实验二 Simulink串口与匿名上位机通信实验.docx

实验二“Simulink串口与匿名上位机通信实验”是针对电子工程和计算机科学学生设计的一个实践项目，旨在让学生熟悉串口通信协议和使用Simulink进行仿真。在这个实验中，学生们将学习如何使用Matlab的Simulink工具箱来实现与匿名上位机的串行通信。 实验的目的是让学生掌握匿名上位机通信协议的细节，这包括了解数据帧的结构和校验方式。匿名上位机通信协议V6.00规定了SUM（校验和）的计算方法，即从帧头开始到数据帧最后一字节的所有字节之和的低八位。LEN（长度字节）表示数据帧内实际数据的字节长度，不包括帧头、功能字、长度字节和校验位。协议还区分了三种不同类型的数据帧：显示用数据帧（单向通信）、命令及参数数据帧（双向验证）。例如，0xE0命令帧用于上位机向下位机发送命令并要求响应验证，0xE1参数帧则用于参数读写。 在实验环境中，使用Win10 PC，Matlab16a，ANO_TC匿名上位机V65和Keil5软件。实验设备需具备两个串口，以便进行通信。 Simulink中的Serial Port模块位于Instrument Control Toolbox，它提供了发送和接收串口数据的功能。例如，发送数据可以通过Constant模块配置，设置其输出类型为uint8型一维数组，并调整Sample time。接收数据则可以选择Serial Receive模块，该模块可以在block或非block模式下工作，前者会在接收到数据前暂停仿真，后者则不会。 实验内容要求学生以2位可变数据为例，使用Simulink模拟COM3串口与匿名上位机通信。通过Simulink模型，可以生成数据帧并可视化仿真结果。上位机端改变数据，利用这些结果可以帮助优化控制系统的参数，如PID控制器参数，以提升系统性能和减少调试难度。 为了建立Simulink模型，需要从不同的库中添加Block，例如从HDL Verifier库和Commonly Used Blocks库导入Constant模块。在Constant模块中，学生需要根据匿名上位机通信协议的数据帧格式设定数据。 通过这个实验，学生不仅可以深入理解串口通信协议，还能掌握Simulink的实用技巧，为未来在嵌入式系统开发、控制系统设计等领域的工作奠定基础。同时，它也强调了仿真在系统优化和参数调整中的重要性，这对于工程实践是非常有价值的。