電子天平通訊接口程序設計

1、Sartorius電子天平通訊接口程序設計引言隨著傳感器技術和微處理器技術的發(fā)展,高性能的電子天平相繼產(chǎn)品化。例如:Sartorius AG公司生產(chǎn)的BS210S型的稱量為210g,讀數(shù)精度為0.1mg,BS21S型的稱量為21g,讀數(shù)精度為0.01mg,屬標準型精密天平;超微量天平的讀數(shù)精度最高可達一億分之一克(0.0lg),比最佳的機械式微量分析天平高出3個數(shù)量級。 電子天平最大特點是操作簡單;測量快捷,數(shù)秒鐘便可顯示稱量結果。它還具有多種功能,例如:自動故障檢查、全自動校準功能、超載自動保護、RS-232通訊接口等。 本設計在分析Sartorius電子天平RS-232通訊接口的條件下,給

2、出了電子天平和計算機通訊線纜連接方法,利用可視化編程語言Delphi 7.0設計了電子天平和計算機通訊接口程序,實現(xiàn)了電子天平與計算機之間的雙向數(shù)據(jù)傳輸,把稱量信息輸入計算機、進行數(shù)據(jù)處理和遠程顯示等,構成了植物營養(yǎng)液成份測定、水培花卉等園藝工程中的自動定量測試、存儲系統(tǒng),為實驗室研究和科學研究提供方便可靠的自動采集數(shù)據(jù)功能,測量結果能夠更好地融入相關的測量系統(tǒng)。通訊接口連線設計artorius電子天平的數(shù)據(jù)接口采用RS-232C串行接口,通訊握手方式可設為硬件方式或軟件方式,數(shù)據(jù)接口使用25引腳的D-Sub Female連接器;而計算機上一般有RS-232串行接口,采用9引腳的D-

3、Sub Male連接器。根據(jù)電子天平和計算機通訊握手方式的要求,硬件方式需要有TxD(發(fā)送數(shù)據(jù))、Rxd(接收數(shù)據(jù))和GND(接地線),還要輔助數(shù)據(jù)線CTS(清除發(fā)送)、DTR(數(shù)據(jù)終端準備)才能實現(xiàn);軟件方式僅需要TxD、RxD和GND就可以通訊,所以選購25引腳的D-Sub Male連接器和9引腳的D-Sub Female連接器,各引腳之間按照圖1所示接線方法連接,就可以滿足上述兩種握手方式的要求,數(shù)據(jù)電纜的屏蔽線和兩端連接器的金屬外殼相連(電纜長度一般不能超過15m),就可以構成用于Sartorius電子天平和計算機通訊的連接電纜,其中電子天平數(shù)據(jù)接口的8和

4、15引腳可以連接一個遠程按鈕,用于遠程控制電子天平的數(shù)據(jù)輸出、校正等。通訊控制命令Sartorius電子天平的通訊控制命令基本相同,但不同型號的電子天平還是有些差異,應根據(jù)電子天平的型號有所選擇。電子天平的控制命令格式:Esc!CR LF,其Hex代碼為:1B*0D0A,其中,!為控制字符,*為控制字符!所對應的Hex代碼,控制字符及其功能如表1所示,例如:計算機請求電子天平發(fā)送(打印)數(shù)據(jù),只要從計算機串口輸出打印控制命令Esc'P'CR LF的Hex代碼1B 50 0D 0A即可。Sartorius電子天平的功能命令格式:E

5、sc%X_CR LF,其中,%X為命令參數(shù),功能命令及其Hex代碼如表2所示,例如:計算機發(fā)送Hex代碼1B 66 31 5F 0D 0A,就可以相當于使用電子天平上的CAL功能鍵。若采用軟件握手方式,必須采用Xon/Xoff協(xié)議4,而Sarto-rius電子天平在采用Xon/Xoff協(xié)議上沒有特殊的要求,只要在發(fā)送命令前發(fā)送Xoff(Hex代碼0x13),而在傳送命令結束之后發(fā)送Xon(Hex代碼0x11),這樣才能準確的傳輸命令和數(shù)據(jù),所以在計算機中發(fā)送打印控制命令變?yōu)閄off Esc'P'CR 

6、;LF Xon,其Hex代碼變?yōu)?3 1B 50 0D 0A 11即可,其他命令也可以類似的傳輸,以實現(xiàn)相應的功能。安裝SPComm通訊控件到Delphi系統(tǒng)不論采用何種編程語言,實現(xiàn)串口通訊通常有幾種方式:(a)利用Windows API通訊函數(shù),該方法使用面廣,但編程專業(yè)化程度高而且比較復雜;(b)利用標準通訊函數(shù),直接對串口進行操作,需要了解通訊接口硬件電路結構原理;(c)使用Mi-crosoft通訊控件MSComm,或使用第三方通訊控件SPComm、Cserial等,該方法通用性強,開發(fā)難度較低。 本設計中使用SPComm通訊

7、控件,先在Delphi系統(tǒng)中安裝SPComm控件。在Delphi 7.0環(huán)境中,選擇Component->InstallComponent菜單,在Install Component對話框中,Browse到SP-Comm.pas文件,確定即可進行Package編譯安裝,SPComm控件被安裝到Delphi的System選項卡中。 建立Delphi工程文件,并申明全局變量用于接收數(shù)據(jù)、發(fā)送指令、顯示結果:(a)接收數(shù)據(jù)數(shù)組,RecBuf:array1.22ofbyte;(b)發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)組,SendBuf:array1.6of byte;(c)接收數(shù)據(jù)的字符串,DataString:strin

8、g。初始化并啟動串口選擇通信使用的串口,確定通信協(xié)議,即設置波特率、校驗方式、數(shù)據(jù)位、停止位等屬性,分別設置電子天平通訊接口和計算機串口的參數(shù),確保它們的參數(shù)一致。設置計算機SPComm串口控件參數(shù)的Delphi代碼如下: 發(fā)送電子天平的控制指令在編寫基于串口的計算機通訊軟件時,通常需要由計算機向電子天平(下位機)發(fā)送命令和有關數(shù)據(jù),以控制電子天平的操作,具體的操作指令應根據(jù)不同型號電子天平的相關指令。利用SPComm串口控件向電子天平發(fā)送數(shù)據(jù)13 1B 50 0D 0A 11,電子天平執(zhí)行打印命令,輸出電子天平的測量結果,Delphi示例代碼如下:  接收電子天平串口數(shù)據(jù)及結語接收電子天平串口數(shù)據(jù)在編寫基于串口的計算機通訊軟件時,常需要由電子天平(下位機)向計算機發(fā)送數(shù)據(jù),以使計算機了解系統(tǒng)的測試數(shù)據(jù)或下位機的運行狀態(tài),并進而控制下位機的行為。利用SPComm串口控件接收的數(shù)據(jù)信息,示例代碼如下:關閉串口在系統(tǒng)開發(fā)中,在不使用串口時,應及時關閉串口、釋放系統(tǒng)資源,否則可能會影響系統(tǒng)的其它應用。關閉串口只要調(diào)用代碼:Comm1.