串口傳輸數(shù)字圖像

夏玉潔

【摘要】 隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)通信技術(shù)以及日趨成熟，串口通信是一種靈活方便可靠的通信方式。本文通過(guò)VC++軟件的MSComm控件編程來(lái)控制PC與PC串口之間的數(shù)據(jù)傳輸加以說(shuō)明，采用虛擬串口的方式在一臺(tái)PC機(jī)上的不同串口之間傳輸數(shù)據(jù)。

【關(guān)鍵詞】 串行通信 MSComm控件 多線(xiàn)程 虛擬串口 VC++

一、引言

串行端口的本質(zhì)功能是作為CPU和串行設(shè)備間的編碼轉(zhuǎn)換器。當(dāng)數(shù)據(jù)從CPU經(jīng)過(guò)串行端口發(fā)送出去時(shí)，字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行的位。接收數(shù)據(jù)時(shí)，串行的位轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)據(jù)。串行技術(shù)應(yīng)用廣泛，如遠(yuǎn)程監(jiān)控，工業(yè)自動(dòng)化和軟件通信等多個(gè)領(lǐng)域。

二、串口通信的原理分析

2.1 基于WINDOWS的VC++串行通信編程

利用VC++編制串行通信程序有三種方法：

一是采用Win32應(yīng)用程序編程接口（API）所提供的串口通信函數(shù)，用SDK思路編寫(xiě)；

二是用ActiveX通信工件MSComm開(kāi)發(fā)串行通信程序；

三是采用C++的MFC思路，將Win32串口通信的API函數(shù)封裝在一個(gè)類(lèi)中實(shí)現(xiàn)通信。

2.2串行接口標(biāo)準(zhǔn)

串行通信線(xiàn)路連接數(shù)，要解決兩個(gè)問(wèn)題：

一是計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的物理接口標(biāo)準(zhǔn)，屬于OSI中的物理層，包括RS-232、RS-422及RS-485標(biāo)準(zhǔn)等。

二是按接口標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間串行通信的接口電路。

三、串口通信整體設(shè)計(jì)方案

3.1 面向?qū)ο蟮乃枷?/p>

面向?qū)ο蟮乃枷胧前研畔⑾到y(tǒng)本身看作是一系列離散的對(duì)象的集合，這些對(duì)象包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作或行為。若對(duì)象之間由事件觸發(fā)，引起互通消息實(shí)現(xiàn)互操作，設(shè)計(jì)出的軟件是模塊化的，可擴(kuò)充和可移植的。

面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)以“對(duì)象”和“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為中心，用“對(duì)象”表現(xiàn)事物，用“類(lèi)”表示對(duì)象的抽象，用“消息傳遞”表現(xiàn)事物的相互聯(lián)系，少用“方法”表現(xiàn)處理事物的過(guò)程。

3.2 VC下的32位串口應(yīng)用程序

Windows32位下的串口應(yīng)用程序用3種方法實(shí)現(xiàn)： MSComm控件；用API通信函數(shù)或者CSerialPort類(lèi)。

3.2.1使用MSComm控件方法

VC++6.0提供的MSComm控件通過(guò)串口端口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，為程序提供串口通信功能。在當(dāng)前對(duì)話(huà)框中插入MSComm控件，然后在ClassWizard中為創(chuàng)建的通信控件定義一個(gè)成員對(duì)象（CMSComm m_Com），通過(guò)該成員對(duì)象即可設(shè)置MSComm控件屬性。

MSComm控件需要設(shè)置常用屬性，即初始化串口，打開(kāi)串口，讀寫(xiě)串口。

3.2.2使用32位的API通信函數(shù)

在VC++6.0下，MFC應(yīng)用程序線(xiàn)程用CWinThread對(duì)象表示。VC++把線(xiàn)程分成兩種：用戶(hù)界面線(xiàn)程和工作者線(xiàn)程。用戶(hù)界面線(xiàn)程提供界面和用戶(hù)交互，用于處理用戶(hù)輸入及其相應(yīng)的各種事件和消息，工作線(xiàn)程處理程序的后臺(tái)任務(wù)。在MainFrm.cpp中定義全局變量，然后在程序中創(chuàng)建一個(gè)串口，進(jìn)行相應(yīng)的串口參數(shù)設(shè)置，啟動(dòng)一個(gè)工作者線(xiàn)程，用來(lái)監(jiān)視串口狀態(tài)，看有無(wú)數(shù)據(jù)到達(dá)、通信有無(wú)錯(cuò)誤；用戶(hù)界面線(xiàn)程可專(zhuān)心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、提供友好的用戶(hù)界面，最后為工作者線(xiàn)程編寫(xiě)一個(gè)全局函數(shù)，主要完成數(shù)據(jù)接收工作。

3.3 圖像傳輸設(shè)計(jì)方案

利用MATLAB軟件將一幅圖像轉(zhuǎn)換成矩陣，然后用串口輸出，從COM1輸入圖像矩陣并發(fā)送，在COM2端可以接受到該圖像矩陣，通過(guò)MATLAB還原可以得到原圖像。用虛擬串口軟件VSPD模擬串口，同時(shí)添加一對(duì)虛擬串口是設(shè)定通過(guò)非MODE（三線(xiàn)制）串口連接線(xiàn)連接在一起的，像兩個(gè)真實(shí)的物理串口可以進(jìn)行通信，可節(jié)約成本，提高連接的可靠性。

四、結(jié)束語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)表明，通過(guò)MSComm控件通過(guò)串口端口可以實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)，在傳輸過(guò)程中可實(shí)時(shí)進(jìn)行更新顯示，圖像傳輸后將其保存為BMP格式文件，可以進(jìn)行后續(xù)處理使用。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李長(zhǎng)林 高潔，Visual C++串口通信技術(shù)與典型實(shí)例，清華大學(xué)出版社，ISBN 7-302-12903-7，2006-05-01.

[2]陳淑珍，石波.基于Windows多線(xiàn)程環(huán)境下的串口通信[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2000-3.

[3]田敏 鄭瑤 李江全.Visual C++數(shù)據(jù)采集與串口通信測(cè)控應(yīng)用實(shí)踐，人民郵電出版社.ISBN978-7-115-22611-2，2010-6.

[4]李現(xiàn)勇，Visual C++串口通信技術(shù)與工程實(shí)踐（第二版）.人民郵電出版社.ISBN7-115-12344-6/TP.4021，2004-7