摘 要

现在社会中的一些特殊场合为了能够提前预防火情的发生，往往会用到烟雾浓度探测系统。而用户为了能够实时监控烟雾浓度的具体数值，就要用到数据采集系统和实时显示烟雾浓度值的图形用户界面。

本次课题设计首先是设计一个USB数据采集系统。由于现在的计算机上的串口几乎被USB接口所取代，而一般的单片机硬件电路采用的都是串口通信，因此，为了使得计算机实现串口通信，用户就能用到USB转串口电路。本次采用的是国产的CH340系列的芯片，实现串口信号和USB信号之间的转换，从而实现使用计算机USB接口传输串口信号。

对于计算机上的图形用户界面GUI的设计，本课题采用的是基于VC 的MFC编程技术。经过分析软件的可行性和功能需求后，选择基于对话框类型建立应用程序框架，利用MFC中的串口通信控件MSComm来实现串口数据的采集和显示。并且还利用了TeeChart图表控件实现了实时绘制电压波形图的功能。最终设计好的界面简洁易操作，经过运行调试，能够实现实时、准确显示烟雾浓度值的功能。

关键词：USB转串口；MFC；GUI；串口通信

Abstract

Now some special occasions in the community in order to be able to prevent the occurrence of fire in advance, often use the smoke concentration detection system. And users in order to be able to real-time monitoring of smoke concentration of specific values, we must use data acquisition system and real-time display smoke concentration value of the graphical user interface.

The design of this topic is the first design of a USB data acquisition system. As the current computer's serial port is almost replaced by the USB interface, and the general microcontroller hardware circuit is used in serial communication, therefore, in order to make the computer to achieve serial communication, we use the USB to serial circuit. This is the use of domestic CH340 series of chips, to achieve serial signal and USB signal conversion between, so as to achieve the use of computer USB interface to transmit serial signal.

Then, for the graphical user interface GUI design on the computer, we are using MFC programming based on VC . After analyzing the feasibility and functional requirements of the software, we choose to build the application framework based on the dialog box type, and use the serial communication control MSComm in MFC to realize the serial data collection and display. And also uses the TeeChart chart control to achieve real-time rendering voltage waveform function. The final design of the interface is simple and easy to operate, after running debugging, to achieve real-time, accurate display of smoke concentration value of the function.

Key Word：USB to serial port；MFC；GUI；serial communication

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题背景及研究目的和意义 1

1.1.1 课题背景 1

1.1.2 目的和意义 1

1.2 国内外研究现状 3

1.3 课题研究内容及预期目标 4

1.3.1 课题研究内容 4

1.3.2 预期目标 4

1.4 论文结构安排 5

第2章 USB转串口数据传输系统的实现 6

2.1 USB转串口通信原理 6

2.2 USB转串口芯片介绍 7

2.3 USB转串口数据传输系统原理图 8

第3章 基于C 图形用户接口GUI的设计 10

3.1 软件开发流程 10

3.2 MFC可视化编程原理 10

3.2.1 MFC概述 10

3.2.2 基于对话框的应用程序设计 11

3.3 软件界面设计 11

3.4 串口通信编程 13

3.4.1 添加MSComm控件 13

3.4.2 刷新串口及串口名称设置 16

3.4.3 初始化串口准备数据采集 17

3.4.4 串口事件捕捉函数 18

3.4.5 处理数据并绘制电压波形图 18

3.5 软件运行演示 22

第4章 总结与展望 23

4.1 总结 23

4.2 展望 23

参考文献 25

致谢 26

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究目的和意义

1.1.1 课题背景

现代社会中，许多生活工作场合都容易发生火情，而传统的烟雾探测系统都是在可见烟雾产生一定浓度后才探测到，此时火灾已经发生，人们也会错过最佳的抢救时间。因此为了能准确、可靠地提前预知火灾的发生，产生了许多对于高灵敏烟雾浓度探测系统的研制。其中激光烟雾浓度探测系统就是其中的一种，该系统利用烟雾粒子光散色原理工作^[1]，能够在人眼还未见到可见烟雾时，就提前探测并预报烟雾浓度值，进而避免火灾的进一步扩大。所以，在一些容易发生火灾的场所就需要配套功能齐全、实时可靠的烟雾浓度监控系统。

有了烟雾浓度探测系统之后，数据还要传输到计算机上用户才能了解和做出反应，因此在探测系统和计算机之间还需要一套完整的数据传输系统。现在市场上常用到的数据通信包含串口通信和USB通信，两种通信都有自己的优缺点。串口通信速度慢但容易开发，USB通信传输速度快但开发难度高，而本次课题设计要求利用USB接口进行数据的传输，为了减少开发难度，用户就可以用到USB转串口技术了，USB转串口不仅提供了常用的USB接口而且用到了容易开发的串口通信。故而本次课题选择使用USB转串口的数据传输系统，以完成烟雾浓度探测硬件电路和计算机软件的连接。