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1、金刚石合成控制系统中多串口通信技术的设计与实现
2、第1关键词：串口通信；面向对象方法；多线程；PLC１ 引言传统的金刚石合成机控制系统是由一个ＰＬＣ和一个可显示终端构成。这种传统的控制系统一般具有如下缺点：(１)系统所有的工作都由ＰＬＣ完成，其控制精度较差，致使合成的金刚石质量较差；(２)显示终端的平面尺寸过小，这一方面使得操作人员观察系统的状态很不方便，另一方面也常常会引起误操作；(３)金刚石合成工艺复杂，需控制的参数很多，但原控制系统不能对参数进行保存，这样在根据不同产品和工艺要求对部分参数进行调整时，每次都必须重新设置所有的参数，
3、操作非常麻烦；（４）界面不友好；（５）不能通过控制系统自动考核操作人员的工作质量。为了提高控制精度、方便操作，开发新的控制系统迫在眉睫。笔者针对以上问题，将ＩＰＣ与ＰＬＣ有机结合在一起，开发了一套新的控制系统。通过该系统可在上位机（ＩＰＣ）和ＰＬＣ之间通过ＲＳ－２３２与ＲＳ－４８５进行大量串口通信。２ ＶＣ串口通信分析在３２位Ｗｉｎｄｏｗｓ系统下使用ＶＣ开发串口通信程序通常有如下４种方法：（１）使用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司提供的名为ＭＳＭ的通信控件；（２）直接使用Ｗｉｎｄｏｗｓ应用程序接口（ＡＰＩ）；（３）自行设计一个串口通信类；（４）通
4、过开发一个ＡｃｔｉｖｅＸ控件来实现串口通信功能。在上述几种方法中，实际上还是使用ＷｉｎｄｏｗｓＡＰＩ函数，然后把串口通信的细节给封装起来，同时提供给用户几个简单的接口函数。上述几种方法各有优缺点，但在实际情况下，大多数编程人员喜欢使用ＡＰＩ函数自行设计串口通信类。用ＷｉｎｄｏｗｓＡＰＩ函数进行串口通信的编程流程如图１所示。其中打开串口是确定串口号与串口的打开方式；初始化串口用于配置通讯的波特率、每字节位数、校验位、停止位和读写超时等；读写串口用于向串口进行发送数据和从串口接收数据；关闭串口用于将串口关闭并释放串口资源（Ｗｉｎｄｏｗｓ系统
5、下串口是系统资源）。由于绝大多数控制系统中串口通信是比较费时的，而且监控系统还要进行数据处理和显示等，所以一般采用多线程技术，并用ＡｆｘＢｅｇｉｎＴｈｒｅａｄ（）函数创建辅助线程来管理串口通信，这样，主进程就能在进行串口读写的同时，处理数据并完成用户指令的响应，但是设计时一定要处理好数据的共享问题。串口读写既可以选择同步、异步方式，也可以选择查询、定时读写和事件驱动方式。由于同步方式容易造成线程阻塞，所以一般采用异步方式；而查询方式要占用大量的ＣＰＵ时间，所以一般采用定时读写或者事件驱动方式，事件驱动方式相关文献较多，故此重点讨论定时读
6、写方式。定时读写方式就是上位机向下位机发送固定格式的数据，在下位机收到后向上位机返回状态信息数据。由于数据的传输需要时间，所有上位机发送数据后就调用＿ｓｌｅｅｐ（）函数进行休眠，休眠的时间可根据需要进行不同的设置。这样，可以节省ＣＰＵ时间，以使系统能够很好地进行监控工作和处理其它事务。３ ＶＣ串口通信的设计与实现笔者在Ｗｉｎｄｏｗｓ系统下，采用面向对象的方法和多线程技术，并使用ＶｉｓｕａｌＣ６．０作为编程工具开发了一个通用串口通信类ＣＳｅｒｉａｌＰｏｒｔ，该ＣＳｅｒｉａｌＰｏｒｔ类封装了串口通信的基本数据和方法，下面给出ＣＳｅｒｉａｌＰ
7、ｏｒｔ类的简单介绍。ＣＳｅｒｉａｌＰｏｒｔ类头文件中的主要成员变量和成员函数如下：ＣｌａｓｓＣＳｅｒｉａｌＰｏｒｔ{ｐｒｉｖａｔｅ:ＨＡＮＤＥＬｍ_ｈＰｏｒｔ;ＤＣＢｍ_Ｄｃｂ;ＭＴＩＭＥＯＵＴＳｍ_ＴｉｍｅＯｕｔｓ;ＤＷＯＲＤｍ_Ｅｒｒｏｒ;Ｐｕｂｌｉｃ:ＣＳｅｒｉａｌＰｏｒｔ();／／构造函数ｖｉｒｔｕａｌ～ＣＳｅｒｉａｌＰｏｒｔ();／／析构函数／／ＩｎｉｔＰｏｒｔ()函数实现初始化串口ＢＯＯＬＩｎｉｔＰｏｒｔ(ｃｈａｒ＊ｓｔｒ＝“ｃｏｍ１”,ＵＩＮＴＢａｕｄＲａｔｅ＝９６００,ＵＩＮＴＰａｒｉｔｙ＝０,ＵＩＮＴＢｙｔｅＳ
8、ｉｚｅ＝８,ＵＩＮＴＳｔｏｐＢｉｔｓ＝１,ＵＩＮＴＲｅａｄＭｕｌｔｉｐｌｉｅｒ＝０,ＵＩＮＴＲｅａｄＣｏｎｓｔａｎｔ＝０,ＵＩＮＴＷｒｉｔｅＭｕｌｔｉｐｌｉｅｒ＝１０,ＵＩＮＴＷｒｉｔｅＣｏｎｓｔａｎｔ＝１０００);ＤＣＢＧｅｔＤＣＢ();／／获得ＤＣＢ参数／／ＳｅｔＤＣＢ()函数实现设置ＤＣＢ参数ＢＯＯＬＳｅｔＤＣＢ(ＵＩＮＴＢａｕｄＲａｔｅ＝９６００,ＵＩＮＴＰａｒｉｔｙ＝０,ＵＮＩＴＢｙｔｅＳｉｚｅ＝８,ＵＩＮＴＳｔｏｐＢｉｔｓ＝１);／／ＧｅｔＴｉｍｅＯｕｔｓ()函数获得超时参数ＭＴＩＭＥＯＵＴＳＧｅｔＴｉｍｅＯｕｔｓ();／
9、／ＳｅｔＴｉｍｅＯｕｔｓ()函数设置超时参数ＢＯＯＬＳｅｔＴｉｍｅＯｕｔｓ(ＵＩＮＴＲｅａｄＭｕｌｔｉｐｌｉｅｒ＝０,ＵＩＮＴＲｅａｄＣｏｎｓｔａｎｔ＝０,ＵＩＮＴＷｒｉｔｅＭｕｌｔｉｐｌｉｅｒ＝１０,ＵＩ
