便携式打印数据中心的软件设计（一）：数据采集之串口通讯软件设计说明

之前由于客户需求，专门设计了针对便携式仪表使用的数据打印机，受这个启发，我认为我们自己的产品，比如一些数据记录仪（Datalogger），也可以使用打印机打印出统计数据，以便用户现场就能够看到阶段性统计结果，而无需使用 PC下载。

本文先讨论该系统的数据采集工作，也就是打印中心从配套的数据记录仪通过RS232接口下载数据的过程。

RS232 module主要包括rs232.c(串行通讯与数据处理)，realtime.c, iic.c(EEPROM读写)，基本定时器的设置四个子程序。

程序的主体是rs232.c,其余是芯片的底层驱动。下面重点说明rs232.c：流程图中所用到的变量介绍请参见附件的的变量说明表。

一．串行通讯：

Datalogger printer（以下简称printer）上电后，即进行Datalogger 的在线检测，每隔3S左右发送一次I,如接收正常，则发送M，读取一些Datalogger的基本信息。然后根据key_lcd.c产生的各个控制字进行相应的操做。

因为使用的CPU为MSP430F135,它自带串口通讯模块，因此CPU的串口工作时主要由USART模块控制，但也要做一定的判断。在发送数据之前，先判断引脚电平15mS左右，如无变化(为高电平)，再发送数据，否则CPU工作会不正常。若为低电平，则offline。

MSP430F135的datasheet上给的9600 bps的控制字误差偏大，现自己计算，过程及对照表如下：

表一 MSP430 Baud Rate计算

1》数据发送中断的处理：

因为Datalogger的信息接收脚RX和信息发送脚TX连接在一起，采用的是半双工的串口通讯方式，Printer也是如此。所以当Printer发送数据时，接收脚要置为高阻态，即输入状态，以免影响数据电平；同理，在Printer接收数据时，发送脚也要作相同处理。

由此产生一个问题，即当发送完毕之后，需要过多久再把发送脚置为高阻，接收脚置为模块输入。如果切换早了，则信息还没有发送完毕，若切换晚了，则会漏接收。

又因为程序分为三个模块，最好不要在某一个程序模块停留太久。所以采用中断发射数据，无需再多加判断。现在在正常数据发送完成后，再加发一个线路空闲字节（线路上为高电平），之后立即切换引脚，则被切换引脚所破坏的讯号为附加的这个线路空闲字节，正常信息没被破坏，而且也不影响接收数据。流程如下：

图一 发射中断流程

2》数据接收中断的处理：

Datalogger数据格式以回车为一帧数据的结束。串口中断接收程序是较为底层的一块，为简化上层记录数据处理的步骤，现将接收到的记录数据数组直接在中断程序中转为INT型的数据。

目前有3种Datalogger，8828发送记录数据每两帧之间空闲时间为4mS左右，8829为7mS左右，8818为6mS左右，而中断程序中数据转换最长时间不超过1.3mS，因此不会影响接收数据。

其程序流程图如下：

图二 接收中断流程

在Download数据时，Datalogger会回应一次关于M的信息，是Download时最新的记录数据个数的状况，同样为简化上层程序的入口判断，现在中断中更新Total。

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二． RS232 module的主体结构：

其具体流程如下：

图三 RS232主体流程

发送控制信息的主要工作就是数据格式转换，详情请参见程序。下面是部分程序截图：

当进行报警值设定时，8828，8829，88128都是发送（温度值×10），而8818则是发送对应的电阻值，详情请参阅CommandsOfDataLogger.doc。为减小ROM空间，将8818所用到的电阻表格的一部分放到信息FLASH中（256字节）。这个表格若放入EEPROM中，则数据处理速度太慢。

图四 接受判断处理

注：其中小模块的流程参见附录。

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附录：

表二 变量说明

Datalogger 记录信息接收：

Datalogger 记录数据接收：

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之前因为详细讲述过打印功能原理，这里就不展开了，附上简要说明：

打印头驱动信号：
HOME信号，TG信号，MOTOR控制信号，打印头控制信号。

• HOME信号检测：
  HOME信号经过HC14整形反相后，输入到单片机，打印头到位HOME时为L，离位时为H。HOME到位检测过程为：HOME信号发生H→L时，启动1.5ms定时器，每1.5ms对HOME采样一次，如果连续3次HOME都为L，则打印头到位。HOME离位检测过程为：在HOME到位状态下，HOME发生L→H，则打印头离位。

• TG信号检测：
  TG信号经过HC14整形反相后，输入到单片机，每次TG发生H→L就会触发一次中断。在连续打印时，为了保证上下行对齐，采用TG计数的方法来定位打印头位置，而不采用HOME信号（MTP201－166G每行TG为276）。

• Printer Driver接口
  指定打印缓冲区
  #define PRINTBUF_MAX 30

打印状态字uchar PrintStatus
正在打印时，PrintStatus ＝PRINT_BUSY
打印完成时，PrintStatus ＝PRINT_DONE
准备打印下一行时，PrintStatus ＝PRINT_NEXT_RDY

打印命令字uchar PrintCommand
启动打印， PrintCommand ＝PRINT_START
取消当前打印行，PrintCommand＝PRINT_CANCEL

打印模式设定uchar PrintModeSet
文本 ，PrintModeSet ＝PRINT_TEXT
曲线，PrintModeSet ＝PRINT_LINE
图形，PrintModeSet ＝PRINT_GRAPHIC

打印数据类型char PrintDataType
温度，PrintDataType＝PRINT_DATA_T
温度和湿度，PrintDataType ＝PRINT_DATA_T_RH

打印意外标志uchar PrintException
当PrintException＝1时，取消当前所有打印，并且打印头复位。

打印加热延时uint PrintDelay
用来调节打印的浓度。

void PrintDrvInit(void)；
打印驱动模块初始化函数。
uchar PrintPutChar(const uchar* pbuf,uchar len)；
把长度为len的字符串pbuf放入打印缓冲区。

uchar PrintPutAChar(uchar buf);
把字符buf放入打印缓冲区。

void PrintBufFlush(void);
清空打印缓冲区。

void PrintDrvRoutine(void);
打印驱动例程，每次设定命令后，至少要执行一次此函数，命令才会有效。

void PrintPutTextStr(uchar* pText);
把字符串pText放入打印缓冲区。

void PaperJamDeal(void);
卡纸处理。

• Print Out 接口
  void PrintGraphic(void);
  打印曲线图例程。

void PrintInit(void);
打印初始化函数。

void PrintRoutine(void);
打印命令处理例程。

void PrintSummary(void);
打印Datalogger预览例程。

void PrintTextTable(void);
打印文本列表例程。

void prn_interface(void);
打印接口数据处理函数。

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以上就是数据接收部分的详细论述，以及 简单的打印模块软件说明，下次将主要讲述按键/显示模块的处理。

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以上内容均由 @patriciaphilip原创，如无授权，请勿引用，谢谢！

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