過兩者之間的串行通信實現(xiàn)的。下面我們僅以led顯示屏為例，介紹工作站與外設的串行通信實現(xiàn)方案以及l(fā)ed顯示字符點陣數據的提取方法。 1道口工作站與led顯示屏的串行通信

為了實現(xiàn)道口工作站和led顯示屏的串行通信，我們首先在兩者之間定義了一個通信協(xié)議 。在本協(xié)議中主控器即道口工作站的pc機程序由vb語言編寫，被控器單片機程序由c51語言編寫。該串行通信是在pc機的rs－232串行口和mcs－51系列單片機的uart串行口之間進行的。下面首先給出通信協(xié)議的定義。

1．1通信協(xié)議

（1）通信常量的定義

通信常量的定義見表1。

當主控器或被控器發(fā)送命令時，對前幾個需要發(fā)送的字節(jié)作異或處理得到bcc校驗碼 ，并將該校驗碼作為最后一個字節(jié)發(fā)送。接收命令時，接收方對收到的所有字節(jié)進行異或處理，若為零，則表示數據傳輸無誤，否則進行出錯處理?！?br>
（2）主控器寫命令執(zhí)行方式
主：

(若末收到被控器發(fā)出的ack或收到的bcc校驗出錯，該命令重發(fā)一次，共允許重發(fā)三次)

(若收到被控器發(fā)出的nac或接收的bcc校驗出錯，該命令重發(fā)一次，共允許重發(fā)三次)

（4）錯誤定義

信息傳輸失?。褐骺仄靼l(fā)出一條信息后收到被控器的錯誤應答（包括校驗出錯），計為一次傳輸失敗。

超時：主控器發(fā)出一條信息后，過0．5s被控器無回音；被控器發(fā)出一條信息后，過0．1s主控器無回音。 超數：一條信息傳輸失敗，重試三次仍失敗。

（5）錯誤處理

當主控器收到被控器的錯誤應答（包括校驗出錯）時，在不超數的情況下，主控器將重新發(fā)送命令。若被控器超時一次，計為信息傳輸失敗一次。若被控器超數，則丟失本次傳輸所有數據，回到正常工作狀態(tài)。

1．2　通信程序的編寫

根據通信協(xié)議，我們使用vb語言在主控器pc機的通信窗體中共編寫了三個函數：通信的初始設置函數、主控器寫命令函數、主控器讀命令函數。其中初始設置函數主要完成串口的打開與關閉、通信端口號的設置以及波特率、校驗方式、數據位、停止位的設置等。主控器寫命令函數主要完成工作站的pc機向led顯示屏發(fā)送各種需要顯示的問候語以及收費金額、余額等信息。主控器讀命令函數主要用于讀取led顯示屏的狀態(tài)信息。

在該通信窗體中，我們使用了一個active x控件mscomm，該控件通過串行端口發(fā)送和接收數據，下面是有關該控件的一些屬性說明。

圖1給出了主控器寫命令函數的程序流程圖。由圖1可知，在整個通信過程中，我們在主控器pc機的程序里設置了三個出錯檢測點：a）檢測被控器·發(fā)出的ack信號以及bcc校驗是否正確；b）檢測被控器的響應是否超時；c）檢測信息傳輸失敗是否連續(xù)超過3次。經過我們的實踐證明，該串行通信實現(xiàn)方案較好地保證了信息傳輸的可靠性，運行也非常穩(wěn)定。

2　led顯示字符點陣數據的提取

一般來說，路橋收費管理系統(tǒng)中l(wèi)ed顯示屏并不需要顯示整個字模庫中的字符，而只需顯示某些特定的漢字和數字字符，如各種提示信息、收費金額、固定的問候語等。因此為了簡化led部分的電路規(guī)模、降低成本，我們只需提取所需的特定字符的點陣數據。

在我國的漢字字模庫中，每一個字符，包括漢字、數字、英文字母等都是按照區(qū)位碼的順序存儲的，因此提取所需的特定字符的點陣數據可以采用兩種方法，一是首先從區(qū)位碼表中查出需要顯示的每一個字符的區(qū)位碼，然后根據這些區(qū)位碼采用文件定位的方式從漢字字模庫中提取出點陣數據；另一種方法是對每一個顯示字符，根據其ascii碼和區(qū)位碼的關系首先獲得該字符的區(qū)位碼，然后根據區(qū)位碼提取出點陣數據。相對而言第二種方法比較靈活方便 ，而且也節(jié)省了設計者的時間。

下面以16×16點陣漢字字模庫為例，給出vb語言編寫的獲得特定字符點陣數據的具體程序

以上介紹了pc機和led顯示屏的串行通信實現(xiàn)方案以及l(fā)ed顯示字符點陣數據的提取方法，其中本方案中提及的通信協(xié)議也可以應用于pc機和其他外設的串行通信，有效地保證數據傳輸的可靠性。當led并不需要顯示整個漢字字模庫中的字符時，可以采用本文提供的點陣數據的提取方案，但是在某些情況下，若led需要顯示所有的國標一級漢字字符，則可以直接采用文件定位的方法從第1區(qū)開始提取（此時提取的點陣數據包含有英文字母和數字等非漢字字符），也可以從第16區(qū)開始提取數據（此時提取的全部是漢字數據）。在實際應用中，讀者可以根據自己的需要對串行通信協(xié)議以及點陣數據的提取方法進行選擇和修改。