CN113625630B - 上位机远程控制单片机操作的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了上位机远程控制单片机操作的装置,所述上位机远程控制单片机操作系统包括上位机端和单片机端,所述上位机端用于编辑调整数据并向单片机发送信号,单片机端用于解析上位机发来的信号并实行控制操作,所述上位机端与单片机端由9RS232通信连接,所述上位机端包括用户界面模块、地址功能数据库模块、远程操作模块、上位机协议封装模块、待发送FIFO模块、上位机通信模块和上位机协议解码模块,所述用户界面模块用于用户操控上位机,所述地址功能数据库模块用于储存单片机地址功能映射,所述远程操作模块用于向上位机协议封装模块提供的地址、端口、数据,本发明,具有实用性强的特点。
Description
技术领域
本发明涉及信息科技技术领域,具体为上位机远程控制单片机操作的装置。
背景技术
8051单片机擅长控制各种端口,以实现对三极管、继电器、信号灯等的控制。单片机上的每个端口都有一个唯一编号,该端口对应外部管脚。由于需求变化以及布线要求,导致某个功能对应的管脚会发生变化,引起相应单片机内部软件重新修改,当版本变化多时,会引起极大的工程管理麻烦。上位机一般是PC机,有操作系统,对继电器等的控制必须通过单片机来完成,它们之间一般通过RS232、USB、485、488总线连接,高层的控制软件都在上位机上完成。当作为下位机的单片机功能发生变化时,上位机的控制软件也要做相应调整,如果配合不好,容易出差错。因此,上位机和下位机的研发要求高,后期维护成本高,实用性差。因此,设计实用性强的上位机远程控制单片机操作的装置是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供上位机远程控制单片机操作的装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:上位机远程控制单片机操作的装置,包括上位机端和单片机端,所述上位机端用于编辑调整数据并向单片机发送信号,单片机端用于解析上位机发来的信号并实行控制操作,所述上位机端与单片机端由9RS232通信连接。
根据上述技术方案,所述上位机端包括用户界面模块、地址功能数据库模块、远程操作模块、上位机协议封装模块、待发送FIFO模块、上位机通信模块和上位机协议解码模块,所述用户界面模块用于用户操控上位机,所述地址功能数据库模块用于储存单片机地址功能映射,所述远程操作模块用于向上位机协议封装模块提供的地址、端口、数据,所述协议封装模块用于对上位机的协议进行加密封装,所述待发送FIFO模块用于对数据进行集中发送,所述上位机通信模块用于与单片机之间的通信,所述上位机协议解码模块用于对用户界面模块给出的信号进行协议解密。
根据上述技术方案,所述单片机端包括单片机通信模块、接收缓冲模块、单片机协议解析模块、单片机主控模块、单片机封装协议模块和发送缓冲模块,所述单片机通信模块用于与上位机之间的通信,所述接收缓冲模块用于对接收的数据进行集中收集,所述单片机协议解析模块用于解析上位机发送的协议,所述单片机主控模块用于控制端口的变化,所述单片机封装协议模块用于对单片机的协议进行封装,所述发送缓冲模块用于集中收集数据后再进行发送。
根据上述技术方案,所述单片机主控模块包括需求分析子模块和上报子模块,所述需求分析子模块用于分析单片机控制端口的变化,所述上报子模块用于发现变化并传输变化信息。
根据上述技术方案,所述地址功能数据库模块包括修改子模块和保存子模块,所述修改子模块用于修改数据库中需要变化的信息,所述保存子模块用于保存修改后的信息。
根据上述技术方案,所述上位机远程控制单片机操作系统主要包括以下步骤:
步骤S1:将运行数据及程序编写好后存储到地址功能数据库模块中,地址功能数据库模块中的程序控制上位机对单片机进行运行操作;
步骤S2:远程操作模块向上位机协议封装模块提供的地址、端口、数据,上位机协议封装模块按照通信协议要求,分配内存,然后将要发送的请求帧放入待发送FIFO模块中;
步骤S3:上位机通信模块当确认单片机没有处理的请求时,它不断检测待发送FIFO模块中是否有新的请求,如果有,则通过RS232接口,将该请求发送到单片机,同时等待单片机的应答,当上位机通信模块通过RS232收到单片机的数据帧时,需要判别该帧是请求还是应答帧;如果是应答帧,需要查询已发送队列中是否有相同帧号的请求帧,如果有,则请求应答通信成功,并将应答帧及附加上请求帧一起发送到上位机协议解码模块;
步骤S4:上位机协议解码模块提取返回的值,单片机地址给上位机远程操作模块,上位机远程操作模块根据单片机地址从地址功能数据库中获取对应的功能号,根据对应的功能号调用上层应用提供的回调接口,将所需要的数据返回给上层应用;
步骤S5:单片机通信模块以中断形式从单片机的通信口中读取一个字节,然后存入到接收缓冲区,当一帧数据接收完的时候,通知单片机协议解析器进行协议解析;
步骤S6:单片机通信模块检测到发送缓冲模块有帧时,以中断形式从发送缓冲模块读取1个字节,发送到通信口,每当发送完一个字节,产生中断,通知单片机通信模块发送下一个数据字节,一旦发送缓冲模块中没有数据时,一帧数据发送完毕;
步骤S7:单片机主控模块检测单片机的控制端口变化,会将信息传输给子模块。
根据上述技术方案,所述步骤S7中单片机主控模块检测单片机的控制端口变化后有以下步骤:
步骤S71:当控制端口没有变化时,单片机主控模块正常运行,当控制端口发生变化时,需求分析子模块将变化情况进行收集,然后经过上报子模块传输到单片机协议解析模块中进行解析;
步骤S72:单片机协议解析模块解析完毕后,传输到发送缓冲模块进行预发送,数据接收完的时候再经过单片机通信模块以9RS232通信方式对上位机进行通信。
根据上述技术方案,所述步骤S1中地址功能数据库模块的处理方法包括以下步骤:
步骤S11:上位机通信模块接收到单片机通信模块的信息后,经过上位机协议解码模块的解码分析,用户界面模块接收到变化信息,发出警告;
步骤S12:打开修改子模块进行手动修改,修改完成后保存子模块将会自动保存修改后的数据。
根据上述技术方案,所述单片机协议解析模块中的协议命令为SET_DATA_BYTES时,根据提供的数据地址,区分是内存地址还是端口地址,如果是内存地址,则将数据写到对应地址,如果是端口地址,则将数据写到对应端口,修改对应控制的状态。
根据上述技术方案,所述地址功能数据库模块根据反馈的更改端口修改数据库中的数据,可在单片机的控制端口发生变化时,无需修改上位机和单片机的软件,只需修改数据库。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:本发明通过上位机上层控制软件包含单片机地址功能数据库,定义单片机地址读写操作协议,上位机根据功能要求从地址功能数据库中取出地址,并按照协议规范,封装好数据包,然后发送到单片机,单片机解码该协议,根据协议要求去读写端口,并将结果返回上位机,通过这样的机制,当单片机的控制端口发生变化时,无需修改上位机和单片机的软件,只需修改数据库,极大的减少了研发和维护成本。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明的系统模块组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-1,本发明提供技术方案:上位机远程控制单片机操作的装置,包括上位机端和单片机端,上位机端用于编辑调整数据并向单片机发送信号,单片机端用于解析上位机发来的信号并实行控制操作,上位机端与单片机端由9RS232通信连接,通过设置有上位机端与单片机端,可首先在上位机上进行数据操作、协议封装,之后通过9RS232通信传输到单片机上,单片机进行接收、读取、解码,之后对装置进行控制;
上位机端包括用户界面模块、地址功能数据库模块、远程操作模块、上位机协议封装模块、待发送FIFO模块、上位机通信模块和上位机协议解码模块,用户界面模块用于用户操控上位机,地址功能数据库模块用于储存单片机地址功能映射,远程操作模块用于向上位机协议封装模块提供的地址、端口、数据,协议封装模块用于对上位机的协议进行加密封装,待发送FIFO模块用于对数据进行集中发送,上位机通信模块用于与单片机之间的通信,上位机协议解码模块用于对用户界面模块给出的信号进行协议解密,上位机端的这些模块配合操作,可以进行对单片机端的信息分析与传输;
单片机端包括单片机通信模块、接收缓冲模块、单片机协议解析模块、单片机主控模块、单片机封装协议模块和发送缓冲模块,单片机通信模块用于与上位机之间的通信,接收缓冲模块用于对接收的数据进行集中收集,单片机协议解析模块用于解析上位机发送的协议,单片机主控模块用于控制端口的变化,单片机封装协议模块用于对单片机的协议进行封装,发送缓冲模块用于集中收集数据后再进行发送;
单片机主控模块包括需求分析子模块和上报子模块,需求分析子模块用于分析单片机控制端口的变化,上报子模块用于发现变化并传输变化信息;
地址功能数据库模块包括修改子模块和保存子模块,修改子模块用于修改数据库中需要变化的信息,保存子模块用于保存修改后的信息;
上位机远程控制单片机操作系统主要包括以下步骤:
步骤S1:将运行数据及程序编写好后存储到地址功能数据库模块中,地址功能数据库模块中的程序控制上位机对单片机进行运行操作;
步骤S2:远程操作模块向上位机协议封装模块提供的地址、端口、数据,上位机协议封装模块按照通信协议要求,分配内存,然后将要发送的请求帧放入待发送FIFO模块中;
步骤S3:上位机通信模块当确认单片机没有处理的请求时,它不断检测待发送FIFO模块中是否有新的请求,如果有,则通过RS232接口,将该请求发送到单片机,同时等待单片机的应答,当上位机通信模块通过RS232收到单片机的数据帧时,需要判别该帧是请求还是应答帧;如果是应答帧,需要查询已发送队列中是否有相同帧号的请求帧,如果有,则请求应答通信成功,并将应答帧及附加上请求帧一起发送到上位机协议解码模块;
步骤S4:上位机协议解码模块提取返回的值,单片机地址给上位机远程操作模块,上位机远程操作模块根据单片机地址从地址功能数据库中获取对应的功能号,根据对应的功能号调用上层应用提供的回调接口,将所需要的数据返回给上层应用;
步骤S5:单片机通信模块以中断形式从单片机的通信口中读取一个字节,然后存入到接收缓冲区,当一帧数据接收完的时候,通知单片机协议解析器进行协议解析;
步骤S6:单片机通信模块检测到发送缓冲模块有帧时,以中断形式从发送缓冲模块读取1个字节,发送到通信口,每当发送完一个字节,产生中断,通知单片机通信模块发送下一个数据字节,一旦发送缓冲模块中没有数据时,一帧数据发送完毕;
步骤S7:单片机主控模块检测单片机的控制端口变化,会将信息传输给子模块;
步骤S7中单片机主控模块检测单片机的控制端口变化后有以下步骤:
步骤S71:当控制端口没有变化时,单片机主控模块正常运行,当控制端口发生变化时,需求分析子模块将变化情况进行收集,然后经过上报子模块传输到单片机协议解析模块中进行解析;
步骤S72:单片机协议解析模块解析完毕后,传输到发送缓冲模块进行预发送,数据接收完的时候再经过单片机通信模块以9RS232通信方式对上位机进行通信;
步骤S1中地址功能数据库模块的处理方法包括以下步骤:
步骤S11:上位机通信模块接收到单片机通信模块的信息后,经过上位机协议解码模块的解码分析,用户界面模块接收到变化信息,发出警告;
步骤S12:打开修改子模块进行手动修改,修改完成后保存子模块将会自动保存修改后的数据;
单片机协议解析模块中的协议命令为SET_DATA_BYTES时,根据提供的数据地址,区分是内存地址还是端口地址,如果是内存地址,则将数据写到对应地址,如果是端口地址,则将数据写到对应端口,修改对应控制的状态;
地址功能数据库模块根据反馈的更改端口修改数据库中的数据,可在单片机的控制端口发生变化时,无需修改上位机和单片机的软件,只需修改数据库,极大的减少了研发和维护成本。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.上位机远程控制单片机操作的装置,该装置整体采用上位机远程控制单片机操作系统,其特征在于:所述上位机远程控制单片机操作系统包括上位机端和单片机端,所述上位机端用于编辑调整数据并向单片机发送信号,单片机端用于解析上位机发来的信号并实行控制操作,所述上位机端与单片机端由RS232通信连接;
所述上位机端包括用户界面模块、地址功能数据库模块、远程操作模块、上位机协议封装模块、待发送FIFO模块、上位机通信模块和上位机协议解码模块,所述用户界面模块用于用户操控上位机,所述地址功能数据库模块用于储存数据,所述远程操作模块用于向上位机协议封装模块提供的地址、端口、数据,所述协议封装模块用于对上位机的协议进行加密封装,所述待发送FIFO模块用于对数据进行集中发送,所述上位机通信模块用于与单片机之间的通信,所述上位机协议解码模块用于对用户界面模块给出的信号进行协议解密;
所述地址功能数据库模块与用户界面模块电连接,所述地址功能数据库模块与远程操作模块电连接,所述待发送FIFO模块与上位机通信模块电连接,所述上位机协议解码模块和上位机协议封装模块均与地址功能数据库模块电连接;
所述单片机端包括单片机通信模块、接收缓冲模块、单片机协议解析模块、单片机主控模块、单片机封装协议模块和发送缓冲模块,所述单片机通信模块用于与上位机之间的通信,所述接收缓冲模块用于对接收的数据进行集中收集,所述单片机协议解析模块用于解析上位机发送的协议,所述单片机主控模块用于控制端口的变化,所述单片机封装协议模块用于对单片机的协议进行封装,所述发送缓冲模块用于集中收集数据后再进行发送;
所述单片机通信模块与单片机协议解析模块和单片机封装协议模块电连接,所述单片机主控模块与接收缓冲模块电连接,所述接收缓冲模块与单片机协议解析模块电连接,所述发送缓冲模块与单片机封装协议模块电连接;
所述单片机主控模块包括需求分析子模块和上报子模块,所述需求分析子模块用于分析单片机控制端口的变化,所述上报子模块用于发现变化并传输变化信息;
所述地址功能数据库模块包括修改子模块和保存子模块,所述修改子模块用于修改数据库中需要变化的信息,所述保存子模块用于保存修改后的信息;
所述上位机远程控制单片机操作系统主要包括以下步骤:
步骤S1:将运行数据及程序编写好后存储到地址功能数据库模块中,地址功能数据库模块中的程序控制上位机对单片机进行运行操作;
步骤S2:远程操作模块向上位机协议封装模块提供的地址、端口、数据,上位机协议封装模块按照通信协议要求,分配内存,然后将要发送的请求帧放入待发送FIFO模块中;
步骤S3:上位机通信模块当确认单片机没有处理的请求时,它不断检测待发送FIFO模块中是否有新的请求,如果有,则通过RS232接口,将该请求发送到单片机,同时等待单片机的应答,当上位机通信模块通过RS232收到单片机的数据帧时,需要判别该帧是请求还是应答帧;如果是应答帧,需要查询已发送队列中是否有相同帧号的请求帧,如果有,则请求应答通信成功,并将应答帧及附加上请求帧一起发送到上位机协议解码模块;
步骤S4:上位机协议解码模块提取返回的值,单片机地址给上位机远程操作模块,上位机远程操作模块根据单片机地址从地址功能数据库中获取对应的功能号,根据对应的功能号调用上层应用提供的回调接口,将所需要的数据返回给上层应用;
步骤S5:单片机通信模块以中断形式从单片机的通信口中读取一个字节,然后存入到接收缓冲区,当一帧数据接收完的时候,通知单片机协议解析器进行协议解析;
步骤S6:单片机通信模块检测到发送缓冲模块有帧时,以中断形式从发送缓冲模块读取1个字节,发送到通信口,每当发送完一个字节,产生中断,通知单片机通信模块发送下一个数据字节,一旦发送缓冲模块中没有数据时,一帧数据发送完毕;
步骤S7:单片机主控模块检测单片机的控制端口变化,会将信息传输给子模块。
2.根据权利要求1所述的上位机远程控制单片机操作的装置,其特征在于:所述步骤S7中单片机主控模块检测单片机的控制端口变化后有以下步骤:
步骤S71:当控制端口没有变化时,单片机主控模块正常运行,当控制端口发生变化时,需求分析子模块将变化情况进行收集,然后经过上报子模块传输到单片机协议解析模块中进行解析;
步骤S72:单片机协议解析模块解析完毕后,传输到发送缓冲模块进行预发送,数据接收完的时候再经过单片机通信模块以RS232通信方式对上位机进行通信。
3.根据权利要求2所述的上位机远程控制单片机操作的装置,其特征在于:所述步骤S1中地址功能数据库模块的处理方法包括以下步骤:
步骤S11:上位机通信模块接收到单片机通信模块的信息后,经过上位机协议解码模块的解码分析,用户界面模块接收到变化信息,发出警告;
步骤S12:打开修改子模块进行手动修改,修改完成后保存子模块将会自动保存修改后的数据。
4.根据权利要求3所述的上位机远程控制单片机操作的装置,其特征在于:所述单片机协议解析模块中的协议命令为SET_DATA_BYTES时,根据提供的数据地址,区分是内存地址还是端口地址,如果是内存地址,则将数据写到对应地址,如果是端口地址,则将数据写到对应端口,修改对应控制的状态。
5.根据权利要求4所述的上位机远程控制单片机操作的装置,其特征在于:所述地址功能数据库模块根据反馈的更改端口修改数据库中的数据,可在单片机的控制端口发生变化时,无需修改上位机和单片机的软件,只需修改数据库。
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