標(biāo)題:
MATLAB的串口通訊
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作者:
leehb
時間:
2018-2-10 17:18
標(biāo)題:
MATLAB的串口通訊
在Matlab環(huán)境下，讀取串口數(shù)據(jù)的方式可以分為兩種：查詢法和事件驅(qū)動法。以查詢的方式進(jìn)行串行通信時，如下位有大量的數(shù)據(jù)分時分批傳送給PC機(jī)，上位機(jī)就需要不停查詢串行口的緩沖區(qū)，有數(shù)據(jù)就讀��；雖然編程容易，但這樣無法實現(xiàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理和圖形顯示，系統(tǒng)實時性不高，而且會極大地占用系統(tǒng)的資源和出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象。以事件驅(qū)動的方式對串口進(jìn)行控制實現(xiàn)串行通信，就可以實時處理下位機(jī)傳送的數(shù)據(jù)；但編程相對復(fù)雜一些，需要采用Matlab的事件和回調(diào)函數(shù)機(jī)制。
1．查詢法
MATLAB使用查詢法對進(jìn)行串行通訊的程序如下:
g =serial('com1'); %創(chuàng)建串口對象
g.baudrate=115200; %設(shè)置波特率,缺省9600bit/s
g.parity='none'; %設(shè)置校驗位無奇偶校驗
g.stopbits=1; %設(shè)置停止位
g.inputbuffersize=256; %設(shè)置輸入緩沖區(qū)為256b，缺省值為512b
g.Terminator='LF'; %設(shè)置輸入緩沖區(qū)為256b，缺省值
recbuf=zeros(1,40); %清接收緩沖區(qū)（40）
framelen=23; %幀長度（每幀23byte)
framenum=0; %清接收幀數(shù)
rectr=0; %接收計數(shù)器清零
xctr=0; %輸入接收的數(shù)據(jù)幀數(shù)
recnum= input('請輸入要接收的數(shù)據(jù)幀數(shù):\n');
%打開串口設(shè)備
fopen(g); %打開串口設(shè)備對象g
fwrite(g,255) ; %以二進(jìn)制的方式發(fā)送握手信號0xFF
%進(jìn)入接收循環(huán)
while framenum<recnum
recdta=fread(g,1,'uint8'); %以二進(jìn)制的方式讀入數(shù)據(jù)
if recdta==255 %找?guī)^
rectr=rectr+1; %接收計數(shù)器加1
recbuf(rectr)=recdta; %送入接收緩沖區(qū)
elseif recdta==framelen&rcbuf(1)==255 %驗證接收長度和幀頭
framelen=recdta; %取幀長度
rectr=rectr+1; %接收計數(shù)器加1
recbuf(rectr)=recdta; %送入接收緩沖區(qū)
elseif rectr>1&rectr<framelen %接收數(shù)據(jù)
rectr=rectr+1; %接收計數(shù)器加1
recbuf(rectr)=recdta; %送入接收緩沖區(qū)
if rectr==framelen %如果接收完進(jìn)行處理
rectr=0; %清接收計數(shù)器
framenum=framenum+1; %幀數(shù)累加
%根據(jù)具體通訊協(xié)議提取數(shù)據(jù)
…
%接收濾波后的數(shù)據(jù)
….
plot(…) %輸出顯示
end
else rectr=0; %未找到幀頭清計數(shù)器
end %接收結(jié)束
end %主循環(huán)結(jié)束
%程序結(jié)束關(guān)閉串口類
fclose(g); %關(guān)閉串口
delete(g); %刪除串口對象
clear g ; %清除變量
注意：串口的讀寫操作有文本方式和二進(jìn)制方式兩種。在文本方式下，串口設(shè)備只接收可以顯示的ASCII字符，將0x00H~0x1FH范圍內(nèi)的字符解釋為控制字符。使用文本方式對串口的讀寫函數(shù)分別為fprintf()（寫）、fscanf()（讀）。
2．事件驅(qū)動法
在Matlab環(huán)境下以事件驅(qū)動的方式進(jìn)行串行通信，類似于VC中的MSCOMM控件中ONCOMM事件的實現(xiàn)方法。Matlab7.0提供了instrcallback(obj,event)回調(diào)函數(shù)，用戶根據(jù)需要可以自行設(shè)置具體的串行通信事件。Matlab常用的串行口通信中斷事件有：緩沖區(qū)有指定字節(jié)數(shù)目的數(shù)據(jù)可用事件（bytes-available event）、串口接收到的數(shù)據(jù)長時間處于非激活狀態(tài)事件（break-interrupt event）、串行口引腳狀態(tài)改變事件（pin-status event）、輸出緩沖區(qū)為空事件（output empty event）等。當(dāng)串口上有監(jiān)視的事件發(fā)生時，Matlab會自動調(diào)用回調(diào)函數(shù)進(jìn)行通信事件的處理。因此，事件驅(qū)動實質(zhì)上是一種中斷機(jī)制，而回調(diào)函數(shù)實質(zhì)上相當(dāng)于一個中斷服務(wù)子程序。Matlab端實時串行通信的程序流程如圖4所示，以下是具體的編程步驟。
（1）主程序
g =serial('com1'); %創(chuàng)建串口對象
g.baudrate=115200; %設(shè)置波特率,缺省9600bit/s
g.parity='none'; %設(shè)置校驗位無奇偶校驗
g.stopbits=1; %設(shè)置停止位
g.BytesAvaibleFcnMode='byte';% 設(shè)置中斷觸發(fā)事件為‘bytes-available Event’
g.BytesAvailableFcnCount=30; % 設(shè)置接收緩沖區(qū)每收到30個字節(jié)時，觸發(fā)回調(diào)函數(shù)
g.BytesAvailableFcn=@instrcallback;得到回調(diào)函數(shù)句柄
fopen(g);%連接串口設(shè)備對象
fwrite(g,255);%寫串口，發(fā)送握手信號0xFF(等價于十進(jìn)制下的數(shù)值255)
（2）中斷調(diào)用程序
Matlab缺省的回調(diào)函數(shù)instrcallback(obj,event)存在于instrcallback.m文件中。該文件類似于VC中的ONCOMM事件函數(shù)模塊。需用戶自行添加相應(yīng)的中斷處理程序代碼。
Matlab安裝目標(biāo)盤下有兩個instrcallback.m文件，我們只需要修改Matlab7\toolbox\matlab\iofun\@instrument目錄下的instrcallback.m文件即可。注意，在修改instrcallback.m文件之前，最好對進(jìn)行備份。另外，需要注意的是：程序調(diào)試過程中如果再次修改了該回調(diào)函數(shù)，要重新啟動Matlab，才能使得新的回調(diào)函數(shù)文件生效。
%修改后的instrcallback.m文件如下：
function instrcallback(obj, event)
%以下是用戶自行添加的通信事件處理及通信數(shù)據(jù)處理的中斷服務(wù)程序代碼
%定義存儲串口30個字節(jié)通信數(shù)據(jù)的數(shù)組
Inbuffer1=[0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0];
inbuffer2=[0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0];
%以下程序用以對串口通信事件處理
out= fread (obj, 30, 'uint8') %接下位機(jī)發(fā)送的30個數(shù)據(jù)（每個數(shù)據(jù)占一個字節(jié)）
%以下程序用以數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波
inbuffer2=filter(…., Inbuffer1);
%以下程序用以對濾波后數(shù)據(jù)進(jìn)行文件存儲
fid = fopen('C:\MATLAB7\work\data.txt','a+'); %創(chuàng)建并data.txt文件
fprintf(fid,'%3d',inbuffer2); %將濾波后數(shù)據(jù)存儲到fid文件設(shè)備中
fclose(fid); %關(guān)閉fid文件設(shè)備
%數(shù)據(jù)計算
…
% 進(jìn)行實時圖形輸出顯示
plot(…);
end
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