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1、Sartorius电子天平通讯接口程序设计引言随着传感器技术和微处理器技术的发展,高性能的电子天平相继产品化。例如:Sartorius AG公司生产的BS210S型的称量为210g,读数精度为0.1mg,BS21S型的称量为21g,读数精度为0.01mg,属标准型精密天平;超微量天平的读数精度最高可达一亿分之一克(0.0lg),比最佳的机械式微量分析天平高出3个数量级。 电子天平最大特点是操作简单;测量快捷,数秒钟便可显示称量结果。它还具有多种功能,例如:自动故障检查、全自动校准功能、超载自动保护、RS-232通讯接口等。 本设计在分析Sartorius电子天平RS-232通讯接口的条件下,给
2、出了电子天平和计算机通讯线缆连接方法,利用可视化编程语言Delphi 7.0设计了电子天平和计算机通讯接口程序,实现了电子天平与计算机之间的双向数据传输,把称量信息输入计算机、进行数据处理和远程显示等,构成了植物营养液成份测定、水培花卉等园艺工程中的自动定量测试、存储系统,为实验室研究和科学研究提供方便可靠的自动采集数据功能,测量结果能够更好地融入相关的测量系统。通讯接口连线设计artorius电子天平的数据接口采用RS-232C串行接口,通讯握手方式可设为硬件方式或软件方式,数据接口使用25引脚的D-SubFemale连接器;而计算机上一般有RS-232串行接口,采用9引脚的D-SubMal
3、e连接器。根据电子天平和计算机通讯握手方式的要求,硬件方式需要有TxD(发送数据)、Rxd(接收数据)和GND(接地线),还要辅助数据线CTS(清除发送)、DTR(数据终端准备)才能实现;软件方式仅需要TxD、RxD和GND就可以通讯,所以选购25引脚的D-SubMale连接器和9引脚的D-SubFemale连接器,各引脚之间按照图1所示接线方法连接,就可以满足上述两种握手方式的要求,数据电缆的屏蔽线和两端连接器的金属外壳相连(电缆长度一般不能超过15m),就可以构成用于Sartorius电子天平和计算机通讯的连接电缆,其中电子天平数据接口的8和15引脚可以连接一个远程按钮,用于远程控制电子天
4、平的数据输出、校正等。通讯控制命令Sartorius电子天平的通讯控制命令基本相同,但不同型号的电子天平还是有些差异,应根据电子天平的型号有所选择。电子天平的控制命令格式:Esc!CRLF,其Hex代码为:1B*0D0A,其中,!为控制字符,*为控制字符!所对应的Hex代码,控制字符及其功能如表1所示,例如:计算机请求电子天平发送(打印)数据,只要从计算机串口输出打印控制命令EscPCRLF的Hex代码1B500D0A即可。Sartorius电子天平的功能命令格式:Esc%X_CRLF,其中,%X为命令参数,功能命令及其Hex代码如表2所示,例如:计算机发送Hex代码1B66315F0D0A,
5、就可以相当于使用电子天平上的CAL功能键。若采用软件握手方式,必须采用Xon/Xoff协议4,而Sarto-rius电子天平在采用Xon/Xoff协议上没有特殊的要求,只要在发送命令前发送Xoff(Hex代码0x13),而在传送命令结束之后发送Xon(Hex代码0x11),这样才能准确的传输命令和数据,所以在计算机中发送打印控制命令变为XoffEscPCRLFXon,其Hex代码变为131B500D0A11即可,其他命令也可以类似的传输,以实现相应的功能。安装SPComm通讯控件到Delphi系统不论采用何种编程语言,实现串口通讯通常有几种方式:(a)利用Windows API通讯函数,该方法
6、使用面广,但编程专业化程度高而且比较复杂;(b)利用标准通讯函数,直接对串口进行操作,需要了解通讯接口硬件电路结构原理;(c)使用Mi-crosoft通讯控件MSComm,或使用第三方通讯控件SPComm、Cserial等,该方法通用性强,开发难度较低。 本设计中使用SPComm通讯控件,先在Delphi系统中安装SPComm控件。在Delphi 7.0环境中,选择Component-InstallComponent菜单,在Install Component对话框中,Browse到SP-Comm.pas文件,确定即可进行Package编译安装,SPComm控件被安装到Delphi的System
7、选项卡中。 建立Delphi工程文件,并申明全局变量用于接收数据、发送指令、显示结果:(a)接收数据数组,RecBuf:array1.22ofbyte;(b)发送数据数组,SendBuf:array1.6of byte;(c)接收数据的字符串,DataString:string。初始化并启动串口选择通信使用的串口,确定通信协议,即设置波特率、校验方式、数据位、停止位等属性,分别设置电子天平通讯接口和计算机串口的参数,确保它们的参数一致。设置计算机SPComm串口控件参数的Delphi代码如下:发送电子天平的控制指令在编写基于串口的计算机通讯软件时,通常需要由计算机向电子天平(下位机)发送命令和
8、有关数据,以控制电子天平的操作,具体的操作指令应根据不同型号电子天平的相关指令。利用SPComm串口控件向电子天平发送数据13 1B 50 0D 0A 11,电子天平执行打印命令,输出电子天平的测量结果,Delphi示例代码如下: 接收电子天平串口数据及结语接收电子天平串口数据在编写基于串口的计算机通讯软件时,常需要由电子天平(下位机)向计算机发送数据,以使计算机了解系统的测试数据或下位机的运行状态,并进而控制下位机的行为。利用SPComm串口控件接收的数据信息,示例代码如下:关闭串口在系统开发中,在不使用串口时,应及时关闭串口、释放系统资源,否则可能会影响系统的其它应用。关闭串口只要调用代码:Comm1.StopComm;3.结语利用Delphi编程实现了Sartorius电子天平和计算机通讯,实现了植物营养液成分测定、水培花卉等园艺工程中的自动定量测试、存储系统;通讯线缆设计和软件编程等方法也适用于基于串口通讯相关的领域,可以方便地开发功能强大、实时性强的串口通信程序
