收費(fèi)系統(tǒng)中PC機(jī)與LED顯示屏的串行通信

近年來(lái)路橋收費(fèi)管理系統(tǒng)不斷地向自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，它除了要完成基本的收費(fèi)功能外，還需要對(duì)一些外部設(shè)備進(jìn)行管理。這些外部設(shè)備是收費(fèi)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(guān)車輛的車型、收費(fèi)金額等提示信息。這些信息的給出是由信號(hào)燈、led顯示屏、數(shù)碼管顯示器、語(yǔ)音報(bào)價(jià)器等外設(shè)來(lái)完成的。

在我們所設(shè)計(jì)的路橋收費(fèi)管理系統(tǒng)中，道口工作站對(duì)這些外部設(shè)備的控制是通過(guò)兩者之間的串行通信實(shí)現(xiàn)的。下面我們僅以led顯示屏為例，介紹工作站與外設(shè)的串行通信實(shí)現(xiàn)方案以及l(fā)ed顯示字符點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的提取方法。 1道口工作站與led顯示屏的串行通信

為了實(shí)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(gè)通信協(xié)議 。在本協(xié)議中主控器即道口工作站的pc機(jī)程序由vb語(yǔ)言編寫，被控器單片機(jī)程序由c51語(yǔ)言編寫。該串行通信是在pc機(jī)的rs－232串行口和mcs－51系列單片機(jī)的uart串行口之間進(jìn)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(jiàn)表1。

當(dāng)主控器或被控器發(fā)送命令時(shí)，對(duì)前幾個(gè)需要發(fā)送的字節(jié)作異或處理得到bcc校驗(yàn)碼 ，并將該校驗(yàn)碼作為最后一個(gè)字節(jié)發(fā)送。接收命令時(shí)，接收方對(duì)收到的所有字節(jié)進(jìn)行異或處理，若為零，則表示數(shù)據(jù)傳輸無(wú)誤，否則進(jìn)行出錯(cuò)處理。　

（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(yàn)出錯(cuò)，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(yàn)出錯(cuò)，該命令重發(fā)一次，共允許重發(fā)三次)

（4）錯(cuò)誤定義

信息傳輸失敗：主控器發(fā)出一條信息后收到被控器的錯(cuò)誤應(yīng)答（包括校驗(yàn)出錯(cuò)），計(jì)為一次傳輸失敗。

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

（5）錯(cuò)誤處理

當(dāng)主控器收到被控器的錯(cuò)誤應(yīng)答（包括校驗(yàn)出錯(cuò)）時(shí)，在不超數(shù)的情況下，主控器將重新發(fā)送命令。若被控器超時(shí)一次，計(jì)為信息傳輸失敗一次。若被控器超數(shù)，則丟失本次傳輸所有數(shù)據(jù)，回到正常工作狀態(tài)。

1．2　通信程序的編寫

根據(jù)通信協(xié)議，我們使用vb語(yǔ)言在主控器pc機(jī)的通信窗體中共編寫了三個(gè)函數(shù)：通信的初始設(shè)置函數(shù)、主控器寫命令函數(shù)、主控器讀命令函數(shù)。其中初始設(shè)置函數(shù)主要完成串口的打開與關(guān)閉、通信端口號(hào)的設(shè)置以及波特率、校驗(yàn)方式、數(shù)據(jù)位、停止位的設(shè)置等。主控器寫命令函數(shù)主要完成工作站的pc機(jī)向led顯示屏發(fā)送各種需要顯示的問(wèn)候語(yǔ)以及收費(fèi)金額、余額等信息。主控器讀命令函數(shù)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(gè)active x控件mscomm，該控件通過(guò)串行端口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，下面是有關(guān)該控件的一些屬性說(shuō)明。

圖1給出了主控器寫命令函數(shù)的程序流程圖。由圖1可知，在整個(gè)通信過(guò)程中，我們?cè)谥骺仄鱬c機(jī)的程序里設(shè)置了三個(gè)出錯(cuò)檢測(cè)點(diǎn)：a）檢測(cè)被控器·發(fā)出的ack信號(hào)以及bcc校驗(yàn)是否正確；b）檢測(cè)被控器的響應(yīng)是否超時(shí)；c）檢測(cè)信息傳輸失敗是否連續(xù)超過(guò)3次。經(jīng)過(guò)我們的實(shí)踐證明，該串行通信實(shí)現(xiàn)方案較好地保證了信息傳輸?shù)目煽啃?，運(yùn)行也非常穩(wěn)定。

2　led顯示字符點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的提取

一般來(lái)說(shuō)，路橋收費(fèi)管理系統(tǒng)中l(wèi)ed顯示屏并不需要顯示整個(gè)字模庫(kù)中的字符，而只需顯示某些特定的漢字和數(shù)字字符，如各種提示信息、收費(fèi)金額、固定的問(wèn)候語(yǔ)等。因此為了簡(jiǎn)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(diǎn)陣數(shù)據(jù)。

在我國(guó)的漢字字模庫(kù)中，每一個(gè)字符，包括漢字、數(shù)字、英文字母等都是按照區(qū)位碼的順序存儲(chǔ)的，因此提取所需的特定字符的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)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(gè)字符的區(qū)位碼，然后根據(jù)這些區(qū)位碼采用文件定位的方式從漢字字模庫(kù)中提取出點(diǎn)陣數(shù)據(jù)；另一種方法是對(duì)每一個(gè)顯示字符，根據(jù)其ascii碼和區(qū)位碼的關(guān)系首先獲得該字符的區(qū)位碼，然后根據(jù)區(qū)位碼提取出點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。相對(duì)而言第二種方法比較靈活方便 ，而且也節(jié)省了設(shè)計(jì)者的時(shí)間。

下面以16×16點(diǎn)陣漢字字模庫(kù)為例，給出vb語(yǔ)言編寫的獲得特定字符點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的具體程序

以上介紹了pc機(jī)和led顯示屏的串行通信實(shí)現(xiàn)方案以及l(fā)ed顯示字符點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的提取方法，其中本方案中提及的通信協(xié)議也可以應(yīng)用于pc機(jī)和其他外設(shè)的串行通信，有效地保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴．?dāng)led并不需要顯示整個(gè)漢字字模庫(kù)中的字符時(shí)，可以采用本文提供的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的提取方案，但是在某些情況下，若led需要顯示所有的國(guó)標(biāo)一級(jí)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?。ù藭r(shí)提取的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)包含有英文字母和數(shù)字等非漢字字符），也可以從第16區(qū)開始提取數(shù)據(jù)（此時(shí)提取的全部是漢字?jǐn)?shù)據(jù)）。在實(shí)際應(yīng)用中，讀者可以根據(jù)自己的需要對(duì)串行通信協(xié)議以及點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的提取方法進(jìn)行選擇和修改。