单片机通信与控制应用编程实例

　　本书从应用的角度介绍了单片机通信与控制技术。全书共分12章，分别为：单片机及控制系统概述；单片机串行通信概述；单片机与单片机串口通信编程实例；单片机与PC串口通信之数据传送编程实例；单片机与PC串口通信之模拟量输入编程实例；单片机与PC串口通信之模拟量输出编程实例；单片机与PC串口通信之数字量输入编程实例；单片机与PC串口通信之数字量输出编程实例；单片机与GSM短信模块串口通信编程实例；单片机与无线数传模块串口通信编程实例；采用组态软件实现单片机与PC串口通信编程实例；单片机的典型应用——智能仪器温度测量。

　　本书内容丰富，可供各类自动化、计算机应用、机电一体化等专业的大学生、研究生学习单片机通信技术，也可供计算机控制系统研发的工程技术人员参考。

　　为方便读者学习，本书提供超值配套光盘，内容包括实例源程序、程序运行录屏、系统测试录像、软硬件资源等。

前言
第1章  单片机及控制系统概述 1
　1.1  单片机概述 1
　　1.1.1  单片机的组成 1
　　1.1.2  单片机的分类和指标 2
　　1.1.3  常用的单片机系列 3
　　1.1.4  单片机的开发工具 5
　　1.1.5  单片机的特点及应用 5
　1.2  单片机应用系统概述 7
　　1.2.1  单片机应用系统的种类 7
　　1.2.2  单片机控制系统的组成 7
　　1.2.3  单片机应用系统的开发过程 10
　1.3  单片机开发板B简介 13
　　1.3.1  单片机开发板B的功能 13
　　1.3.2  单片机开发板B的主要电路 14
　　1.3.3  单片机开发板B的功能测试 16
第2章  单片机串行通信概述 23
　2.1  串行通信的基本概念 23
　　2.1.1  并行通信与串行通信 23
　　2.1.2  串行通信工作模式 24
　　2.1.3  异步传输与同步传输 25
　　2.1.4  串行通信的基本参数 26
　2.2  串行通信的接口标准 26
　　2.2.1  RS-232C接口标准 26
　　2.2.2  RS-422/485接口标准 28
　2.3  PC中的串行端口 30
　　2.3.1  查看串行端口信息 30
　　2.3.2  串口通信线路连接 31
　　2.3.3  串口通信调试 32
　　2.3.4  虚拟串口的使用 33
　2.4  单片机中的串行接口 35
　　2.4.1  串口的结构与控制 35
　　2.4.2  串口的工作方式 36
　　2.4.3  波特率的计算与串口初始化 38
　2.5  PC编程软件的串行通信开发工具 40
　　2.5.1  串行通信控件MSComm 40
　　2.5.2  LabWindows/CVI串口通信函数 47
第3章  单片机与单片机串口通信编程实例 51
　3.1  单片机与一个单片机串口通信 51
　　3.1.1  设计任务 51
　　3.1.2  线路连接 51
　　3.1.3  使用查询方式C51程序设计 52
　　3.1.4  使用中断方式C51程序设计 60
　3.2  单片机与多个单片机串口通信 65
　　3.2.1  多机通信原理与通信协议 66
　　3.2.2  设计任务 67
　　3.2.3  线路连接 68
　　3.2.4  使用查询方式C51程序设计 68
　　3.2.5  使用中断方式C51程序设计 76
第4章　单片机与PC串口通信之数据传送编程实例 85
　4.1　单个单片机与PC串口通信 85
　　4.1.1　设计任务 85
　　4.1.2　线路连接 86
　　4.1.3　单片机端采用C51实现 86
　　4.1.4　PC端采用Visual Basic实现 91
　　4.1.5　PC端采用C++ Builder实现 96
　　4.1.6　PC端采用LabWindows/CVI实现 101
　4.2　多个单片机与PC串口通信 107
　　4.2.1　设计任务 108
　　4.2.2　线路连接 108
　　4.2.3　单片机端采用查询方式C51程序设计 109
　　4.2.4　单片机端采用中断方式C51程序设计 113
　　4.2.5　PC端采用Visual Basic实现 117
　　4.2.6　PC端采用C++ Builder实现 118
　　4.2.7　PC端采用LabWindows/CVI实现 120
第5章　单片机与PC串口通信之模拟量输入编程实例 123
　5.1　系统设计说明 123
　　5.1.1　设计任务 123
　　5.1.2　线路连接 123
　5.2　模拟电压输入程序设计 124
　　5.2.1　单片机端采用C51实现电压输入 124
　　5.2.2　PC端采用Visual Basic实现电压输入 129
　　5.2.3　PC端采用C++ Builder实现电压输入 131
　　5.2.4　PC端采用LabWindows/CVI实现电压输入 134
第6章　单片机与PC串口通信之模拟量输出编程实例 137
　6.1　系统设计说明 137
　　6.1.1　设计任务 137
　　6.1.2　线路连接 137
　6.2　模拟电压输出程序设计 138
　　6.2.1　单片机端采用C51实现电压输出 138
　　6.2.2　PC端采用Visual Basic实现电压输出 143
　　6.2.3　PC端采用C++ Builder实现电压输出 144
　　6.2.4　PC端采用LabWindows/CVI实现电压输出 145
第7章　单片机与PC串口通信之数字量输入编程实例 147
　7.1　系统设计说明 147
　　7.1.1　设计任务 147
　　7.1.2　线路连接 147
　7.2　数字量输入程序设计 148
　　7.2.1　单片机端采用C51实现数字量输入 148
　　7.2.2　PC端采用Visual Basic实现数字量输入 151
　　7.2.3　PC端采用C++ Builder实现数字量输入 153
　　7.2.4　PC端采用LabWindows/CVI实现数字量输入 155
第8章　单片机与PC串口通信之数字量输出编程实例 158
　8.1　系统设计说明 158
　　8.1.1　设计任务 158
　　8.1.2　线路连接 158
　8.2　数字量输出程序设计 159
　　8.2.1　单片机端采用C51实现数字量输出 159
　　8.2.2　PC端采用Visual Basic实现数字量输出 161
　　8.2.3　PC端采用C++ Builder实现数字量输出 162
　　8.2.4　PC端采用LabWindows/CVI实现数字量输出 164
第9章　单片机与GSM短信模块串口通信编程实例 167
　9.1　系统设计说明 167
　　9.1.1　设计任务 167
　　9.1.2　线路连接 167
　9.2　短信收发程序设计 168
　　9.2.1　单片机端采用C51实现短信发送 168
　　9.2.2　单片机端采用C51实现短信接收 175
　　9.2.3　PC端采用Visual Basic实现短信收发 182
　　9.2.4　PC端采用C++ Builder实现短信收发 186
　　9.2.5　PC端采用LabWindows/CVI实现短信收发 198
第10章  单片机与无线数传模块串口通信编程实例 203
　10.1  系统设计说明 203
　　10.1.1  设计任务 203
　　10.1.2  线路连接 203
　10.2  温度测控程序设计 204
　　10.2.1  单片机端采用C51实现温度测控 204
　　10.2.2  PC端采用Visual Basic实现温度测控 214
　　10.2.3  PC端采用C++ Builder实现温度检测 220
　　10.2.4  PC端采用LabWindows/CVI实现温度检测 223
第11章  采用组态软件实现单片机与PC串口通信编程实例 227
　11.1  系统设计说明 227
　　11.1.1  设计任务 227
　　11.1.2  线路连接 227
　　11.1.3  组态王设置 229
　　11.1.4  单片机与组态王通信协议 229
　11.2  程序设计 232
　　11.2.1  利用Keil C51实现单片机模拟电压输入 232
　　11.2.2  利用KingView实现单片机模拟电压输入 240
　　11.2.3  利用Keil C51实现单片机模拟电压输出 246
　　11.2.4  利用KingView实现单片机模拟电压输出 252
　　11.2.5  利用Keil C51实现单片机数字量输入 255
　　11.2.6  利用KingView实现单片机数字量输入 262
　　11.2.7  利用Keil C51实现单片机数字量输出 265
　　11.2.8  利用KingView实现单片机数字量输出 269
第12章  单片机的典型应用——智能仪器温度测量 273
　12.1  系统设计说明 273
　　12.1.1  设计任务 273
　　12.1.2  线路连接 274
　　12.1.3  通信协议 275
　　12.1.4  串口调试 277
　12.2  单台智能仪器温度测量程序设计 279
　　12.2.1  PC端采用Visual Basic实现 279
　　12.2.2  PC端采用C++ Builder实现 282
　　12.2.3  PC端采用LabWindows/CVI实现 286
　12.3  多台智能仪器温度测量程序设计 290
　　12.3.1  PC端采用Visual Basic实现 290
　　12.3.2  PC端采用C++ Builder实现 294
　　12.3.3  PC端采用LabWindows/CVI实现 299

参考文献 304

　　单片机以其独特的优点，在智能仪表、家用电器、工业控制、数据采集、网络通信等领域得到广泛的应用。各行各业的工程技术人员正在根据自己的任务进行单片机应用系统的开发设计工作，从而改变了传统控制系统的设计思想和设计方法。以前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在已能由单片机通过软件方法来实现了，单片机使得控制系统的性能大大提高，应用领域更加广泛。

　　目前，在许多单片机应用系统中，上、下位机分工明确，作为下位机核心器件的单片机往往只负责数据的采集和通信，采用单片机的控制系统或装置具有可靠性高、易于控制、系统设计灵活、编程简单、使用方便、性价比高等优点，但是单片机也有不易显示各种实时图表/曲线和汉字、无良好的用户界面、不便于监控等缺点。而计算机作为上位机通常以基于图形界面的Windows系统为操作平台，可以提供良好的人机界面，进行系统的监控和管理，进行程序编制、参数设定和修改、数据采集和保存等，既能保证系统性能，又能使系统操作简便，便于生产过程的有效监督。这种应用的核心是数据通信，它包括单片机和上位机之间、客户端和服务器之间以及客户端和客户端之间的通信，而单片机和上位机之间数据通信则是整个系统的基础。

　　因此，要求单片机与计算机、单片机与单片机、单片机与其他智能控制装置之间具有稳定、可靠的数据通信。
　　本书从应用的角度介绍了单片机通信与控制技术。内容包括单片机及控制系统概述，单片机开发板B简介；串行通信的基本概念，串行通信的接口标准，个人计算机中的串行端口，单片机中的串行端口，PC编程软件的串行通信开发工具；单片机与单片机、单片机与GSM短信模块、单片机与无线数传模块串口通信编程实例，采用组态软件实现单片机与PC串口通信编程实例；后介绍了单片机的典型应用——智能仪器温度测量。

　　本书内容丰富，可供各类自动化、计算机应用、机电一体化等专业的大学生、研究生学习单片机通信技术，也可供计算机控制系统研发的工程技术人员参考。

　　为方便读者学习，本书提供超值配套光盘，内容包括实例的源程序、程序运行录屏、系统测试录像、软硬件资源等。
　　本书由石河子大学刘姣娣编写第1、2章，疆南电力公司姚帅编写第3、4章，刘荣编写第5、6章，李江全编写第7、8章，严海娟编写第9、10章，电子开发网魏中岩编写第11、12章，全书由李江全教授担任主编并统稿，魏中岩、姚帅、严海娟担任副主编。电子开发网在单片机硬件和软件方面提供了关键技术支持，编者借此机会对他们致以深深的谢意。

　　由于编者水平有限，书中难免存在不妥或错误之处，恳请广大读者批评指正。