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1、 VB6.0环境下基于USB的虚拟串口通讯实现摘要：以ftdi公司的ft232bl芯片为核心设计并实现了基于usb接口的计算机与单片机之间的虚拟串口通讯。单片机采用philips公司p89系列单片机，完成数据的存储。计算机在windows环境下利用mscomm通讯控件实现上位机与下位机之间的数据传输。在此提出了pc机对虚拟串口的自动识别方法，并提供了程序的源代码。实验结果表明，用虚拟串口实现计算机与单片机之间的usb通信，具有速度快，软件实现简单等优点。关键词：vb6.0； usb口； ft232bl； 虚拟串口引言数据传输是现代通讯过程中的一个重要环节，在数据传输过程中，不仅要求数据传输的准
2、确率要高，而且要求速度快、连接方便。传统的rs 232串口通讯和并口通讯都存在传输速度低、扩展性差、安装麻烦等缺点，而基于usb接口的数据传输系统能够较好地解决这些问题。目前，usb接口以其传输速率高、即插即用、支持热插拔等优点，逐步成为pc机的标准接口。本文中的数据传输系统采用了usb接口进行上位机与下位机之间的数据通讯。下位机采用philips 公司p89系列单片机，完成数据的存储。上位机通过vb6.0编程，实现上位机与下位机之间的数据传输。1数据传输系统的总体设计系统的硬件部分主要包括2部分：上位机端和下位机端。上位机采用pc机或笔记本电脑，操作系统为windows xp，实现上位机和下
3、位机之间的数据传输、显示、处理、存储及查询功能。系统的下位机采用philips公司p89系列单片机，完成数据的存储。下位机为一个手持的数据存储仪，由usb转串口数据转换模块、ttl转rs 422总线模块、中央处理模块、显示模块、存储模块、电源模块等组成。上位机与下位机的连接利用pc机自带的usb接口，原理框图如图1所示。图1数据传输系统原理框图把数据记录卡插入数据存储仪内，可把卡内数据转存到存储模块。数据存储仪通过usb口与pc机连接，把所存数据传输到上位机，上位机对数据进行显示、处理及存储。系统采用ftdi公司的ft232bl芯片作为usb转串口模块，可以和单片机的内置串口直接连接，使单片机
4、通过usb口和pc机通讯。芯片一方面可以接收从pc机发来的usb数据，并将其转换为串行i/o数据格式发送给单片机串口；另一方面可把单片机从串口发出的数据转换为usb的数据格式传回pc机。与其他usb接口芯片相比，用ft232bl芯片进行usb外设开发，只需熟悉单片机编程及简单的vc或vb 编程，而无需考虑固件设计以及驱动程序的编写，从而能大大缩短usb外设产品的开发周期。2硬件电路设计2.1ft232bl芯片简介ft232bl内部结构如图2所示，主要由usb收发器、串行接口引擎(sie)、usb协议引擎、通用异步收发(uart)先进先出(fifo)控制器和通用异步收发(uart)转换器等构成。
5、usb收发器提供usb1.1/2.0全速物理接口到usb总线；串行接口引擎主要用于完成usb数据的串/并双向转换，并按照usb2.0规范来完成usb数据流的位填充/位反填充，以及循环冗余校验码(crc5/crc16)的产生和检错；usb协议引擎管理来自usb设备控制端口的数据流；通用异步收发(uart)先进先出(fifo)控制器处理收发通道缓冲与通用异步收发(uart)寄存器之间的数据传递。图2ft232bl内部结构框图 通用异步收发器(uart)实现与单片机(如p89v51rd2)的串行接口，通过txd，rxd，gnd3根数据线分别与单片机的rxd，txd，gnd相连，完成与单片机的数据交换
6、。ft232bl内含2个数据缓冲区，一个是128 b的发送缓冲区，另一个是384 b的接收缓冲区。它们均用于usb数据与串行i/o数据的交换缓冲区。另外，ft232bl还包括1 个内置的3.3 v稳压器，1个6 mhz的振荡器、8倍频的时钟倍频器、usb锁相环和电擦除只读存储器接口。2.2ft232bl电路设计根据usb设计规范，usb设备有总线供电和自供电2种方式。考虑到usb通讯功能仅在连接pc机时使用，所以，ft232bl芯片由usb总线供电，电路其他部分通过双触点开关的一个常开触点连到usb总线电源正极上。典型硬件电路如图3所示。采用上电复位方式，通过输出可使单片机复位。时钟电路采用1
7、个6 mhz无源晶振及2个27 pf的陶瓷电容组成。pwren脚与单片机的p1.7相连，用于判断usb总线是处于挂起状态还是正常状态。在usb接口的电源端接一个磁珠，用以减少主机与设备的干扰；电源端增加了去耦电容和旁路电容，以提高电路的抗干扰性。在印刷电路板的设计中，2根串行数据线的走线应可能短，并且长度相等。图3中的93c46(93c56或93c66)是一片电擦除只读存储器(e2prom)，用于存储产品的vid，pid，设备序列号及一些说明性文字等。这需要用户自己编写，编写的应用程序由ftdi公司提供。用户只需运行相应的vb程序，写入相应的信息即可。该电擦除只读存储器(e2prom)是可选的
8、。若没有电擦除只读存储器(e2prom)，ft232bl将使用默认的vid，pid(进程标识符)，产品描述符和电源描述符，并且没有设备的序列号。3上位机的软件设计与编程3.1虚拟串口驱动程序安装当下位机连接到上位机的usb接口时，上位机会检测到新硬件，这时需要安装一个从ftdi公司网站上免费下载的虚拟串口（vcp）驱动程序。该驱动程序适用于windows 98/2000/me/xp等不同操作系统。用户可以在这虚拟串口上进行应用程序的开发。该虚拟串口可以像一个标准的物理串口那样被访问，可本质上所有针对虚拟串口的数据通信都是通过usb总线完成的。3.2上位机的软件编程上位机软件采用vb 6.0提供
9、的串口通讯mscomm控件进行应用程序的编写。mscomm控件提供了功能完善的串口数据的发送和接收功能，它有2种处理通信的方式：一种是事件驱动方式，当串口发生事件或错误时，mscomm控件会产生oncomm事件，程序可以捕获该事件进行响应处理；另一种是查询方式，在程序中查询mscomm控件的commevent属性的值是否发生变化，从而确定响应处理。3.2.1虚拟串口的自动识别一般来说，上位机操作系统为ft232bl芯片分配的虚拟com端口是不确定的，下位机连接到同一上位机的不同usb口，其虚拟com端口号不同，下位机连接到不同的上位机，虚拟com端口号更是无法确定。为了让上位机能够自动识别下位
10、机连接的虚拟com口，程序中采用了循环访问各com口的方式，如果该com口是存在的则按照通讯协议向该端口发送“3ch”，如果该com口不存在，则跳过，判断下一个com口。如果收到下位机回送的“3ch”，则说明通讯检测成功。4系统运行结果上位机可以从下位机中读取最多31组数据（数据组数由下位机存储器容量决定），每组数据8 kb，用户可根据需要自行选择查看各组数据。图4是数据传输系统实际运行的结果。图4运行结果5结语该系统通过调试，已成功应用到项目中，运行稳定、可靠，满足了设计需求和功能，对开发类似的系统具有很好的参考价值。参考文献1李长林.visual basic 串口通信技术与典型实例m.北京
11、：清华大学出版社，2006.2杨思俊.基于vb6.0的太阳能发电基站电源的上位机软件设计j.科技广场，2011(1)：133135.3马兴，童卓，周丽娟.基于vb的pc机与单片机间串口通讯及程序设计j.兵工自动化，2010(10)：9496.4程来星，胡明钦，张英波.基于vb的计算机串口通信的应用研究j.无锡职业技术学院学报，2011(2)：5861.5夏中权.usb虚拟串口的通信j.电脑编程技巧与维护，2008(10)：7679.6杨杨，潘洪跃.基于虚拟串口的数据采集系统的设计与实现j.大众科技，2008(4):7375.7徐锋.基于ft245bm的快速usb接口设计j.电子工程师，2007(3):5961.8林水明，章坚武，骆懿.基于ft245bm的简易usb接口开发j.单片机与嵌入式系统应用，2003(1)：3840.9陈三凤，刘晓波.基于vb6.0与单片机串行通信的数据采集系统设计j.计算机应用，2004(1)：6668.10王永磊，何强，韩壮志.基于usb的pda与dsp的虚拟串口通讯实现j.仪表技术，2009(6)：3638.
