Matlab环境下PC机与单片机的串行通信及数据处理_向先波.pdfVIP

TECHNOL OGY REVIE W 技术纵横 环境下 机与单片机的 Matlab PC 串行通信及数据处理※ ■ 华中科技大学 向先波 徐国华 ■ 武汉化工学院 张 琴 结合单片机和Matlab两者的优点，基于事件驱动的中断通信机制，提出一种Matlab环境下PC机与 单片机实时串行通信及数据处理的方法；完成单片机数据采集系统与PC机的RS-232/RS-485串行通 摘 要 信及其通信数据的分析处理、文件存储、FIR滤波及图形显示；简化系统开发流程，提高开发效率。 该方法已成功应用于一个PIC16F876单片机应用系统实例之中。 关键词 PIC16F876 串口通信MatlabRS-232 RS-485事件驱动 回调函数 引 言 PC机为上位机组成的实时数据采集处理系统为例，介 绍基于Matlab环境下PC机与单片机串行通信的实时数 Matlab是由美国Mathworks公司开发的面向理论分 据处理方法的实现。数据采集系统的结构框图如图1所 析研究、工程计算数据处理和绘图的一套具有强大功能 示。PC机串口与单片机USART口通过MAX232电平转 的软件系统。其中Matlab语言是一种以矩阵为基本运算 换芯片相连，系统工作时，Matlab通过调用设备控制工 单元的解释执行的高级语言，编程简便，只要几条语句 具箱中的serial类及相关函数，来创建串口设备对象，得 就能实现诸如FFT变换、FIR/IIR滤波等数据分析处理，易 到设备的文件句柄，从而以操作文件的方式实现对PC 于掌握。从Matlab6.0版本开始，Mathworks公司在软件 机串行口的读写操作。因而PC机可以通过Matlab向串 中增加了设备控制箱(instrument control toolbox)，提供了 行口发送特殊指令，PIC单片机应用系统对此作出相应 对RS-232/RS-485通信标准的串口通信的正式支持。利用 的反应，将A/D采样数据通过串行口回送给PC机。此 该工具箱的serial类及instrcallback()回调函数，能可靠地 时，Matlab通过中断的方式，实时接收单片机发送的数 进行实时串行通信。为此，笔者充分结合单片机和Matlab 据，并完成对数据的分析处理、文件存储、FIR滤波及 的优点，基于事件驱动的中断通信机制，提出了一种 图形显示。 Matlab环境下PC机与单片机实时串行通信的数据处理方 法，极大地简化开发流程，提高了系统开发效率。另外， 2 PIC16F876与PC机串行通信接口的设计 与目前普遍采用的基于Matlab查询方式下的非实时串行 2.1PIC16F876单片机串行通信接口的硬件设计 通信技术相比，这种方法的实用性也大大增强了。