MATLAB串口通信在数据采集中的应用

改系统的参数， 既不需要昂贵的编程器， 也不需打开 机壳插拨芯片， 只需将一条电缆连接到计算机的
１ ＭＡＴＬＡＢ 串 口 通 信 技 术
对于 ＷＩＮＤＯＷＳ 系统而言 ， 硬件系统的 驱动程序 有着十分严格的规范， 可以用 Ｃ 或汇编语言进行开 发 ， 而 ＭＡＴＬＡＢ 本身是一 个 跨 平 台 的 软 件 ， 并 不 具 备 直接访问硬件的能力。即使安装了驱动程序并能正常 工作的硬件设备 ， ＭＡＴＬＡＢ 也没有统 一的形式对 其进 行 访 问 。 对 于 系 统 的 串 口 ， 在 ＭＡＴＬＡＢ６．Ｘ 中 以 类 当用指令建立了一个串 （ ＳＥＲＩＡＬ） 的形式提供了支持。 口对象 （ 句柄 ） 以后 ， 对串口的硬件操作可以文件操作 的软件形式来完成 ， 方法比较简单。常用的串口操 作 命令及其含 义如下表 （１）所 示 ， 这些命令 既可在 ＭＡＴ－ ＬＡＢ 命令 窗口实现 ， 也 可以 Ｍ 文件的 形式出现 ， 使 用 赵云鹏 ： 工程师

ＣＯＭ１ 或 ＣＯＭ２ 即可。另外该转换器还支持看门狗定 时器、 电源监视器及 ＡＤＣ 的 ＤＭＡ 等功能 ， 可编程的 Ｉ／ ＳＰＩ 、 Ｉ２Ｃ， 价 格 也 比 Ｏ 口具 有三种类型 的串口 ＵＡＲＴ、
较便宜 ， 是一种理想的转换器。系统的硬件组成图 （ 略 可向作者索取 ） 。
表 １ ＭＡＴＬＡＢ 串口操作命令表
ＭＡＴＬＡＢ具有超强的数据处理能力 ， 被广泛的应
用于信号处理、 自动控制等领域， 而且它的图形用户 界面编程 技术 （ ＧＵＩＤＥ ） 简单易学 ， 即使非专业 人员也 能编制出界面友好、 功能强大的应用程序 。对于一般 的微转换器， 实现数据的采集过程较为简单， 但要对 采集的结果进行快速的实时处理就比较困难 ， 因为 绝 大多数 ＭＣＵ 只提供简单的 ８ 位无符号数的四则运算 指令系统， 对于有符号数的乘方、 开方等运算软件实 现起来比较困难。 本文介绍利用 ＭＡＴＬＡＢ 的串口通信 技术实现数据采集系统与 ＰＣ 机的通信 ， 使采集系统 的数据获得快速、 准确的处理 ， 而且实现方法简单 ， 有 一定的实用性。
Ｎ
（接第 ２６１ 页） Ａｕｔｈｏｒ ｓ Ａｆｆｉｌｉａｔｉｏｎ ： Ｊｉｎ，Ｌｉａｎｇ ： Ｍｅｎ ， １９８０．１１．１１， Ｐｏｓ－ ｔｇｒａｄｕａｔｅ ， Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ： Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｃｏｍｍａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｙａｎｇ，Ｌｕｊｉｎｇ ： Ｗｏｍａｎ ， １９６６．３．２２ ， Ａｓｓｏｃｉａｔｅ Ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ ， Ｔｕｔｏｒ （ ４３００３３ 湖 北 武 汉 海 军 工 程 大 学 ） 金 亮 杨 露 菁
３ 应用程序的软件流程图
ＰＣ 机与单片机的 串口通信技 术可以说已 经 比 较
成熟 ， 但在工程实际中应用较多的是 ＶＣ、 ＶＢ 通信 控 件 ， 一般人员开发具有一定的困难。本文的 ＰＣ 机应用
［１］先锋工作室 ． 单片机程序设计实例 ［Ｍ］． 清华大学出版社 ． ２００３．１ ［２］何英 ， 何强 ．ＭＡＴＬＡＢ 扩展编程 ［Ｍ］． 清华大学出版社 ．２００３ ［３］李刚 ．［Ｍ］．ＡＤｕＣ８ＸＸ 使用指南。北京航空航天大学出版社 ． ［４］王 长 利 ， 全 厚 德 ． 基 于 数 据 库 的 通 信 设 备 自 动 测 试 系 统 设 计 ［ Ｊ］ ． 微 计 算机信息 ， ２００５ ， １：６９－ ７１
罗 兵 池晓春
是 ＯＯＨ？ Ｙ
发送的测量次数及键值 发累加校验和
Ｙ 发 ＥＥＨ
（Ｎａｖａｌ Ｕｎｉｖｅｒ ｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ， Ｈｕｂｅｉ ，Ｗｕｈａｎ， ４３００３３，Ｃｈｉｎａ） Ｊ ｉｎ，Ｌｉａｎｇ Ｙａｎｇ，Ｌｕｊｉｎｇ Ｌｕｏ，Ｂｉｎｇ Ｃｈｉ，Ｘｉａｏｃｈｕｎ
作者简介 ：赵云鹏 ， 男 ， １９７４ 年 ３ 生 ， 汉 族 ， 检测技术 与 自动化装置方向的研究生 ， 现为海军工程大学 节能技 术研究中心工程师 ， 从事自动化装置的研究 与教学。
技 术 创 新
Ｅｍａｉｌ： ｚｙｐ５６９９＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ 程 序 是 运 用 ＭＡＴＬＡＢ 的 类 （ ＳＥＲＩＡＬ） 和 Ｍ 语 言 开 发 ， Ａｕｔｈｏｒ ｂｒ ｉｅｆ ｉｎｔｒ ｏｄｕｃｔｉｏｎ：Ｚｈａｏ Ｙｕｎｐｅｎｇ， ｍａｌｅ， ｂｏｒｎ 辅以 ＭＡＴＬＡＢ 的 ＧＵＩＤＥ 工具箱 ， 程序开发相对简单。 ｉｎ Ｍａｒｃｈ １９７４， Ｈａｎ， Ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｈｉｓ ｍａｓｔｅｒ ｄｅｇｒｅｅ ｆｒｏｍ 单片机的程序应用 ＭＣＳ— ５１ 汇编 ， 只需在程序的第一 Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ２００５． 行加 ￥ＭＯＤ８１２ 标识符即可。整个传输过程是 ： 由单片 Ｎｏｗ ｈｅ ｉｓ ａｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｏｆ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ 机发送握手 信号 ， ＰＣ 机接到 握手信号后 发应答信号 ， Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎａｖｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ－ ｉｎｇ． Ｈｉｓ ｗｏｒｋ ｉｎｔｅｒｅｓｔｓ ｉｎｃｌｕｄｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ． 并准备接收信号 ， 单片机接收到应答信号后准备发 送 数据， 并说明通信过程挂钩成功， 总的测量次数和键 （３００４５０ 天津塘沽海军 工程大学 节 能 技 术 研 究 中 心 ） 赵云鹏 值作为第 ０ 组发送， 发送完毕累加校验和， 发现传输 错误时重发 ， 程序的流程图如图 １ 所示 （Ｒｅｓｅａｒ ｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｅｎｅｒ ｇｙ Ｃｏｎｓｅｒ ｖａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌ－ ｏｇｙ Ｎａｖｙ Ｕｎｉｖｅｒ ｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ ＴｉａｎＪ ｉｎ Ｔａｎｇ－ 开始 开始 Ｇｕ，３００４５０）Ｚｈａｏ，ＹｕｎＰｅｎｇ 联系方式 ：（３００４５０ 天 津 塘 沽 河 北 路 １ 号 节 能 技 术 研 Ｔ１及串行口初始化， 设置波特率 线路状态初始化， 设置波特率 究中心） 赵云鹏
数采与监测
文章编号 ：１００８－ ０５７０（２００６）０１－ １－ ０１１１－ ０２
ＭＡＴＬＡＢ串口通信在数据采集中的应用
Ａｐ ｐ ｌｉｃａ ｔｉｏ ｎ ｏ ｆ Ｍａ ｔｌａ ｂ Ｓ ｅ ｒｉａ ｌ Ｃｏ ｍ ｍ ｕ ｎ ｉｃａ ｔｉｏ ｎ ｉｎ Ｄａ ｔａ Ａｃｑ ｕ ｉｓ ｉｔｉｏ ｎ Ｓ ｙｓ ｔｅ ｍ
9600 S S !" S #$%& ’()!* S +,%& -./0 S 12/0 S
S SERIAL \COM1\,\BaudRate\,9600 SET(S) FOPEN(S) FSCANF(S) FPRINTF(S) FCLOSE(S) DELETE(S)
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｓｅｒｉａｌ ｐｏｒｔ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｍａｔｌａｂ ｆｉｒｓｔｌｙ ａｎｄ ｕｓｅ Ａｎａｌｏｇ｀ｓ ＡＤｕＣ８１２ ａｓ ｔｈｅ ＭＣＵ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ． Ｌｉｎｋｉｎｇ ｔｈｅ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ｀ｓ ＲＳ－ ２３２ ｓｅｒｉａｌ ｐｏｒｔ， ａ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｇｒｅａｔ ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｉｓ ｆｏｒｍｅｄ． Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｃｌａｓｓ ａｎｄ ＧＵＩ ｗｉｔｈ Ｍａｔｌａｂ， ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｏｆ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｅａｓｉｌｙ． Ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｃａｎ ｒｅａｌｉｚｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ．Ａｓ ａ ｈｏｌｅ， ｔｈｅ ｄａ－ ｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ． Ｋｅｙｗｏｒ ｄ： Ｍａｔｌａｂ， Ｓｅｒ ｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ， Ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ， Ｆａｓｔ ｐｒ ｏｃｅｓｓｉｎｇ
Ｎ 发送寄存器空？ Ｎ 接收缓冲器空？ Ｙ 接收握手信号 （ ＦＦＨ） 是 ＦＦＨ？ Ｙ Ｎ Ｎ 发送缓冲器空？ Ｙ 发应答信号 （ ＯＯＨ）
接收测量次数及键值
发送缓 冲器空？
（投稿日期 ：２００５．７．１） （修稿日期 ：２００５．７．１６）
Ｙ 挂钩次数 －１ 发握手信号 （ ＦＦＨ） Ｙ 接收寄存器空？ Ｎ 接收应答信号 Ｎ
（天津塘沽海军工程大学 ）赵 云 鹏
Ｚ ｈａｏ ，Ｙ ｕｎＰ ｅｎｇ
摘要 ： 文 章 在 介 绍 ＭＡＴＬＡＢ 串 口 通 信 技 术 的 基 础 上 ， 以 ＡＮＡＬＯＧ 公 司 的 ＡＤμ Ｃ８１２ 作 为 数 据 采 集 系 统 的 微 处 理 器 ， 通 过 计 算 机 的 ＲＳ－ ２３２ 串 口 将 数 据 采 集 系 统 与 计 算 机 组 成 为 一 个 具 有 极 强 数 据 处 理 能 力 的 系 统 。 利 用 ＭＡＴＬＡＢ６．Ｘ 自 带 的 通 信 类 （ ＳＥＲＩＡＬ ） 和 ＧＵＩ 编 程 技 术 ， 方 便 地 开 发 出 通 信 与 数 据 采 集 软 件 ， 通 过 人 机 界 面 能 够 完 成 对 数 据 采 集 系 统 的 控 制 与 通 信 ， 而 且系统软硬件的实现方法比较简单， 具有一定的实用性。 关键词 ： ＭＡＴＬＡＢ； 串口通信 ； 数据采集 ； 快速处理 中图分类号 ： ＴＰ２７４ 文献标识码 ： Ｂ
起来十分方便。
２ 数 据 采 集 系 统 与 ＰＣ 机 通 信 的 硬
件电路
为了简化系统的硬件设计 ， 数据采集系 统的微转 换器选用 ＡＤ 公司 的全集成芯 片 ＡＤｕＣ８１２ ， 该芯片包 含有 １２ 位高性能的自校准 ８ 通道 ＡＤＣ， 两个 １２ 位的