MATLAB与单片机的串行通信接口设计

第 l 3卷第 6期2 0 1 3年 1 2月

湖南工业职业技术学院学报J OU I t NA L OF HU N AN I N D U S T R Y P OL Y T E C HN I C

Vo 1 .1 3 No . 6

De c .2 0 1 3

MA T L A B与单片机的串行通信接口设计谢芳芳，王焱玉(湖南工业职业技术学院电气工程系，湖南长沙， 4 1 0 2 0 8 )

[摘

要]为了在M A T L A B环境下对单片机现场采集数据进行分析处理，需要设计单片机与 MA T L A B之间的串行通信

接口。本设计利用 DS I 8 B 2 0和 S T C 8 9 C 5 2 RC现场采集温度数据，上位机中的 MA T L A B软件采用回调函数实时获取单片

机传来的数据并在图形界面上显示，设计给出了串行通信接口的硬件方案与程序。运行调试结果表明，单片机与 MAT L A B之间有效地实现了数据通信，以此为基础，可在 MA T L A B环境下对数据进行深入分析与处理。

[关键词] MA T L A B;单片机；串行通信；接口设计[中图分类号] T P 3 9 3 . 0 3[文献标识码] A[文章编号] 1 6 7 1— 5 0 0 4( 2 0 1 3 )0 6. 0 0 0 4 - 0 2

Th e De s i g n o f S e r i a l Co mm u n i c a t i O n I n t e r f a c e Be t we e n M ATLAB a n d M CUXI E Fa n g— f a ng。 W ANG Ya n—y u( E l e c t r i c E n g i n e e i r n g D e p a r t m e n t。 Hu n a n I n d u s t r y P o l y t e c h n i c, C h a n g s h a, 4 1 0 2 0 8 . H u n a n )

【 A b s t r a c t J 1 1 1 e s e i r a l c o m m u n i c a t i o n i n t e f r a c e b e t w e e n M A T I AB a n d M C U s h o u l d b e d e s i g n e d f o r t h e a n a l y s i s a n d t r e a t m e n t o f t h e c o l l e c t e d d a m i nt h e MCU i f e l d . T h e d e s i g n u s e s D S I 8 B 2 0

a n d S T C8 9 C5 2 RC t o c o l l e c t t h e t e mp e r a t u r e d a t a,a nd t h e MA TL AB o f u p p e r c o mp u t e r a d o p t s he t c a l l ba c k

i f mc l i o nt o o b t a i nd a t af r o m MC U a n d s h o wt h ed a t ao nt h eg r a p h i c a li n t e r f a c e s, n dt a he h a r d wa r e s c h e mea n dp r o g r a ma l ' eg i v e ni nt h e d e s i n. g T h e r e s u l t s o f o p e r a t i o n a n d d e b u g g i n g s h o w c o r r ct e n e s s a n d e f e c i t v e n e s s o f t h e d a t a c o mmu n i c a l i o n, b a s e d o n w h i e h t h e d a a t a l e d e e p l y na a ly z e d a n d t r at e d e u n d e r t h ee n v i r o n me n t o f MA1 LAB .

[ Ke y w o r d S] M A T I AB; M C U; s e r i a l c o m m u n i c a t i o n; i n t e r f a c e d e s i g n

引言单片机系统结构简单，成本低，使用方便，能适应恶劣的工业现场环境，在自动控制中有着广泛应用，但难以实现数据的复杂处理，如滤波、频谱分析等，实时性也不强。MA T L A B拥有强大的数据处理能力及功能丰富的工具箱，广泛应用于信号处理与自动控制…。在实验研究中经常将两者结合起来，构建实时测控系统口 1。为了在 MA T L A B环境下对单片机现场采集数据进行分析处理，需要设计单片机与 M A T L A B之间的串行通信接口。

P L 2 3 0 3到 P c机的 U S B接口。 P C机上安装的 P L 2 3 0 3驱动允许C O M端口转换成 U S B接口使用， M A T L A B通过调用 I n s t r u m e n t

C o n t r o l T o o l b o x的 s e r i a l类操作 C O M端口，以串行通信方式完成与 S T C 8 9 C 5 2 R C的数

据交换。

P C机

S 1℃ 8 9 C 5 2 R C

l U S B :竺！卜一图 1硬件结构框图 S T C 8 9 C 5 2 R C外扩 P L 2 3 0 3,以方便有 R S~ 2 3 2串口的上位U S B— R S 2 3 2双向转换器，内置 U S B功能控制器、 U S B收发器，

M A q T A B的设备控制工具箱 ( I n s t r u me n t C o n t r o l T o o l b o x )提 V I S A或 T C P等接口访问外部设备。目前， MA T L A B与单片机之间的串口通信，大都利用 P C机的 R S一 2 3 2串口来实现， MA L A B获取数据的方式为查询方式。本文拟采用 P C机的 U S B

S B接口的形式进行串行通信。 P L 2 3 0 3是一款供对上位机外围仪器仪表的直接访问，可通过 s e i r a l p o r t、 G P I B、 机能以U可从主机接收 U S B数据并将其转换为 R S 2 3 2信息流格式发送给外设，同时可从 R S 2 3 2外设接收数据转换为 U S B数据格式传送回主机。S T C 8 9 C 5 2 R C与 P L 2 3 0 3的连接电路如图 2所示。

接口来实现与单片机的串行通信，这样对于没有 R S一 2 3 2串口的上位机而言很方便；同时， M A T L A B采用回调函数的形式获

取数据，可提高实时性。下面以环境温度数据为例，进行单片机与 MA T L A B的串口设计。

1硬件方案设计图1中P c机与单片机 S T C 8 9 C 5 2 R C构成一个主从式点对点通信系统。S T C 8 9 C 5 2 R C读取 D S 1 8 B 2 0采集的现场温度数

据，由片内串口 U A R T发送，经 R S 2 3 2一 U S B接口转换芯片

图2 S T C 8 9 C 5 2 R C与 P L 2 3 0 3的连接

01 3—1 0— 2 2 [收稿日期] 2 G Y K Y Z 2 0 1 1 0 0 6 );湖南省科技厅科研项目( 2 0 1 1 F J 4 1 5 2 );湖南省教育厅科研项目 [基金项目] 湖南工业职业技术学院自然科学基金 (

( 1 1 C 0 4 8 2 )。

【作者简介] 谢芳芳 ( 1 9 7 8一 ),女，湖南新田人，湖南工业职业技术学院电气工程系讲师、硕士，研究方向：自动控制理论与电子信息工程。4