上位機(jī)是指可以直接發(fā)出操控命令的計(jì)算機(jī)，一般是PC/host computer/master computer/upper computer，屏幕上顯示各種信號變化（液壓，水位，溫度等）。下位機(jī)是直接控制設(shè)備獲取設(shè)備狀況的計(jì)算機(jī)，一般是PLC/單片機(jī)single chip microcomputer/slave computer/lower computer之類的。上位機(jī)發(fā)出的命令首先給下位機(jī)，下位機(jī)再根據(jù)此命令解釋成相應(yīng)時(shí)序信號直接控制相應(yīng)設(shè)備。下位機(jī)不時(shí)讀取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)（一般為模擬量），轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號反饋給上位機(jī)。簡言之如此，實(shí)際情況千差萬別，但萬變不離其宗：上下位機(jī)都需要編程，都有專門的開發(fā)系統(tǒng)。

　　上位機(jī)工作原理

　　兩機(jī)如何通訊，一般取決于下位機(jī)，TCP/IP一般是支持的，但是下位機(jī)一般具有更可靠的獨(dú)有通訊協(xié)議，購買下位機(jī)時(shí)，會(huì)帶一大堆手冊光盤，告訴你如何使用特有協(xié)議通訊，里面會(huì)舉大量例子，一般對編程人員而言一看也就那么回事，使用一些新的API（API（Application Programming Interface，應(yīng)用程序編程接口）是一些預(yù)先定義的函數(shù)，目的是提供應(yīng)用程序與開發(fā)人員基于某軟件或硬件的以訪問一組例程的能力，而又無需訪問源碼，或理解內(nèi)部工作機(jī)制的細(xì)節(jié)罷了，多語言支持功能模塊，一般同時(shí)支持?jǐn)?shù)種高級語言為上位機(jī)編程。

　　通常上位機(jī)和下位機(jī)通訊可以采用不同的上位機(jī)示例圖片通訊協(xié)議，可以有RS232的串口通訊或者采用RS485串行通訊。當(dāng)用計(jì)算機(jī)和PLC通訊的時(shí)候，不但可以采用傳統(tǒng)的D形式的串行通訊，還可以采用更適合工業(yè)控制的雙線的PROFIBUS-DP通訊。采用封裝好的程序開發(fā)工具就可以實(shí)現(xiàn)PLC和上位機(jī)的通訊，當(dāng)然可以自己編寫驅(qū)動(dòng)類的接口協(xié)議控制上位機(jī)和下位機(jī)的通訊。

　　通常工控機(jī)，工作站，觸摸屏作為上位機(jī)，通信控制PLC，單片機(jī)等作為下位機(jī)，從而控制相關(guān)設(shè)備元件和驅(qū)動(dòng)裝置。

　　上位機(jī)開發(fā)的軟件

　　1、visual studio 2008

　　Microsoft Visual Studio 2008是面向Windows Vista、Office 2007、Web 2.0的下一代開發(fā)工具，代號“Orcas”，是對Visual Studio 2005的一次及時(shí)、全面的升級。

　　VS2008引入了250多個(gè)新特性，整合了對象、關(guān)系型數(shù)據(jù)、XML的訪問方式，語言更加簡潔。使用Visual Studio 2008可以高效開發(fā)Windows應(yīng)用程序。設(shè)計(jì)器中可以實(shí)時(shí)反映變更，XAML中智能感知功能可以提高開發(fā)效率。同時(shí)Visual Studio 2008支持項(xiàng)目模板、調(diào)試器和部署程序。Visual Studio 2008可以高效開發(fā)Web應(yīng)用，集成了AJAX 1.0，包含AJAX項(xiàng)目模板，它還可以高效開發(fā)Office應(yīng)用和Mobile應(yīng)用。

　　2、MFC

　　是微軟公司提供的一個(gè)類庫（class libraries），以C++類的形式封裝了Windows API，并且包含一個(gè)應(yīng)用程序框架，以減少應(yīng)用程序開發(fā)人員的工作量。其中包含大量Windows句柄封裝類和很多Windows的內(nèi)建控件和組件的封裝類。

　　3、Qt

　　Qt［1］ 是一個(gè)1991年由Qt Company開發(fā)的跨平臺(tái)C++圖形用戶界面應(yīng)用程序開發(fā)框架。它既可以開發(fā)GUI程序，也可用于開發(fā)非GUI程序，比如控制臺(tái)工具和服務(wù)器。Qt是面向?qū)ο蟮目蚣埽褂锰厥獾拇a生成擴(kuò)展（稱為元對象編譯器（Meta Object Compiler， moc））以及一些宏，Qt很容易擴(kuò)展，并且允許真正地組件編程。2008年，Qt Company科技被諾基亞公司收購，Qt也因此成為諾基亞旗下的編程語言工具。

　　4、GTK

　　GTK+（GIMP Toolkit）是一套源碼以LGPL許可協(xié)議分發(fā)、跨平臺(tái)的圖形工具包。最初是為GIMP寫的，已成為一個(gè)功能強(qiáng)大、設(shè)計(jì)靈活的一個(gè)通用圖形庫，是GNU/Linux下開發(fā)圖形界面的應(yīng)用程序的主流開發(fā)工具之一。并且，GTK+也有Windows版本和Mac OS X版。

　　5、wxWidgets

　　wxWidgets是一個(gè)開源的跨平臺(tái)的C++構(gòu)架庫（framework），它可以提供GUI（圖形用戶界面）和其它工具。目前的2.x版本支持所有版本的Windows、帶GTK+或Motif的Unix和MacOS。一個(gè)支持OS/2的版本正在開發(fā)中。開源跨平臺(tái)， 和 CodeBlocks （開源跨平臺(tái)的IDE）配合的很好， 而且可以用 wxSmith 很方便的設(shè)計(jì)界面。 而且學(xué)過MFC上手 wxWidgets 很快。

　　上位機(jī)快速開發(fā)教程

　　（1）準(zhǔn)備工作

　　一臺(tái)裝有VS2010的計(jì)算機(jī)，用于測試的虛擬串口軟件。同時(shí)你必須具有VB基礎(chǔ)知識(shí)，這個(gè)VB上位機(jī)開發(fā)是入門級的，僅將VB.NET通信基礎(chǔ)方法稍作介紹。

　　（2）串口通信常識(shí)

　　在串口通信中，通過編寫單片機(jī)程序知道，我們應(yīng)對如下參數(shù)進(jìn)行設(shè)置：波特率、數(shù)據(jù)位和停止位、奇偶校驗(yàn)位。如果自己編寫上位機(jī)的時(shí)候，我們考慮的不能僅僅是這些了，下面介紹上位機(jī)開發(fā)過程中需要特別注意的知識(shí)點(diǎn)。

　　MSComm控件提供了兩種處理通信的方式：一種為事件驅(qū)動(dòng)方式，該方式相當(dāng)于一般程序設(shè)計(jì)中的中斷方式。當(dāng)串口發(fā)生事件或錯(cuò)誤時(shí)，MSComm控件會(huì)產(chǎn)生OnComm事件，用戶程序可以捕獲該事件進(jìn)行相應(yīng)處理。

　　常用屬性和方法

　　利用MSComm控件實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)通信的關(guān)鍵是理解并正確設(shè)置MSComm控件眾多屬性和方法。以下是MSComm控件的常用屬性和方法：

　　●Commport：設(shè)置或返回串口號。其值從COM1到COM16。

　　●Settings：以字符串的形式設(shè)置或返回串口通信參數(shù)。

　　●Portopen：設(shè)置或返回串口狀態(tài)。

　　●InputMode：設(shè)置或返回接收數(shù)據(jù)的類型。有文本和二進(jìn)制兩種類型。

　　●Inputlen：設(shè)置或返回一次從接收緩沖區(qū)中讀取字節(jié)數(shù)。

　　●InBufferSize：設(shè)置或返回接收緩沖區(qū)的大小，缺省值為1024字節(jié)。

　　●InBufferCount：設(shè)置或返回接收緩沖區(qū)中等待計(jì)算機(jī)接收的字符數(shù)。

　　●Input：從接收緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)并清空該緩沖區(qū)，該屬性設(shè)計(jì)時(shí)無效，運(yùn)行時(shí)只讀。

　　●OutBufferSize：設(shè)置或返回發(fā)送緩沖區(qū)的大小，缺省值為512字節(jié)。

　　●OutBufferCount：設(shè)置或返回發(fā)送緩沖區(qū)中等待計(jì)算機(jī)發(fā)送的字符數(shù)。

　　●Output：向發(fā)送緩沖區(qū)發(fā)送數(shù)據(jù)，該屬性設(shè)計(jì)時(shí)無效，運(yùn)行時(shí)只讀。

　　●Rthreshold：該屬性為一閥值。當(dāng)接收緩沖區(qū)中字符數(shù)達(dá)到該值時(shí)，MSComm控件設(shè)置Commevent屬性為ComEvReceive，并產(chǎn)生OnComm事件。用戶可在OnComm事件處理程序中進(jìn)行相應(yīng)處理。若Rthreshold屬性設(shè)置為0，則不產(chǎn)生OnComm事件。例如用戶希望接收緩沖區(qū)中達(dá)到一個(gè)字符就接收一個(gè)字符，可將Rthreshold設(shè)置為1。這樣接收緩沖區(qū)中接收到一個(gè)字符，就產(chǎn)生一次OnComm事件。

　　●Sthreshold：該屬性亦為一閥值。當(dāng)發(fā)送緩沖區(qū)中字符數(shù)小于該值時(shí)，MSComm控件設(shè)置Commevent屬性為ComEvSend，并產(chǎn)生OnComm事件。若Sthreshold屬性設(shè)置為0，則不產(chǎn)生OnComm事件。要特別注意的是僅當(dāng)發(fā)送緩沖區(qū)中字符數(shù)小于該值的瞬間才產(chǎn)生OnComm事件，其后就不再產(chǎn)生OnComm事件。例如Sthreshold設(shè)置為3，僅當(dāng)發(fā)送緩沖區(qū)中字符數(shù)從3降為2時(shí)，MSComm控件設(shè)置Commevent屬性為ComEvSend，同時(shí)產(chǎn)生OnComm事件，如發(fā)送緩沖區(qū)中字符始終為2，則不會(huì)再產(chǎn)生OnComm事件。這就避免了發(fā)送緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)未發(fā)送完就反復(fù)發(fā)生OnComm事件。

　　●CommEvent：這是一個(gè)非常重要的屬性。該屬性設(shè)計(jì)時(shí)無效，運(yùn)行時(shí)只讀。一旦串口發(fā)生通信事件或產(chǎn)生錯(cuò)誤，依據(jù)產(chǎn)生的事件和錯(cuò)誤，MSComm控件為CommEvent屬性賦不同的代碼，同時(shí)產(chǎn)生OnComm事件。用戶程序就可在OnComm事件處理程序中針對不同的代碼，進(jìn)行相應(yīng)的處理。

　　（3）開發(fā)步驟（僅供參考）

　　1. 運(yùn)行VS2010，新建一個(gè)Visual Basic的Windows窗體應(yīng)用程序項(xiàng)目。將窗體的StartPosition屬性改為CenterScreen，運(yùn)行程序時(shí)，窗體在屏幕中央顯示。

　　2. 由于默認(rèn)情況下，通信所需的“Microsoft Communications Control，version 6.0”組件不在工具箱里面，所以我們需要手動(dòng)添加。單擊左側(cè)的工具箱，并在控件欄單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選中“選擇項(xiàng)”，在彈出的對話框中單擊“COM組件”并選中“MicrosoftCommunications Control，version 6.0”，單擊確定即可完成添加。

　　此時(shí)移動(dòng)鼠標(biāo)到窗體上時(shí)，鼠標(biāo)箭頭就會(huì)變成電話的形狀，在窗體任意位置單擊放置該控件。

　　3. 單擊工具箱，在窗體上添加5個(gè)Label，并在屬性里將Text屬性依次改為：串口號、波特率、校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位、停止位。再向窗體上添加5個(gè)ComboBox，從上到下依次排列。
?
? ? ? ?4. 向窗體添加一個(gè)OvalShape和一個(gè)Button。將OvalShape的size屬性改為“24，24”，F(xiàn)illStyle改為Solid。

　　5. 向窗體添加一個(gè)CheckBox、一個(gè)按鈕Button和一個(gè)TextBox，將CheckBox的Text屬性改為“十六進(jìn)制發(fā)送”將這個(gè)按鈕的text屬性改為“發(fā)送”。

　　6. 向窗體添加一個(gè)Label和一個(gè)TextBox。更改Label的Text屬性為“接收區(qū)”。

? ? ? ?7. 向窗體添加一個(gè)CheckBox，將其Text屬性改為“十六進(jìn)制顯示”

　　下面將要對部分控件進(jìn)行設(shè)置，這樣可以減少代碼的長度 將波特率一欄ComboBox的Item屬性中添加如下內(nèi)容：

　　將校驗(yàn)一欄ComboBox的Item屬性中添加如下內(nèi)容

　　將數(shù)據(jù)位一欄ComboBox的Item屬性中添加如下內(nèi)容

　　將波特率一欄ComboBox的Item屬性中添加如下內(nèi)容

　　四、源代碼

　　Public Class Form1 Dim cpSetting As String

　　Dim com_last_num As Integer = 0 ‘定義一個(gè)全局變量，作用為記錄上一個(gè)串口號 Sub GetSerialPortNames（） ’搜索計(jì)算機(jī)中所有可用串口函數(shù) On Error GoTo eRRHND ‘錯(cuò)誤處理 ’搜索計(jì)算機(jī)中可用串口

　　For Each sp As String In My.Computer.Ports.SerialPortNames ComboBox1.Items.Add（sp） Next

　　ComboBox1.Sorted = True

　　ComboBox1.SelectedIndex = 0 ‘選擇搜索到的第一個(gè)串口名稱 Exit Sub

　　eRRHND： ’表示未搜到串口 MsgBox（“Oh， NO！”） End Sub

　　‘檢測串口是否可用函數(shù)

　　Private Function Test_COM（ByVal com_num As Integer） As Boolean

　　If com_num 《》 com_last_num Or Button1.Text = “打開端口” Then ’如果選擇的端口跟上次一樣就不檢測了

　　On Error GoTo Comm_Error

　　AxMSComm1.CommPort = com_num ‘將新串口號賦給ComPort

　　AxMSComm1.PortOpen = True ’打開串口

　　AxMSComm1.PortOpen = False ‘關(guān)閉串口

　　Test_COM = True ’串口可用則返回

　　Exit Function

　　Comm_Error： ‘根據(jù)錯(cuò)誤號作出相應(yīng)處理 If Err.Number = 8002 Then

　　MsgBox（“串口錯(cuò)誤，請重新選擇串口”， vbOKOnly， “錯(cuò)誤提示！”） ElseIf Err.Number = 8005 Then MsgBox（“串口已打開！”） Else

　　MsgBox（“其它錯(cuò)誤”） End If

　　Test_COM = False ’如果出錯(cuò)，則返回0 Exit Function Resume Next End If End Function

　　Private Sub Form1_Load（ByVal sender As System.Object， ByVal e As System.EventArgs） Handles MyBase.Load

　　‘載入窗體初始化

　　GetSerialPortNames（） ’將搜到的串口在下拉菜單中顯示出來

　　AxMSComm1.InBufferSize = 1024 ‘接收緩沖區(qū)大小，此項(xiàng)無法在串口打開時(shí)進(jìn)行設(shè)置 AxMSComm1.OutBufferSize = 1024 ’發(fā)送緩沖區(qū)大小 ComboBox2.Text = “9600” ComboBox3.Text = “無校驗(yàn)” ComboBox4.Text = “8” ComboBox5.Text = “1” ChangePortProperty（）

　　‘設(shè)置接收數(shù)據(jù)的格式為二進(jìn)制

　　AxMSComm1.InputMode = MSCommLib.InputModeConstants.comInputModeBinary AxMSComm1.InputLen = 0 ’設(shè)置從緩沖區(qū)讀取全部數(shù)據(jù) AxMSComm1.RThreshold = 1 ‘設(shè)置接收串口OnCommon事件 AxMSComm1.PortOpen = True ’打開串口 If AxMSComm1.PortOpen = True Then

　　OvalShape1.FillColor = Color.Green ‘OvalShape顏色設(shè)為綠色 Button1.Text = “關(guān)閉端口” ’按鈕上的文字顯示為關(guān)閉端口 Else

　　OvalShape1.FillColor = Color.Red ‘OvalShape顏色設(shè)為紅色 Button1.Text = “打開端口” ’按鈕上的文字顯示為打開端口 End If End Sub

　　‘打開關(guān)閉串口代碼

　　Private Sub Button1_Click（ByVal sender As System.Object， ByVal e As System.EventArgs） Handles Button1.Click

　　Dim ptNum As Integer ’通過串口名稱獲取串口號

　　If Len（ComboBox1.SelectedItem） 》 4 Then

　　ptNum = Val（Microsoft.VisualBasic.Strings.Right（ComboBox1.Text， 2）） Else

　　ptNum = Val（Microsoft.VisualBasic.Strings.Right（ComboBox1.Text， 1）） End If

　　If AxMSComm1.PortOpen = False Then ‘如果串口是關(guān)閉的 If Test_COM（ptNum） = True Then ’如果選擇的串口可用？ ‘ ChangePortProperty（）

　　AxMSComm1.PortOpen = True ’則打開該串口

　　Button1.Text = “關(guān)閉端口” ‘按鈕上的文字顯示為關(guān)閉端口 OvalShape1.FillColor = Color.Green ’OvalShape顏色設(shè)為綠色 End If Else

　　AxMSComm1.PortOpen = False ‘關(guān)閉該串口

　　OvalShape1.FillColor = Color.Red ’OvalShape顏色設(shè)為紅色 Button1.Text = “打開端口” ‘按鈕上的文字顯示為打開端口 End If End Sub

　　’如下是訪問網(wǎng)站的鏈接的代碼，可以選擇訪問網(wǎng)站的瀏覽器，這里只使用默認(rèn)的IE瀏覽器 Private Sub LinkLabel1_LinkClicked（ByVal sender As System.Object， ByVal e As System.Windows.Forms.LinkLabelLinkClickedEventArgs） Handles LinkLabel1.LinkClicked LinkLabel1.LinkVisited = True

　　System.Diagnostics.Process.Start（“www.baidu.com/p/huzhiqianglz”） End Sub

　　‘處理發(fā)送數(shù)據(jù)的代碼

　　Private Sub Button2_Click（ByVal sender As System.Object， ByVal e As System.EventArgs） Handles Button2.Click

　　Dim hexString（） As Byte Dim source_Txt As String Dim i As Integer

　　source_Txt = TextBox1.Text ’將要發(fā)送的數(shù)據(jù)存放到變量source_Txt中

　　If CheckBox1.CheckState = CheckState.Checked Then ‘如果十六進(jìn)制發(fā)送復(fù)選框被勾上 If Len（source_Txt） Mod 2 = 0 And Len（source_Txt） 《》 0 Then ’如果將要發(fā)送的數(shù)據(jù)長度不為或者能被2整除

　　ReDim hexString（Len（source_Txt） / 2 - 1） ‘重新定義hexString數(shù)組 For i = 0 To Len（source_Txt） - 1 Step 2

　　hexString（i / 2） = Val（“&H” & Mid（source_Txt， i + 1， 2）） ’將hexString轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制顯示

　　Next

　　AxMSComm1.Output = hexString ‘將轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)發(fā)送到串口 Else ’否則提示格式不正確 MsgBox（“格式不正確！”） End If

　　Else ‘否則輸出字符串

　　AxMSComm1.Output = TextBox1.Text

　　End If End Sub

　　Sub ChangePortProperty（） Dim comSetting As String Dim parity As String = “” ‘關(guān)閉端口

　　If AxMSComm1.PortOpen = True Then AxMSComm1.PortOpen = False End If ’獲取串口號

　　If Len（ComboBox1.SelectedItem） 》 4 Then

　　AxMSComm1.CommPort = Val（Microsoft.VisualBasic.Strings.Right（ComboBox1.Text， 2）） Else

　　AxMSComm1.CommPort = Val（Microsoft.VisualBasic.Strings.Right（ComboBox1.Text， 1）） End If ‘設(shè)置校驗(yàn)方式

　　If ComboBox3.Text = “無校驗(yàn)” Then parity = “N”

　　ElseIf ComboBox3.Text = “奇校驗(yàn)” Then parity = “O”

　　ElseIf ComboBox3.Text = “偶校驗(yàn)” Then parity = “E” End If

　　comSetting = ComboBox2.Text & “，” & parity & “，” & ComboBox4.Text & “，” & ComboBox5.Text

　　’串口設(shè)置格式：9600，N，8，1 AxMSComm1.Settings = comSetting End Sub

　　‘將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制

　　Private Function Decimal2Hex（ByRef c As String） As String Decimal2Hex = Hex（CInt（c）） If Len（Decimal2Hex） 《 2 Then

　　Decimal2Hex = “0” & Decimal2Hex End If End Function

　　’串口號發(fā)生改變的處理程序

　　Private Sub ComboBox1_SelectedIndexChanged（ByVal sender As System.Object， ByVal e As System.EventArgs） Handles ComboBox1.SelectedIndexChanged ChangePortProperty（）

　　End Sub

　　Private ReadStr As String = “”

　　Private Sub AxMSComm1_OnComm（ByVal sender As System.Object， ByVal e As System.EventArgs）

　　Handles AxMSComm1.OnComm

　　Dim i As Object

　　Dim bytData As Object ‘用來從接收緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)

　　Select Case AxMSComm1.CommEvent ’

　　對接收事件進(jìn)行處理

　　Case MSCommLib.OnCommConstants.comEvReceive

　　bytData = AxMSComm1.Input ‘將接收到的數(shù)據(jù)暫存 For i = 0 To UBound（bytData）

　　If CheckBox2.CheckState = CheckState.Checked Then

　　ReadStr = ReadStr & Decimal2Hex（CStr（bytData（i）））

　　Else

　　ReadStr = ReadStr & CStr（bytData（i））

　　End If

　　Next

　　TextBox2.Text = ReadStr ’將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)在接收區(qū)顯示

　　End Select

　　End Sub

　　End Class

　　五、程序中用到的幾個(gè)函數(shù)解釋

　　Microsoft.VisualBasic.Strings.Right（String，Num）：將字符串從右邊開始截取字符串String中Num個(gè)字符。例如當(dāng)String的值為“Welcome”，Num值為3，則該函數(shù)返回的值為字符串“ome”。另外通過將COM1拆分即可得到1，這是上例中得到得到串口號的方法。

　　Val（String）：將字符串類型轉(zhuǎn)換為數(shù)值型。例如String為字符串“123”，則返回值為數(shù)值型123。 Hex（Integer）：將整型數(shù)轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制數(shù)。如：Integer為13，則返回十六進(jìn)制的D

　　其實(shí)有些函數(shù)看不懂也沒關(guān)系，可能我介紹的不是很詳細(xì)，有些資料上網(wǎng)查一下也很方便的，這里就不再多羅嗦了。