1、用 VB 开发多通道仪表数据采集程序（作者：李湘江）1前言 实时数据采集系统过去在 DOS 操作系统下一般是采用汇编语言开发制作。随着 Windows 操作系统的普及应用，数据采集及工业控制等软件的开发也上升到 Windows 环境下。可视化软件开发平台的出现，为软件开发提供了强大的图形界面功能，使得开发出来的各种应用软件具有良好的人机交互功能。汇编语言的特点是功能强、运行速度快，但编程复杂、调试难，而高级语言具有良好的可读性及方便的调试手段。 Visual Basic 是 Windows 环境下简单、易学、高效的可视化编程语言开发系统，以其所见即所得的可视化界面设计风格和 32 位面向对象的
2、程序设计等特点，已广泛地应用于各个领域，是很多计算机软件开发人员采用的开发工具。VB 不但提供了良好的界面设计能力，而且在微机串口通信方面也有很强的功能。采用 VB 开发 Winodws 下的数据采集和工业控制应用软件十分方便，尤其软件界面设计非常便捷，编程工作量较小，开发周期短，特别适合非计算机专业的工程技术人员掌握和使用。 2MSComm 控件特点 MSComm 控件是 Microsoft 提供的扩展控件，用于支持 VB 程序对串口的访问，该控制“隐藏”了大部分串口通讯的底层运行过程和许多烦琐的处理过程，同时支持查询方法和事件驱动通讯的机制，事件驱动通讯是交互方式处理串口事务的一种非常有效
3、的方法，特别适合 Windows 程序的编写。在串口通讯过程中，当发送数据、收到数据或产生传输错误时，触发MSComm 控件的 OnComm 事件，然后可以通过判断 CommEvent 属性值获得事件类型，再根据事件类型进行相应数据处理。因此用其实现微机串口的数据通讯相当简单，以很少的程序代码就可以轻松实现串口的访问和数据通讯。 3实时数据采集示例程序 下面给出的应用实例，通过对一台工业八通道实时检测仪表数据通讯协议进行分析，利用VB6.0 开发微机通过串口对多通道工业仪表进行实时数据采集的编程技术。给出的程序代码具有通用性，并有详示，可以直接或稍加改动后用于其它数据采集或实时控制程序中。 3
4、1 仪表及其数据通讯协议 这台工业用八通道实时检测仪表，最多可同时接八路高精度位移传感器，用于测量多点微小形变或微量位移，仪表测量精度为 0.01 毫米，测量范围最大值为 50 毫米。该仪表带有一个9 针的 RS232C 串口，能与微机进行串口数据通讯，实时传送检测数据，通过微机软件处理可实现工业实时监控。 该仪表的串口数据通讯协议是：数据传输速率为 9600bps，1 位开始位，8 位数据位，1 位停止位，无奇偶校验位。仪表每秒通过串口发送 200 个字节数据，由于接入的位移传感器数量在 18 路可调，所以发送的每帧数据长度不定长，随传感器数量多少而变化。仪表数据传输首先发送每帧数据的开始标
5、志字节，该字节定义为二进制常数 0FAH；然后发送 1 个字节的通道状态字节，该字节按位顺序每位代表相应的一路通道状态，某位是 1 则代表该通道接有位移传感器，某位是 0 则代表该通道未接位移传感器；从第三个字节开始按位移传感器接通的通道顺序发送采集数据字节，每道数据有三个字节，前 2 个数据字节采用压缩的 BCD 码编码方式，第1 个数据字节是高位，第 2 个数据字节是低位，即一个字节表示两位十进制数，则两个字节表示四位十进制数，小数点采用固定形式，定义在两字节中间；第 3 个数据字节为符号字节，该字节第八位为 1，即 1xxxxxxx 则为负数，第八位为 0，即 0xxxxxxx 则为正数
6、。 例如发送的字节数据为：0FAH 0B1H 26H 87H 8H 34H 62H 00H 37H 76H 0H 42H 53H 80H 0FAH 为帧开始标志字节,第一道,第五道,第六道,第八道接有位移传感器，表示 26.87 34.62 37.76 42.53。 32 部分参数的技术分析 321 仪表通讯传输速率为 9600bps，则最快速度为 1.0417ms 发送一个字节；仪表每秒发送 200 个字节，平均 5.0ms 发送一个字节，在查询方式或连续读取串口数据时要在程序中添加循环等待程序，等待接收缓冲区收到足够的字节才能进行数据处理。 322 仪表发送每帧数据长度不定长，为了实现实时
7、监测功能，接收数据的读取要尽可能的快速，则在程序开始运行时设置 MSComm1 的属性 RThreshold = 26 接收缓冲区收到 26 个字节产生 OnComm 事件 InputLen = 1 Input 每次读取一个字节 等到程序接收到一帧完整数据后，计算出当前帧数据长度，再将 Rthreshold 属性修改为帧长度，则接收缓冲区在收到一帧数据后，MSComm 控件才会触发一个 OnComm 事件，这样就会有更多的时间进行数据的计算和处理。 323 仪表每秒发送 200 个字节数据，微机收到一完整帧数据至少需要 t(ms)时间(只接一道传感器 t=25ms；接八道传感器 t=130ms
8、)，然后再进行数据处理。如果微机在下一帧数据接收前即 t ms 内能将数据计算处理完毕，则接收缓冲区内只会保存有一帧数据，不会存有两帧以上数据，接收缓冲区的大小不会影响实时监测效果（接收缓冲区=一完整帧长度），这时完全可以实现实时监测或实时控制；如果微机在 t ms 内不能将数据计算处理完毕，接收缓冲区设置的又很大，在数据计算处理完毕前，接收缓冲区内就会保存有两帧以上数据，而且一次工作时间越长，缓冲区内滞留数据帧就越多，数据采集和数据处理之间产生逐渐增大的额外时间差，当接收缓冲区充满后，时间差不再增大，固定在某一值，部分数据因不能及时采集到接收缓冲区中，数据产生丢失现象，真实工作情况就会和微机
9、处理结果产生较大的时间差，对实时监测和实时控制很不利，这种情况下接收缓冲区的大小就会影响实时监测效果，所以接收缓冲区设置不能过大，让部分数据丢失，以保证数据处理的实时性。 324 设置 MSComm 控件的接收数据模式采用二进制方式，即 InputMode=comInputModeBinary，但用 Input 属性读取数据时，不能直接赋值给 Byte 类型变量，只能通过先赋值给一个 Variant 类型变量，返回一个二进制数据的数组，再转换保存到Byte 类型数变量中。 325 VB 中有 Byte 类型变量，但没有字节的位处理语句。通道状态字节的位处理要通过对该字节的值运算进行判断，符号字
10、节的位处理则要判断符号字节的值是否大于 127，大于127 则为负数；压缩的 BCD 码存入 Byte 类型变量，VB 系统只按十进制数处理，这要通过一个简单算法换算，解压 BCD 码才能还原成十进制表示数值。假如 a 是 Byte 类型变量，是 Single类型变量，将一个压缩的 BCD 码存入 a 中，则算法是： =(a16)*10 + a-(a16)*16 则=a-(a16)*6 33 程序代码 在（通用）（声明）中定义程序所用变量： Dim ab(4) As Byte 注释：字节数据类型数组，用来存贮接收到的一组字节数据 Dim av As Variant 注释：用来从接收缓冲区读取数
11、据 Dim i As Integer Dim j As Integer Dim w As Integer 注释：接收数据个数计数器 Dim b1 As Single Dim b2 As Single Dim WW As Single 注释：十进制检测值 Dim TD(8) as Boolean 注释：通道状态数组 Dim Wmax(8) As Single 注释：最大值数组 Dim Wmin(8) As Single 注释：最小值数组 在窗体中添加名为 Command1 的开始按钮和名为 MSComm1 的 MSComm 控件。 开始按钮的 Click 事件处理程序主要是对 MSComm1 控
12、制的参数初始化设置，程序中大部分参数在设计时可在 MSComm1 控制的属性窗口中设置: Private Sub Command1_Click() 注释：开始按钮 With MSComm1 .CommPort=2 注释：使用 COM2 .Setting=“9600,N,8,1“ 注释：设置通信口参数 .InBufferSize=40 注释：设置 MSComm1 接收缓冲区为 40 字节 .OutBufferSize=2 注释：设置 MSComm1 发送缓冲区为 2 字节 .InputMode = comInputModeBinary 注释：设置接收数据模式为二进制形式 .InputLen =
13、1 注释：设置 Input 一次从接收缓冲读取字节数为 1 .SThreshold = 1 注释：设置 Output 一次从发送缓冲读取字节数为 1 .InBufferCount = 0 注释：清除接收缓冲区 .OutBufferCount = 0 注释：清除发送缓冲区 For i=1 to 8 Wmax(i) = -99 注释：最大值赋初值 Wmin(i) = 99 注释：最小值赋初值 Next i w = 0 注释：数据个数计数器清零 .RThreshold = 1 注释：设置接收一个字节产生 OnComm 事件 On Error Resume Next 注释：改变错误处理的方式。 Err
14、.Clear If .PortOpen = False Then 注释：判断通信口是否打开 .PortOpen = True 注释：打开通信口 If Err Then 注释：错误处理 MsgBox “串口通信无效“ Exit Sub End If End If End With End Sub 为了达到实时数据采集目的，实时数据采集处理程序采用 MSComm 事件驱动方式。MSComm1_OnComm 的事件处理程序只处理 comEvReceive 事件，首先判断帧数据的开始字节，关闭 OnComm 接收事件，然后接收数据字节，将压缩 BCD 进行还原转换，再接收符号字节，判断数据符号，判断数
15、据最大最小值，最后打开 OnComm 接收事件，等待下一次 OnComm 事件产生： Private Sub MSComm1_OnComm() With MSComm1 Select Case .CommEvent 注释：判断 MSComm1 通讯事件 Case comEvReceive 注释：收到 Rthreshold 个字节产生的接收事件 av = .Input 注释：读取一个接收字节 ab(1) = av(0) 注释：转换保存到字节数据类型数组 If ab(1) = 170 Then 注释：判断是否为数据开始标志，0FAH=170 .RThreshold = 0 注释：关闭 OnComm
16、 事件接收 W=W+1 注释：计数器加 1 av = .Input 注释：读取通道状态字节 ab(0) = av(0) 注释：转换保存到字节数据类型数 For i = 1 To 8 注释：通道状态数组复位 TD(i) = False Next i cn = 2 注释：帧长度赋初值，一个开始字，一个状态字 If ab(0) = 128 Then 注释：判断第八通状态 TD(8) = True 注释：第八道是真 ab(0) = ab(0) - 128 注释：第 7 位置零 cn = cn + 3 注释：帧长度加 3 个字节 End If If ab(0) = 64 Then 注释：判断第七通状态
17、TD(7) = True 注释：第七道是真 ab(0) = ab(0) - 64 注释：第 6 位置零 cn = cn + 3 注释：帧长度加 3 个字节 End If If ab(0) = 32 Then 注释：判断第六通状态 TD(6) = True 注释：第六道是真 ab(0) = ab(0) - 32 注释：第 5 位置零 cn = cn + 3 注释：帧长度加 3 个字节 End If If ab(0) = 16 Then 注释：判断第五通状态 TD(5) = True 注释：第五道是真 ab(0) = ab(0) - 16 注释：第 4 位置零 cn = cn + 3 注释：帧长度
18、加 3 个字节 End If If ab(0) = 8 Then 注释：判断第四通状态 TD(4) = True 注释：第四道是真 ab(0) = ab(0) - 8 注释：第 3 位置零 cn = cn + 3 注释：帧长度加 3 个字节 End If If ab(0) = 4 Then 注释：判断第三通状态 TD(3) = True 注释：第三道是真 ab(0) = ab(0) - 4 注释：第 2 位置零 cn = cn + 3 注释：帧长度加 3 个字节 End If If ab(0) = 2 Then 注释：判断第二通状态 TD(2) = True 注释：第二道是真 ab(0) =
19、ab(0) - 2 注释：第 0 位置零 cn = cn + 3 注释：帧长度加 3 个字节 End If If ab(0) = 1 Then 注释：判断第一通状态 TD(1) = True 注释：第一道是真 cn = cn + 3 注释：帧长度加 3 个字节 End If For i = 1 To 8 注释： If TD(i) = True Then av = .Input 注释：读取第一个数据字节（BCD 码高位字节） ab(2) = av(0) 注释：转换保存到字节数据类型数组 av = .Input 注释：读取第二个数据字节（BCD 码低位字节） ab(3) = av(0) 注释：转换
20、保存到字节数据类型数组 av = .Input 注释：读取第三个接收字节（符号位字节） ab(4) = av(0) 注释：转换保存到字节数据类型数组 b1 = ab(2) - 6 * (ab(2) 16) 注释：高位字节压缩 BCD 码转换为实数 b2 = ab(3) - 6 * (ab(3) 16) 注释：低位字节压缩 BCD 码转换为实数 WW = b2 + b1 / 100 注释：数值组合，标定小数点 If ab(4) 127 Then WW = -WW 注释：判断数据符号位 Label1(i-1) = Format(WW,“0.00“) 注释：显示毫米单位数值，2 位小数 If WWWmax(i) And WW -51 Then 注释：判断最小值 Wmin(i) = WW Label3(i-1)=Format(Wmin(i),“0.00“) 注释：显示最小值 End If End If Next i .RThreshold = cn 注释：打开 MSComm1 事件接收 Else .RThreshold = 1 End If Case Else End Select End With End Sub
