摘要:基于DDE（Dynamic Data Exchange）技術，研究了VB6.0下組態軟件與下位機串口通信服務程序的實現方法，并對其進行了改進，解決了組態軟件沒有提供某些現場設備的通信驅動程序的問題。服務程序利用串口通信控件MSComm與下位機進行通信，同時采用DDE技術與組態軟件進行數據交換。工程實踐表明，該方法通用性強、實現簡便。 1、引言 在工業控制領域，組態軟件正得到越來越廣泛的使用。例如：Fix、InTouch、KingView （組態王）等均是組態軟件的優秀代表，它們提供了豐富的工控界面、數據庫處理、對象連接等數據管理控制功能，為使用者帶來了極大的方便。組態軟件以Windows系統作為操作平臺，具有圖形功能完備、界面一致性好和易學易用等特點，與以往使用專用機開發的工控系統相比更有通用性，更方便了工程技術人員的應用開發。但在實際應用中，組態軟件常常沒能提供一些現場設備的通信驅動程序，而這些設備大多采用串口與PC機進行通信。 VB提供的串行通信控件MSComm，讓開發者可以方便、快捷地開發串行通信程序，而采用VB在Windows環境下實現符合DDE協議的通信程序也并非難事，因此整個系統的數據流示意圖如圖1所示。本文以組態王軟件與PHILIPS公司的51LPC系列單片機之間的通信為例，研究了采用VB6.0開發串口通信服務程序的原理及其實現方法。 2、串口通信的實現方法 Windows平臺下利用VB實現串口通信主要有以下兩種方法： 1）使用Windows API（Application Program Interface）函數。這種方法可編寫移植性強的通信程序，但必須首先用Declare聲明VB中所要用的動態鏈接庫DLL，這需要對Windows API函數有深入的了解，編程較復雜； 2）使用Microsoft公司提供的Active X控件MSComm。該通信控件通過改變對象屬性，向對象發送消息及為對象事件編寫響應代碼，可以方便地完成用戶應用程序間的串行通信，既可實現API函數的所有功能，又使得編程效率提高，應用功能增強，并且程序簡單明了。 對于MSComm控件實現串口通信的操作很多文獻都有論述，該控件的主要屬性可參考相關文獻，在此不作具體介紹。需要強調的是：在數據發送與接收過程中，都要通過一個Variant類型變量作為中介。發送數據時，必須先將要發送的數據賦給一個Variant類型變量，再把該Variant變量賦值給MSComm的Output屬性；同樣接受數據時，也應先將MSComm的Input屬性賦值給Variant變量，待接收端收到后必須轉換成其它類型（如字符型、二進制型）的數據才能進行處理。 VB服務程序中通過串口發送數據的主要程序如下： Private Sub TxData（） Dim Data As Byte Dim Temp1 As Variant Do DoEvents ‘將CPU的控制權讓出 Loop Until Not MSComm1.PortOpen If （Not MSComml.PortOpen） then MSComml.PortOpen=True End if MSComml.CommPort=l ;使用COM1口 MSComml.Setting=＂9600,N,8,l＂ ;9600 波特率，無奇偶校驗，8位數據，l位停止位 Temp1= Data；利用Temp1為中介 MSComml.OutBufferCount=0 ;清除發送緩沖區 MSComml.Output=Temp1 ;發送打包后的數據 …… MSComml.PortOpen=False ;關閉串口 End Sub 下位機采用PHILIPS公司的51LPC系列單片機P87LPC769，它的基本結構、匯編指令與80C51系統兼容，內部自帶128B的RAM和4KB的OTP程序存儲器。串行口工作在模式1，數據幀信息包括1位起始位，8位數據位和1位停止位。通常設計中為了提高系統的抗干擾和帶負載能力以及增加通信距離，實際采用RS-485通信總線、半雙工工作方式。PC機的串口端采用RS-232/485轉換器，單片機端引腳RXD和TXD外加SN75175和SN75174。 由于現場可能出現的通信干擾，若通信失敗，系統將重新發送數據，并統計次數，若失敗次數超過指定次數則表明通訊失敗。另外，主機在等待下位機回答時，需要使用DoEvents函數，讓出CPU的控制權，以免影響組態軟件的正常運行。 3、與組態軟件的DDE通信 Windows環境下，應用程序和系統間以及應用程序間可通過剪貼板、動態鏈接庫DLL（Dynamic Link Library）、對象鏈接和嵌入OLE（Object Link Embedded）以及動態數據交換DDE（Dynamic Data）方便地實現數據的實時交換。其中，剪貼板是一種靜態交換數據的途徑，DLL不被大多數組態軟件所支持，OLE不適合串行通信方式。相比之下，DDE是一種簡單、高效又被組態軟件廣泛支持的數據交換方法。 所謂動態數據交換是指在操作系統環境下各個應用程序間進行實時動態數據交換。一旦提供數據的服務方改變了交換數據的內容，接受數據的客戶方將立即自動更新交換數據內容，從而有效地保證了數據傳送的一致性。提出交換請求的一方稱為客戶（Client），對交換請求作出響應或提供服務的一方稱為服務器（Server）。串口通信服務程序向組態軟件提供串口數據的服務，是服務器端，又稱為發送端；而組態軟件向通信服務程序發出請求，并接收其發送的數據，是客戶端。 Windows應用程序間的DDE對話是通過應用程序名、主題、項目三個標識名來約定的。應用程序名（Application）是進行DDE對話雙方的名稱，KingView的程序名是View，VB的應用程序名是可執行文件的名稱。主題（Topic）是被討論的數據域（Domain），KingView的主題被規定為TagName，VB的主題由窗體（Form）的LinkTopic屬性值指定。項目（Item）是被討論的特定數據對象，KingView中，在指定數據字典的I/O變量的同時，指定項目名稱，而在VB中，項目是一個特定的文本框、標簽或者圖片框的名稱。 為了建立兩者間的DDE連接，首先需要在組態王中定義DDE設備，DDE設備的服務程序名、主題名和數據交換方式。在組態王的數據詞典中按照預先需要通訊的變量點數和變量類型建立I/O變量，定義變量的連接設備和項目名。然后在VB程序中設置主窗體的LinkMode屬性為1，LinkTopic可任意給定，如FormDDE。另外還需定義控件的屬性和方法，設置LinkTopic、LinkItem、LinkMode三個屬性。一般的設置為： Control.LinkTopic=服務器程序名|主題名 Control.LinkItem=項目名 Control.LinkMode＝0，1，2，3 其中：0=關閉DDE，1=熱連接，2＝冷連接，3＝通告連接；Control為文本框、標簽框或圖片框的名字。 本文的VB服務程序中采用Text文本框控件進行DDE通訊，其設置程序主要代碼為： Text1.LinkMode=1－Source Text1.LinkTopic=View|TagName 這些雙方的DDE定義設置完成后，分別按先Server后Client的順序（即先啟動VB服務程序，后啟動組態王運行程序）運行應用程序后就可以實現VB和組態王間的DDE通訊了。 其中，將串口讀入數據發送給組態軟件的例程如下： Privae Sub MSComml_OnComm（） Dim Temp2 As Variant Select Case MSComm1.CommEvent Case comEvReceive ;串口接收到數據 MSComml.InputLen=1 ;讀取一個字節 Temp2=MSComml.Input ;讀取數據 Text1.Text=CLng（Temp2） ;將數據發送給組態軟件 Case … ;其他事件處理 …… End Select End Sub 4、對DDE通信的改進方法 實際應用中，考慮到工控軟件的數據處理能力有限，應將通信協議的轉換工作交由通信服務程序完成。串口通信服務程序根據協議提取出每一條指令或數據，再將這些數據和指令同時上傳給工控軟件。工控軟件發送串口數據時，也是向通信服務程序同時發送所有的數據或指令，由通信服務程序實現數據的打包發送。 為此，對VB需開辟多個Text控件，對每個控件，始終存放通信幀數據段中的固定位置的一個或多個字節，如圖2所示。 為使通信程序具有可移植性，可采用動態加載控件的辦法，即在通信程序啟動時，根據設定的幀長加載相應的Text控件數。但務必在采用變長幀的通信協議時，通信服務程序設定的幀長不應小于可能出現的最大幀長。 為了實現動態加載Text控件，需建立控件數組。這就需要在通信服務程序主窗口中添加2個Visible屬性為False的Text控件，分別命名為TextRe和TextTr，并且將這2個控件的Index 屬性都設為0之后就能在程序中用Load方法動態添加Text控件。 實現動態加載Text控件的程序如下： Privae Sub Form_Load（） Dim k As Integer Me.LinkMode=0 ;不允許DDE通信 …… If DataLen＞2 Then ;DataLen存儲指定的幀長 For k＝1 To DataLen/2-1 ;每條指令占2個字節 Load TextRe（k） Load TextTr（k） Next k End If Me.LinkMode=l ;允許DDE通信 End Sub 5、結束語 VB是一種成熟的、面向對象的程序設計語言，采用它編寫的Windows環境下PC機與下位機的串行通訊軟件具有程序實現簡便、通用性強的特點，減輕了軟件開發者的工作量。本文利用VB的串行通信控件MSComm，并采用DDE技術較好地實現了上位PC機中組態王軟件與下位單片機間的雙向通信。組態軟件編寫的上層人機監控界面直觀、友好。實際運行證明該串行通訊服務程序方便可靠，具有較強的實用價值。