摘 要： 提出了一種基于Visual C++的MSP430單片機與PC之間進行串行通信的實現(xiàn)方法，給出了硬件電路圖和通信源程序。調(diào)試實驗表明，該硬件設計與軟件開發(fā)達到了預期的功能要求。
關鍵詞： MSP430；串行通信；Visual C++
隨著單片機技術的發(fā)展，MSP430單片機在工業(yè)控制系統(tǒng)中對溫度、壓力和流量等參數(shù)進行監(jiān)測和控制的應用越來越多。PC具有強大的監(jiān)控和管理功能，而單片機則具有快速及靈活的控制特點，通過PC的RS-232串行接口與外部設備進行通信是許多測控系統(tǒng)中常用的通信解決方法。它不僅利用了單片機實時控制的特點還充分發(fā)揮了PC運算能力強和存儲容量大的優(yōu)勢。在日常應用中通常需要進行大量的數(shù)據(jù)計算，而MSP430運算能力有限，必須借助PC強大的數(shù)據(jù)處理能力，因此實現(xiàn)MSP430與PC之間的可靠數(shù)據(jù)傳輸變得尤為重要[1]。
本文將使用MSP430的同步∕異步串行模塊（USART）與計算機進行串口通信。PC的通信軟件采用Visual C++6.0編寫，具體是利用MSComm控件完成與MSP430單片機的通信。
1 異步串行通信的概念
MSP430與PC之間的異步串行通信采用RS-232串行接口電路實現(xiàn)，利用PC的串行接口進行數(shù)據(jù)傳輸。在異步通信中，數(shù)據(jù)是逐幀傳送的，其數(shù)據(jù)格式如圖1所示。
在幀格式中，一個字符由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位4部分組成。首先是一個起始位“0”，然后是5～8 bit數(shù)據(jù)（規(guī)定低位在前，高位在后），接下來是奇偶校驗位，最后是停止位“1”。起始位“0”信號只占用1 bit，用來通知接收設備一個待接收的字符開始到來，在不傳送字符時，線路上應保持為“1”。接收端不斷檢測線路的狀態(tài)，若連續(xù)為“1”以后又檢測到一個“0”，就知道要發(fā)來一個新字符，應立即準備接收[2]。
2 接口器件介紹
2.1 電平轉(zhuǎn)換芯片
PC與MSP430通信使用RS-232串行總線標準。典型的RS-232信號在正負電平之間擺動，在發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端驅(qū)動器輸出正電平電壓范圍為+5 V～+15 V，負電平為-15 V～-5 V。當無數(shù)據(jù)傳輸時，線上為TTL電平，從開始傳送數(shù)據(jù)到結束，線上電平從TTL電平到RS-232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作電平為+3 V～+12 V與-12 V～-3 V之間。如此高的電壓是不能和單片機直接相連的，所以必須進行電平轉(zhuǎn)換。本文利用LTC1385來實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換[3]，它是德州儀器推出的一款兼容RS-232標準的芯片。該芯片供電電壓為3.3 V，與MSP430的3.3 V供電電壓匹配。LTC1385芯片內(nèi)部亦有兩路發(fā)送器和兩路接收器，本文只用到其中的一組。
2.2 信號接口介紹
PC都有串行接口，一般用RS-232接口。與RS-232相匹配的連接器有DB-25、DB-15和DB-9，其引腳各不相同。本文使用DB-9作為提供I/O卡或主板上COM1和COM2兩個串行接口的連接器，提供異步通信的9個信號。
3 硬件電路設計
3.1 PC與MSP430的串行通信原理圖
PC與MSP430串行通信原理圖如圖2所示，整個系統(tǒng)由PC、MSP430和LTC1385 3個部分組成。由于PC與MSP430串行通信時采用RS-232協(xié)議，因此不管是單片機向PC發(fā)送數(shù)據(jù)，還是PC向單片機發(fā)送數(shù)據(jù)都必須通過LTC1385進行電平轉(zhuǎn)換[4]。在電路連接時，PC的串口輸出應對應MSP430的串口輸入。
3.2 系統(tǒng)電路連接圖
整個系統(tǒng)電路連接圖可分為兩個部分：MSP430串口與LTC1385之間的連接以及LTC1385通過DB-9型連接器與PC的串口的連接，如圖3所示。將MSP430的“UTXD0”引腳和LTC1385的“TR1IN”引腳相連，MSP430的“URXD0”引腳和LTC1385的“RX1OUT”引腳相連，即將MSP430的輸入引腳和LTC1385的輸出引腳相連，將MSP430的輸出引腳和LTC1385的輸入引腳相連。
LTC1385通過DB-9型連接器和PC的串口相連，具體實現(xiàn)要選用標準的串口線將LTC1385同PC的COM1口連接。
4 程序設計
整個程序設計分為PC的通信程序和MSP430的通信程序兩部分。由于MSP430的通信程序采用匯編語言編寫，其代碼在各種環(huán)境下都大同小異，因此這里重點介紹PC通信程序的編寫。
VC實現(xiàn)串行通信有3種途徑：利用MSComm控件或者是利用CSerialPont類進行串口通信，以及利用WinAPI函數(shù)對串口進行操作[5]。以下重點介紹在Visual C++6.0開發(fā)環(huán)境下利用MSComm控件實現(xiàn)串行通信的方法。
編程采用基于對話框的主體程序框架結構，串口通信部分采用MSComm控件完成。具體步驟如下：
（1）創(chuàng)建工程。打開Visual C++6.0編程環(huán)境，新建一個工程，并輸入相應的工程名和該工程所在的路徑。
（2）添加相應的資源。為了能在友好的界面下對程序進行操作，必須為應用程序添加相應的資源，本文中只添加了通信程序必要的控件。添加兩個“EDIT”控件，一個用來輸入發(fā)送給單片機的數(shù)據(jù)，一個用來顯示接收單片機傳來的數(shù)據(jù)。添加一個“發(fā)送”按鈕用來確定何時發(fā)送。本文的串口通信是通過MSComm控件完成的，所以還需要添加MSComm控件，添加完后，還需對其進行相關設置。對MSComm控件的設置一定要根據(jù)計算機外圍的單片機來設置合理的參數(shù)，否則無法保證正常的串口通信。本文的MSComm控件設置界面如圖4所示。
（4）消息映射。當單片機通過串口向PC發(fā)送數(shù)據(jù)或者單擊“發(fā)送”按鈕時，都激發(fā)了Windows消息，應用程序的窗口將收到這些消息，然后檢查應用程序是否處理這些消息函數(shù)，為了處理這些函數(shù)必須添加相應的消息映射。
（5）添加程序執(zhí)行代碼。添加消息映射后只是給出了一個處理這些消息的函數(shù)的框架，具體的處理代碼必須由用戶來添加，限于篇幅本文只給出以下需要添加的部分代碼。
∥*************初始化程序***********∥
BOOL CComtestDlg：：OnInitDialog （）
{ CDialog：：OnInitDialog （）；
SetIcon（m_hIcon，TURE）； ∥Set big iconSetIcon（m_hIcon，F(xiàn)ALSE）；∥Set small iconif（!m_comport.GetPortOpen（）∥打開串口
{
m_comport.SetPortOpen （TURE）；}
return TURE； ∥return TURE unless you set a focus to a control
}
∥*************發(fā)送程序***********∥
Void CComtestDlg：：OnSend （）
{
UpdateData （TURE）
if （!m_comport.GetPortOpen（））
m_comport.SetPortOpen （TURE）；
m_comport.SetOutput（COleVariant（m_fasong））；
∥發(fā)送消息
m_fasong=""；
UpdateData （FALSE）；
}
∥***********接收程序 *********∥
void CComtestDlg：：OnCommMscomm（）
{
if （m_comport.GetCommEvent（）= =2）
{ m_jieshou=m_comport.GetInput（）.bstrVal； ∥接收消息
UpdateData （FALSE）；
}
}
編譯之后，PC上的應用程序運行結果如圖6所示。
MSP430與PC的串行通信被廣泛應用于各種控制系統(tǒng)中。本文提出了一種實現(xiàn)該串行通信的方法，并給出了具體的電路原理圖和通信程序。實踐證明，利用VC開發(fā)通信系統(tǒng)，從底層到上層直接面向用戶，具有很強的調(diào)試功能。本文為PC與MSP430串行通信的實現(xiàn)提供了一個很好的參考。
參考文獻
[1] 胡大可.MSP430系列FLASH型超低功耗16位單片機[M].北京：北京航空航天出版社，2001.
[2] 于萬民.PC機與PIC單片機串行通訊的實現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術，2000（8）：12-16.
[3] 吳懷超.MCS-51 MSP430與PC間串行通訊比較[J].微處理機，2009（6）：20-23.
[4] 吳懷超，周勇，趙麗梅.基于匯編語言的MSP430與上位機間串行通訊的實現(xiàn)[J].儀表技術與傳感器，2010（8）：62-65.
[5] 鄭慧，范忠誠.零基礎學Visual C++[M]. 北京： 機械工業(yè)出版社，2010.