目录

中文摘要、关键词 ……………………………………………………………………3

英文摘要、关键词 ……………………………………………………………………3

文献综述 ………………………………………………………………………………4

• 绪论 …………………………………………………………………………5
• 问题概述…………………………………………………………………… 7
• 问题的来源…………………………………………………………… 7
• 目的和意义……………………………………………………………… 7
• 国内外研究现状………………………………………………………… 7
• 问题剖析 ………………………………………………………………………8

1.2.1 主要问题……………………………………………………………………8

1.2.2 难点和关键………………………………………………………………8

1.2.3 思路和方法………………………………………………………………8

1.3 本文的结构…………………………………………………………………9

• 相关的知识和工具 ……………………………………………………… 10

2.1 解决问题的知识基础……………………………………………………10

2.1.1 单片机系统简介……………………………………………………10

2.1.2 汉字区位码………………………………………………………… 12

2.1.3 RS-232-C通信原理…………………………………………………… 12

2.2 开发平台………………………………………………………………12

第三章 系统的总体设计………………………………………………………… 14

3.1 总体结构……………………………………………………………………14

3.2单片机系统结构………………………………………………………… 14

3.2.1单片机系统的汉字库结构……………………………………………… 14

3.2.2汉字区位码在单片机上的存储………………………………………… 14

第四章 单片机汉字库设计及与PC机的通信……………………………………… 16

4.1 汉字库结构的确定……………………………………………………………16

4.2 汉字库检索……………………………………………………………………16

4.2.1 汉字库元素编码…………………………………………………………17

4.2.2 汉字库的索引方法………………………………………………………17

4.3 单片机与PC机通信设计 ……………………………………………………19

4.3.1 基本概念…………………………………………………………………20

4.3.2 RS-232C接口简介……………………………………………………… 20

4.3.3 单片机串行通信功能与结构……………………………………………22

第五章 PC机设计………………………………………………………………………25

5.1 系统软件设计结构……………………………………………………………25

5.2 PC机上的汉字处理原理………………………………………………………25

5.3 PC机界面的设计………………………………………………………………25

5.4 系统模块集锦…………………………………………………………………27

第六章 程序编码………………………………………………………………………29

6.1 单片机汉字库检索程序………………………………………………………29

6.2 单片机汉字串通信传送程序…………………………………………………31

第七章 结束语…………………………………………………………………………32

7.1 系统评价………………………………………………………………………… 32

7.2 问题和展望……………………………………………………………………… 32

7.3 感谢语…………………………………………………………………………… 32

参考文献…………………………………………………………………………………33

附件：程序清单…………………………………………………………………………34

RS232串行通信的单片机与PC机的汉字通讯

——单片机系统汉字库及检索方法设计

摘要：

本文主要介绍了一台PC机与单片机异步串行通信组成的集散型控制系统的方法。系统中单片机是下位机，PC机是上位机，本设计的系统中由于实验室条件的限制，只用一台单片机和PC机进行通信。在单片机中建立汉字库系统，以及汉字库检索系统，使得被控元素改变时只需要改变下位机，而不用改变上位机的程序。单片机将被控对象的状态利用异步串行通信传送到PC机上后，由PC机的固定转换显示系统将状态显示在PC机上。

关键词：

异步串行通信、MSC51单片机、汉字库、区位码、分割、检索

文献综述

在工业自动化系统中，常用到微机与单片机进行控制和调试。单片机常被用作工业自动化系统中的前端处理器(也称下位机)。深入到现场，采集各种数据及信息，进行简单处理后送至上位机(PC)；特别是PC机和多台单片机构成小型分布系统，实现分级分布式控制，用一台PC机接收来自各下位机的信息和数据，经处理后在微机界面上显示，并向下位机下达命令，通过下位机对现场实施控制。在现场实时控制中难以解决的是上位机与下位机的通信问题，本文描述PC机与多台8051单片机的串行通信原理及相关的软、硬件设计，实现PC机与多台8051单片机的通信。

就目前我国工业自动化领域的发展来看，集中管理和分散控制的微机自动化系统占主要位置，性能良好的MCS-51单片机和IBM-PC机被广泛应用于各个行业，由它们组合构成的一种多级分布式管理控制系统(集散系统)已经形成.在这样一类系统中，存在一种精简模式，它以1台微机作为主机(上位机)，而以多台单片机作为从机(下位机)。其中，主机执行集中管理操作(控制、显示、打印)，而从机完成巡回检测和现场工控。

本系统解决的关键问题是:

(1)单片机系统的汉字词汇库结构、检索、及其释义汉字区位码串生成；

(2)状态点释义汉字区位码串的串行传送结构；

(3)PC机接收从下位机发来的信息并用VB实现汉字区位码的转换以及显示信息。

针对这类集散控制系统，该方法的显著特点是：状态点及其释义字串的变化基本上不会引起上位机的程序变化，从而提高了系统的通用性、二次开发性以及容错能力。

要实现这个系统，单片机中最主要的就是建立汉字库系统以及汉字库检索系统。根据系统的性质与大小、复杂程度、需要说明内容的多少等汉字库可分成三大类：

• 系统说明内容少，词汇量小，相应的字库可不考虑单字的重复使用而直接由句子字符串构成，因此也可以称之为句子库。这类结构只需要检索句子，不需词汇检索构成句子，因而句子输出速度快。
• 系统说明内容多，词汇量大，为节约存储空间，采用单字排列构成汉字库，这种汉字库实际上是单字库。此类结构在形成一个句子时，如果该句子有N个单字则需要检索N次字库。
• 更为一般和实用的字库结构是单字一词组结构。这类库中同时存在单字和词组，具体结构如(表4.1)所示。那些使用频度高，用字量少的句子用词组存储，可以提高系统的工作速度，不影响系统控制的实时性要求。而那些不常用的长句子，则拆分成字和词组保存，即长句子由汉字库中单字和词组组成。将词组按含字数目排序在单字子库后，便形成系统的汉字库。若q个子库中无重复字出现，则该汉字库是单字库的结构进化库。两库的相同之处是所占容量相同，不同之处是检索方法的差异。该库在使用上既不向句子库那样会出现浪费单元现象，也不会像单字库那样句子形成时间过长。

检索汉字库则从子库首地址开始，按“字库序号无2”数目对子库进行单元分割而形成的存储单元段中所存储的汉字。为实现不同字数元素的统一检索，对所有元素进行统一编码。本系统汉字库中共有28个汉字，每个汉字占4位区位码，前两位为区码，后两位为位码，将区位码转换成十六进制数以后顺序存储在汉字库中，即4位十六进制编码表示一个汉字，从入口地址开始每4位为一个汉字。

从系统所有释义句提炼出含不同字数词组后，每个子库是先定编号后填词，并且各子库占用编号数目最好稍多余实际词组数，以便今后增加当时未涉及的词组。

随着多微机系统的应用和微机网络的发展，通信功能越来越显得重要。这里所说的通信是指计算机与单片机之间的数据通信。数据通信方式一般分为两种：并行通信和串行通信。并行通信传送速度快、效率高，但是传送可靠性差，不适合远距离传送；串行通信数据按位顺序传送，速度较慢，但是传送可靠性高，还可以节约通信子系统的硬件投资。

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• 绪论

1.1 问题概述

1.1.1 问题的来源

大多数的电脑设备都具有RS-232C接口，尽管它的性能指标并非很好。在广泛的市场支持下依然常胜不衰。就使用而言，RS-232也确实有其优势：仅需3根线便可在两个数字设备之间全双工的传送数据。不过，RS-232C的控制要比使用并行通讯的打印机接口更难于控制。RS-232C使用了远较并行口更多的寄存器。这些寄存器用来实现串行数据的传送及RS-232C设备之间的握手与流量控制。本文将分别描述PC机及单片机MCS-51的串行通讯的原理及具体的软件设计。

在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中，越来越多的场所需要用点阵图形显示器显示汉字。通常的汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵（如16无16点阵），将点阵文件存入ROM，形成新的汉字编码；而在使用时刚需要先根据新的汉字编码组成语句，再由MCU根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。在这种显示方式中，如果使用的流字数量较大或语句较多时，利用汉字的新编码组成语句将是一件十分繁琐而枯燥的工作。就目前我国工业自动化领域的发展来看，集中管理和分散控制的微机自动化系统占主要位置，性能良好的MCS-51单片机和IBM-PC机被广泛应用于各个行业，由它们组合构成的一种多级分布式管理控制系统(集散系统)已经形成.在这样一类系统中，存在一种精简模式，它以1台微机作为主机(上位机)，而以多台单片机作为从机(下位机).其中，主机执行集中管理操作(控制、显示、打印)，而从机完成巡回检测和现场工控。

1.1.2 目的和意义

计算机汉字应用技术一直是重要的研究内容，探讨单片机系统的汉字使用方法，有益于单片机技术在我国的进一步深入发展。该系统为下位机是单片机系统，上位机是PC机，下位机与上位机以异步串行通信方式交换信息的集散控制系统。

在现今的单片机与PC机集散控制系统中，汉字处理一般在PC机上进行，这样使得单片机上程序简单，却不利于单片机的更新换代，也不利于PC机软件的维护，特别是在汉字处理也很频繁，但如果在单片机上建立一个小型汉字库，单片机与PC机交换的仅仅是汉字代码，这样，单片机上的变更不会影响PC机上的程序运行因而可增强系统的维护性，提高系统运行效率。单一台或多台单片机出现故障是，PC机也就是上位机不会受到影响，照样可以实现与其他单片机的通讯。

1.1.3 国内外研究现状

在我国，以pc机作为上位机，单片机作为下位机（基本控制器）的集散控制系统，pc机通常以汉字界面进行人机交互，以串行通信方式与单片机进行机机交互，而单片机系统根据被控对象配置相应的前向，后向信息通道，工作时作为主控机测对象，作为被控机接受pc机监督，指挥，定期或受命向上位机提供对象及本身的工作状态信息。随着集成电路集成度的增强，电子计算机向微型化和超微型化方向发展，微型计算机已成为导弹，智能机器人人类宇航和太空奥妙复杂系统不可缺少的智能不见。在一些工业控制中，经常需要以多台单片机作为下位机执行对被控对象的直接控制，以一台PC机为上位机完成复杂的数据处理，组成一种以集中管理、分散控制为特点的集散控制系统。

1.2 问题剖析

1.2.1 主要问题

本系统解决的关键问题是:

(1)单片机系统的汉字词汇库结构、检索、及其释义汉字区位码串生成；

(2)状态点释义汉字区位码串的串行传送结构；

(3)PC机接收从下位机发来的信息并用VB实现汉字区位码的转换以及显示信息。

针对这类集散控制系统，该方法的显著特点是：状态点及其释义字串的变化基本上不会引起上位机的程序变化，从而提高了系统的通用性、二次开发性以及容错能力。

1.2.2 难点和关键

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