在鋰離子電池監(jiān)控系統(tǒng)中，除了下位機單片機系統(tǒng)電路板及其程序設計外，還需要上位機程序?qū)︿囯x子電池系統(tǒng)的進行各種監(jiān)控管理設置。根據(jù)系統(tǒng)要求，上位機程序的主要功能有以下幾個：

1.接收并顯示下位機采集的各路數(shù)據(jù)信息，包含16路鋰電池電壓、主回路充放電電流、4路溫度、電量等數(shù)據(jù)信息;

2.設置下位機工作時需要配置的系統(tǒng)參數(shù);

3.校正下位機上傳的各路數(shù)據(jù);

4.根據(jù)需要保存下位機上傳的數(shù)據(jù)。

該上位機程序采用VC++6.0編程工具進行程序設計，本章對上位機程序的設計思想和內(nèi)容進行了描述。

5.1上位機程序

開發(fā)平臺及相關技術上位機程序采用非常流行的可視化編程工具VC++6.0進行開發(fā)，為完成相應的顯示和設置功能，程序采用了許多VC++6.0自帶的控件，同時應用了多線程編程技術。

5.1.1 VC++6.0簡介

VC++6.0是微軟公司開發(fā)的編程平臺，具有強大的功能。本軟件是基于Windows系統(tǒng)開發(fā)的，編程語言采用的是C++語言，并且微軟給該軟件提供了功能強大的MFC(Microsoft Foundation Class)類庫。MFC中封裝了大部分Windows API函數(shù)和Windows控件，它包含的功能涉及到整個Windows操作系統(tǒng)。MFC不僅給用戶提供了Windows圖形環(huán)境下應用程序的框架，而且還提供了創(chuàng)建應用程序的組件，這樣，開發(fā)人員不必從頭設計創(chuàng)建和管理一個標準Windows應用程序所需的程序，而是從一個比較高的起點編程，故節(jié)省了大量的時間。另外，它提供了大量的代碼，指導用戶編程時實現(xiàn)某些技術和功能。因此，使用VC++可以使程序員更加方便的進行應用程序開發(fā)。

5.1.2相關控件介紹

系統(tǒng)使用了Edit Box控件、Static Text控件、Button控件、Group Box控件、Check Box控件、Combo Box控件、Tab Control控件和MSComm控件八個控件，本部分對這些控件進行簡單介紹。

1.Edit Box控件CEdit類提供了Windows編輯控件中的功能。編輯控件是一個子窗口矩形，用戶可以向其中輸入文本。可以通過對話模板或直接從代碼中創(chuàng)建一個編輯控件。

在兩種情形下，首先調(diào)用CEdit構造程序構造CEdit對象，再調(diào)用Create成員函數(shù)創(chuàng)建Windows編輯控件并將其與CEdit對象連接。

2.Static Text控件CStatic類提供了一個Windows靜態(tài)控件的性能。一個靜態(tài)控件用來顯示一個文本字符串、框、矩形、圖標、光標、位圖或增強的圖元文件。它可以被用來作為標簽、框或用來分隔其它的控件。一個靜態(tài)控件不接收輸入，也不提供輸出;但是，如果它是用SS_NOTIFY風格創(chuàng)建的，則它可以通知其父有關設備點擊的消息。

3.Button控件類CButton提供了對Windows按鈕控件的操作。按鈕控件是一個小的矩形子窗口，可以通過單擊選中(按下)或不選中。按鈕可以單獨使用，也可以成組使用，它還可以具有文本標題。在用戶單擊它的時候，按鈕通常要改變顯示外觀。

典型的按鈕控件有：復選框、單選鈕和下壓式按鈕(push button)。一個CButton對象可以是它們中的一種，這由它的按鈕風格和成員函數(shù)Create的初始化決定。

4.Check Box控件CheckBox控件就是我們一般所說的復選框，通常用于某選項的打開或關閉。

大多數(shù)應用程序的“設置”對話框內(nèi)均有此控件。我們看到的可以打勾的就是CheckBox.該控件表明一個特定的狀態(tài)(即選項)是選定(on，值為1)還是清除(off，值為0)。在應用程序中使用該控件為用戶提供“True/False”或“yes/no”的選擇。因為CheckBox彼此獨立工作，所以用戶可以同時選擇任意多個CheckBox，進行選項組合。

5.Combo Box控件類CCombo Box封裝了Windows組合框。組合框由一個列表框和一個靜態(tài)控件(或編輯控件)組成。列表框部分可以是一直顯示的，也可以是隱藏的，在用戶單擊編輯控件邊上的按鈕(下拉箭頭)時下拉該列表框。列表框中當前選中的項(如果有的話)顯示在靜態(tài)控件或編輯控件中。如果組合框帶有下拉風格，則當用戶在編輯框中輸入列表項的開始字符時，對應項(如果有的話)中的第一個將會加亮顯示。

可以從對話框模板中建立一個CComboBox對象，也可以直接在代碼中創(chuàng)建。

無論采用哪種方法，都要先調(diào)用CComboBox的構造函數(shù)構造一個CComboBox對象，然后調(diào)用成員函數(shù)Create創(chuàng)建控件并在CComboBox對象上應用它。

消息映射入口的格式如下：

ON_Notification( id，memberFxn )

其中id指定了發(fā)送通知的組合框控件的子窗口ID，而memberFxn是用于處理該通知的父成員函數(shù)的名字。

父窗口的函數(shù)原型的格式如下：

afx_msg void memberFxn( );

6.Tab Control控件一個“標簽控件”類似于一個筆記本中的分隔器，或一個文件柜上的標簽。通過使用標簽控件，應用程序可以將一個窗口或?qū)υ捒虻南嗤瑓^(qū)域定義為多個頁面。

每一頁包含了一套信息或一組控件，當用戶選擇了相應的標簽時應用程序就會顯示相應的信息或控件。一種特殊類型的標簽控件把標簽顯示得像按鈕一樣。點擊一個按鈕將立即執(zhí)行一條命令而不是顯示一個頁。

CTabCtrl類提供了Windows通用標簽控件的性能。這個控件(也就是CTabCtrl類)只對運行在Windows 95和Windows NT 3.51或更新版本下的程序來說是可用的。

7.Group Box控件Group Box控件本質(zhì)上確實是class CStatic的一個實例化對象。在一個對話框上布置好一個Group Box控件后，默認ID為IDC_STATIC，這時候是無法在代碼里動態(tài)地控制它的隱藏/顯示屬性。必須給它一個新的ID號，比如IDC_GROUPBOX1，最后再給它關聯(lián)一個CStatic控件變量(這個你應該自己會吧)，然后就可以在必要時候(另一個控件被選擇)調(diào)用ModifyStyle(0，SWP_HIDEWINDOW/*SWP_SHOWWINDOW*/);實現(xiàn)Group Box的隱藏/顯示狀態(tài)的動態(tài)切換。

8. MSComm控件Visual C++為我們提供了一種好用的ActiveX控件Microsoft Communications

Control(即MSComm)來支持應用程序?qū)Υ诘脑L問，在應用程序中插入MSComm控件后就可以較為方便地實現(xiàn)對通過計算機串口收發(fā)數(shù)據(jù)。

使用VC++提供的串行通信控件MSComm進行編程，首先，在對話框中創(chuàng)建通信控件，若Control工具欄中缺少該控件，可通過菜單Project ——>Add to Project——> Components and Control插入即可，再將該控件從工具箱中拉到對話框中。此時，你只需要關心控件提供的對Windows通訊驅(qū)動程序的API函數(shù)的接口。換句話說，只需要設置和監(jiān)視MSComm控件的屬性和事件。

在ClassWizard中為新創(chuàng)建的通信控件定義成員對象(CMSComm m_Serial)，通過該對象便可以對串口屬性進行設置，MSComm控件共有27個屬性，這里只介紹其中幾個常用屬性：CommPort設置并返回通訊端口號，缺省為COM1. Settings以字符串的形式設置并返回波特率、奇偶校驗、數(shù)據(jù)位、停止位。

PortOpen設置并返回通訊端口的狀態(tài)，也可以打開和關閉端口。

Input從接收緩沖區(qū)返回和刪除字符。

Output向發(fā)送緩沖區(qū)寫一個字符串。

InputLen設置每次讀入的字符個數(shù)，缺省值為0，表明讀取接收緩沖區(qū)中的全部內(nèi)容。

InBufferCount返回接收緩沖區(qū)中已接收到的字符數(shù)，將其置0可以清除接收緩沖區(qū)。

InputMode定義Input屬性獲取數(shù)據(jù)的方式(為0：文本方式;為1：二進制方式)。

RThreshold和SThreshold屬性，表示在OnComm事件發(fā)生之前，接收緩沖區(qū)或發(fā)送緩沖區(qū)中可以接收的字符數(shù)。

打開所需串口后，需要考慮串口通信的時機。在接收或發(fā)送數(shù)據(jù)過程中，可能需要監(jiān)視并響應一些事件和錯誤，所以事件驅(qū)動是處理串行端口交互作用的一種非常有效的方法。使用OnComm事件和CommEvent屬性捕捉并檢查通訊事件和錯誤的值。發(fā)生通訊事件或錯誤時，將觸發(fā)OnComm事件，CommEvent屬性的值將被改變，應用程序檢查CommEvent屬性值并作出相應的反應。

5.2上位機程序方案

上位機程序主要完成數(shù)據(jù)顯示、參數(shù)設置、存儲器讀取、數(shù)據(jù)校正等功能。

該程序通過串口與下位機板進行通信，將需要顯示的信息和設置的參數(shù)等信息進行傳輸。

上位機程序功能框圖如下圖5.1所示。

圖中下位機通過串口與上位機進行數(shù)據(jù)通信。根據(jù)通信協(xié)議，將雙方傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，得到對應的數(shù)值，在進行相應的操作。

下面分別對數(shù)據(jù)顯示、參數(shù)設置、數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)校正等功能進行如下分析。

5.2.1數(shù)據(jù)顯示

上位機程序的數(shù)據(jù)顯示功能直接放置在主程序界面上，如下圖5.2所示。

主界面主要包含顯示鋰電池電壓、溫度、電流、電量、狀態(tài)等信息的文本控件和參數(shù)設置、數(shù)據(jù)校正、存儲器讀寫的按鈕以及保存數(shù)據(jù)的選項，另外還可對串口號進行選擇。

5.2.2參數(shù)設置

參數(shù)設置子窗口如圖5.3所示。由于需要設置的參數(shù)較多，所以在參數(shù)設置子窗口中將所有參數(shù)分為系統(tǒng)參數(shù)、電流參數(shù)、電壓參數(shù)、溫度參數(shù)、均衡參數(shù)、電量參數(shù)和版本參數(shù)共七類，在一個復選頁中進行顯示和設置。

系統(tǒng)參數(shù)包含電池類型、電池數(shù)、電池內(nèi)阻、數(shù)據(jù)采樣頻率、睡眠模式使能、睡眠模式喚醒時間、用戶權限、系統(tǒng)密碼等。

電流參數(shù)包含充電過載電流、放電過載電流、判斷過載電流持續(xù)時間、短路電流、放電過流恢復時間、充電過流恢復時間、短路恢復時間等。

電壓參數(shù)包含過充電壓、釋放過充電壓、過放電壓、釋放過放電壓、最大不平衡電壓、判斷過充過放電壓持續(xù)時間等。

溫度參數(shù)包含外部溫度通道1使能、外部溫度通道2使能、判斷溫度超范圍持續(xù)時間、可承受外部最高溫度、釋放可承受外部最高溫度、可承受外部最低溫度、釋放可承受外部最低溫度、可承受內(nèi)部最高溫度、釋放可承受內(nèi)部最高溫度、可承受內(nèi)部最低溫度、釋放可承受內(nèi)部最低溫度等。

均衡參數(shù)包含均衡使能、每組均衡電池數(shù)、均衡模式、均衡開始電壓、均衡壓差等。

電量測量參數(shù)包括電量測量電壓一、測量電壓二、測量電壓三、測量電壓四、測量電壓五等。

另外，還有版本版本號、工廠名、設備編號等。

5.2.3數(shù)據(jù)校正

數(shù)據(jù)校正子窗口如圖5.4所示。

校正采用線性修復法，即利用公式：A=K*S+B進行校正，其中A表示實際測量值，S表示通過系統(tǒng)獲取的原始采樣值，K為修正系數(shù)，B為修正基址。

校正過程中對，對每一路采樣電路的采樣值和實測值進行若干組采集。根據(jù)上述公式，每兩組組成一個二元一次方程，計算出若干個修正系數(shù)和修正基址并求平均值，獲得本路采樣電路的修正系數(shù)和修正基址。

在上位機軟件中，接收下位機傳送過來的21路信號的實測值和采樣值。通過兩次接收，可分別得到21路采樣信號的兩組實測值和采樣值，按上述計算方法分別計算出各路采樣電路的修正系數(shù)和修正基址，按通信協(xié)議發(fā)送給下位機。

5.2.4存儲器讀寫

存儲器讀寫子窗口如圖5.5所示。

在存儲器讀寫子窗口中，有讀存儲器、寫存儲器、存儲器擦除三個按鈕，可分別讀出指定存儲單元的數(shù)據(jù)、將指定數(shù)據(jù)寫入指定單元、擦除存儲器所有單元。

5.3上位機程序測試