摘 要：文章在介紹MATLAB串口通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，以ANALOG公司的ADμC812作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的微處理器，通過(guò)計(jì)算機(jī)的RS-232串口將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)組成為一個(gè)具有極強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力的系統(tǒng)。利用MATLAB6.X自帶的通信類（SERIAL）和GUI編程技術(shù)，方便地開(kāi)發(fā)出通信與數(shù)據(jù)采集軟件，通過(guò)人機(jī)界面能夠完成對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制與通信，而且系統(tǒng)軟硬件的實(shí)現(xiàn)方法比較簡(jiǎn)單，具有一定的實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：MATLAB、串口通信、數(shù)據(jù)采集、快速處理

　　MATLAB具有超強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，被廣泛的應(yīng)用于信號(hào)處理、自動(dòng)控制等領(lǐng)域，而且它的圖形用戶界面編程技術(shù)（GUIDE）簡(jiǎn)單易學(xué)，即使非專業(yè)人員也能編制出界面友好、功能強(qiáng)大的應(yīng)用程序。對(duì)于一般的微轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集過(guò)程較為簡(jiǎn)單，但要對(duì)采集的結(jié)果進(jìn)行快速的實(shí)時(shí)處理就比較困難，因?yàn)榻^大多數(shù)MCU只提供簡(jiǎn)單的8位無(wú)符號(hào)數(shù)的四則運(yùn)算指令系統(tǒng)，對(duì)于有符號(hào)數(shù)的乘方、開(kāi)方等運(yùn)算軟件實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難。本文介紹利用MATLAB的串口通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與PC機(jī)的通信，使采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲得快速、準(zhǔn)確的處理，而且實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，有一定的實(shí)用性。

一. MATLAB串口通信技術(shù)

　　對(duì)于WINDOWS系統(tǒng)而言，硬件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序有著十分嚴(yán)格的規(guī)范，可以用C或匯編語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，而MATLAB本身是一個(gè)跨平臺(tái)的軟件，并不具備直接訪問(wèn)硬件的能力。即使安裝了驅(qū)動(dòng)程序并能正常工作的硬件設(shè)備，MATLAB也沒(méi)有統(tǒng)一的形式對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)。對(duì)于系統(tǒng)的串口，在MATLAB6.X中以類（SERIAL）的形式提供了支持。當(dāng)用指令建立了一個(gè)串口對(duì)象（句柄）以后，對(duì)串口的硬件操作可以文件操作的軟件形式來(lái)完成，方法比較簡(jiǎn)單。常用的串口操作命令及其含義如下表（1）所示，這些命令既可在MATLAB命令窗口實(shí)現(xiàn)，也可以M文件的形式出現(xiàn)，使用起來(lái)十分方便。

　　表1 MATLAB串口操作命令表

二. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與PC機(jī)通信的硬件電路

　　為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的微轉(zhuǎn)換器選用AD公司的全集成芯片ADuC812，該芯片包含有12位高性能的自校準(zhǔn)8通道ADC，兩個(gè)12位的DAC，與8051兼容的內(nèi)核使用戶無(wú)須學(xué)習(xí)新的指令系統(tǒng)。片內(nèi)8K閃速/電摖除程序存儲(chǔ)器使數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有在線下載編程能力，利用AD公司提供的免費(fèi)SERIAL WINDOW DOWNLOAD就可以將HEX文件下載到ADuC812內(nèi)，對(duì)于不同的應(yīng)用場(chǎng)所可以方便的修改系統(tǒng)的參數(shù)，既不需要昂貴的編程器，也不需打開(kāi)機(jī)殼插撥芯片，只需將一條電纜連接到計(jì)算機(jī)的COM1或COM2即可。另外該轉(zhuǎn)換器還支持看門(mén)狗定時(shí)器、電源監(jiān)視器及ADC的DMA等功能，可編程的I/O口具有三種類型的串口UART、SPI、I2C，價(jià)格也比較便宜，是一種理想的轉(zhuǎn)換器。系統(tǒng)的硬件組成如下圖（1）所示。

　　其中ADM202及P3.0\P3.1構(gòu)成了與計(jì)算機(jī)通信的RS232接口，它有兩個(gè)功能，一是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信。另一功能是與JP1配合使用，完成將程序從計(jì)算機(jī)下載到ADuC812片內(nèi)的閃速/電摖除程序存儲(chǔ)器中。當(dāng)下載程序時(shí)，需將單片機(jī)系統(tǒng)的電源關(guān)掉，用屏蔽帽屏蔽JP1，單片機(jī)系統(tǒng)再上電，ADuC812進(jìn)入程序下載狀態(tài)，運(yùn)行SERIAL WINDOW DOWNLOAD可以將HEX文件下載到芯片內(nèi)。ADM812組成了系統(tǒng)的復(fù)位電路。

三. 應(yīng)用程序的軟件流程圖

　　PC機(jī)與單片機(jī)的串口通信技術(shù)可以說(shuō)已經(jīng)比較成熟，但在工程實(shí)際中應(yīng)用較多的是VC、VB通信控件，一般人員開(kāi)發(fā)具有一定的困難。本文的PC機(jī)應(yīng)用程序是運(yùn)用MATLAB的類（SERIAL）和M語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，輔以MATLAB的GUIDE工具箱，程序開(kāi)發(fā)相對(duì)簡(jiǎn)單。單片機(jī)的程序應(yīng)用MCS—51匯編，只需在程序的第一行加$MOD812標(biāo)識(shí)符即可。整個(gè)傳輸過(guò)程是：由單片機(jī)發(fā)送握手信號(hào)，PC機(jī)接到握手信號(hào)后發(fā)應(yīng)答信號(hào)，并準(zhǔn)備接收信號(hào)，單片機(jī)接收到應(yīng)答信號(hào)后準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)，并說(shuō)明通信過(guò)程掛鉤成功，總的測(cè)量次數(shù)和鍵值作為第0組發(fā)送，發(fā)送完畢累加校驗(yàn)和，發(fā)現(xiàn)傳輸錯(cuò)誤時(shí)重發(fā)，程序的流程圖如圖2所示

　　MATLAB的SERIAL類核心是用JAVA語(yǔ)言編寫(xiě)的，與VC等高級(jí)語(yǔ)言相比存在許多不足，如不能以中斷的方式訪問(wèn)該串口類，但是對(duì)一般的應(yīng)用要求該類還是可以滿足要求的，同時(shí)由于該類的使用方法極其簡(jiǎn)單，故而也有一定的實(shí)用性。

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