Forum: PC-Programmierung RS232 Schnittstelle mit C über Visual Studio Bitweise auslesen


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von Tim (Gast)


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Hey Allesamt,

ich habe gerade ein kleines Projekt am laufen, welches mehrere einzelne 
Signale über eine RS232 Schnittstelle auslesen soll.

Die RS232 Schnittstelle hat ja wenn ich das richtig verstehe vier 
Inputleitungen, heißt somit ich könnte vier verschiedene Signale 
abfragen.

Die Signale möchte ich in Visual Studio 2017 auswerten, dabei ist egal 
wie hoch die anliegende Spannung ist.
Die vier Signale sollen nur in vier Variablen abgespeichert werden 
welche dann den Zustand 0 bzw 1 annehmen sollen.


Ich würde das Programm gerne in C schreiben, da ich da die größten 
Vorkenntnisse mitbringe.

Die ultimative Lösung wäre, wenn ich die RS232 Leitung mit einem USB 
Konverter einlesen könnte.
Leider fehlen mir für das einlesen von Schnittstellen völlig die C 
Kenntnisse.


Hoffe mir hätte jemand ein kleines Beispielprogramm oder Ähnliches wie 
ich das Projekt lösen könnte.


Danke schon mal im Voraus.

: Verschoben durch Moderator
von Karl M. (Gast)


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Timm Thaler?

Guck mal bei Wiki nach was an der Geschichte überhaupt ist und für was 
sie gedacht, ist dann formuliere deine Fragen neu.

von Tim (Gast)


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Ich habe ein ähnliches Projekt bereits vor einem halben Jahr auf einer 
Messe gesehen. Lösbar ist es auf jeden Fall.

Wie gesagt fehlen mir leider die nötigen Kenntnisse dazu die Anbindung 
Softwaretechnisch durchzuführen.

Ich informiere mich schon seit zwei Tagen über das Thema und hab auch 
einige wirklich gute Ansätze für den Fall gefunden, leider jedoch alle 
in Visual Basic oder C#.

Ich hoffe ich treffe auf Verständnis.

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Tim schrieb:
> Ich habe ein ähnliches Projekt bereits vor einem halben Jahr auf
> einer
> Messe gesehen. Lösbar ist es auf jeden Fall

Sicher dass hier genau die Serial-Pins so eingelesen wurden?

Das ganze geht IIRC nur mit 2 Pins (RX und CTS) und nennt sich 
"Bit-Banging". Das ist aber eher ein Hack mit begrenzter Flexibilität 
und Geschwindigkeit.

Wenn du sowieso einen USB-Adapter nutzen willst (da keine echte serielle 
Schnittstelle vorhanden), kannst du direkt einen nehmen, der genau dafür 
gedacht ist. Da gibt es diverse, wie z.B.:

https://www.codemercs.com/de/io
https://www.microchip.com/wwwproducts/en/MCP2221A
Eigenbau, siehe z.B. mein USB-Tutorial mit STM32

Wie immer wäre es gut zu wissen was du genau vorhast.

von Tim (Gast)


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Mein Ziel ist es abzufragen, ob ein Signal bzw mehrere Signale anliegen.
Dafür trenne ich das eine Ende des RS232 auf, baue einen Spannungsteiler 
an die aufgeknüpften Enden und gebe eine 24V Spannung aus einem 
Schaltschrank darauf.

Ob ich das Signal mit RS232 abfrage oder mit USB ist mir relativ egal. 
Bei USB habe ich nur mit den Protokollen etwas bedenken.

Visual Studio soll letzten Endes einfach nur erkennen ob das Signal, das 
aus dem Schaltschrank kommt, 24V oder 0V beträgt.

Mein einziges großes Problem ist hierbei nur, dass ich nicht weis wie 
ich die einzelnen Inputleitungen des RS232 in Visual Studio abfragen 
kann.

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Tim schrieb:
> Mein Ziel ist es abzufragen, ob ein Signal bzw mehrere Signale anliegen.

Wie schnell ändert sich dieses Signal? Muss das Abfragen in definierten 
Zeitabständen erfolgen? Wie groß darf die Reaktionszeit sein?

Tim schrieb:
> Bei USB habe ich nur mit den Protokollen etwas bedenken.
Dafür bieten die Hersteller der genannten Adapter entsprechende 
Bibliotheken.

Tim schrieb:
> Mein einziges großes Problem ist hierbei nur, dass ich nicht weis wie
> ich die einzelnen Inputleitungen des RS232 in Visual Studio abfragen
> kann.
Weil das eigentlich von RS-232 nicht vorgesehen ist, gibt es auch noch 
mehr Probleme dazwischen.

von Rufus Τ. F. (rufus) (Moderator) Benutzerseite


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Die Handshakeleitungen der seriellen Schnittstelle lassen sich mit der 
Win32-API-Funktion GetCommModemStatus einlesen.

Beispiel:
   DWORD dwModemStatus;
   BOOL  fCTS, fDSR, fRING, fRLSD;

   if (!GetCommModemStatus(hComm, &dwModemStatus))
      return; // fehlerbehandlung?

   fCTS = MS_CTS_ON & dwModemStatus;
   fDSR = MS_DSR_ON & dwModemStatus;
   fRING = MS_RING_ON & dwModemStatus;
   fRLSD = MS_RLSD_ON & dwModemStatus;

hComm ist hier ein Handle auf eine mit CreateFile korrekt geöffnete 
Schnittstelle.

"RLSD" ist eine alternative Bezeichnung für DCD.

https://docs.microsoft.com/en-us/windows/desktop/api/winbase/nf-winbase-getcommmodemstatus

von Tim (Gast)


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Bei der Abfrage reicht eine Tastrate von einer halben Sekunde.
Es sollen Zustände abgefragt werden, wie:
- Steht ein Not-Halt an oder
- Spannungsversorgung an.

In Visual

Niklas G. schrieb:
> Weil das eigentlich von RS-232 nicht vorgesehen ist, gibt es auch noch
> mehr Probleme dazwischen.

Mit Visual Basic ist das aber glaube ich möglich da habe ich einige 
Videos zu gefunden (zu RS232 und USB)

Youtube-Video "Visual Basic Serial COM Port Tutorial (Visual Studio 2010) - Part 5"

Wenn ich es mit einer USB Leitung versuchen würde müsste ich auch diese 
auftrennen was Softwaretechnisch glaube ich dann schwer zu lösen ist.

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Tim schrieb:
> Bei der Abfrage reicht eine Tastrate von einer halben Sekunde.

Ok, das ist nicht sehr kritisch.

Tim schrieb:
> - Steht ein Not-Halt an oder
Hoffentlich wird die Sicherheit nicht beeinträchtigt, wenn diese 
Bastelei nicht funktioniert :-)

Tim schrieb:
> Wenn ich es mit einer USB Leitung versuchen würde müsste ich auch diese
> auftrennen was Softwaretechnisch glaube ich dann schwer zu lösen ist.
Die USB-Leitung musst du nicht auftrennen. An die USB-Leitung schließt 
du statt des USB-Seriell-Adapters einen USB-GPIO-Adapter an, der 
Eingänge hat, an welche du deine Signale anschließen kannst. Über die 
Herstellerbibliothek lässt sich das dann komfortabel abfragen.

Tim schrieb:
> Mit Visual Basic ist das aber glaube ich möglich
Es ist auch in C möglich (rufus hat es gezeigt), aber nicht alles was 
möglich ist, ist auch eine saubere Lösung... Da sowieso ein Adapter 
erforderlich ist, kannst du auch direkt einen Adapter nehmen, der 
genau dafür gemacht ist!

von Adam P. (adamap)


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Hey Tim,

also wenn du keine "richtige" RS232 hast und auf USB Adapter ausweichen 
muss, dann müsstest du darauf achten, dass dieser auch alle 
Steuerleitungen unterstützt, einige USB-RS232 Adapter sind abgespeckt.

Aber die Idee mit dem Missbrauch der Steuerleitungen der RS232, naja...
ich würds so nicht machen.

Was hälst du von dieser Idee (da du ja C kannst):
Nimm dir z.B. ein kleinen µC (ATtiny) definiere dort bis zu 8 Eingänge 
und sende jede 500ms ein Byte (in dem die 8 Eingänge als Bits hinterlegt 
sind) über die UART an den PC und dort kannst du dieses direkt per 
Serieller Schnittstelle auslesen und interpretieren.
Da kannst dann RS232 oder USB-Adapter nehmen, egal.

Dies wäre zumindest eine saubere Lösung bei der du dich auch in der 
Software nicht verbiegen müsstest.

Gruß

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Adam P. schrieb:
> Nimm dir z.B. ein kleinen µC (ATtiny)

Oder direkt einen Controller mit USB, wodurch man sich den Adapter und 
den Ärger mit dessen Treiber spart.
Von wegen Schaltschrank... Haben SPS nicht sowieso eine Möglichkeit 
Signale an den PC zu schicken?

von Rufus Τ. F. (rufus) (Moderator) Benutzerseite


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Niklas G. schrieb:
> Da sowieso ein Adapter erforderlich ist, kannst du auch direkt einen
> Adapter nehmen, der genau dafür gemacht ist!

Für den bräuchte man aber wiederum passende Treiber. Das ganze auf eine 
serielle Schnittstelle zu abstrahieren, und diese mit der dafür 
vorgesehenen API anzusteuern, bietet die Flexibilität, ohne Änderung des 
Programmes sowohl mit "echten" seriellen Schnittstellen als auch mit 
USB-UART-Bridges oder gegebenenfalls anderen Lösungen 
(Ethernet-Device-Server) zu arbeiten.

Die Win32-API bietet neben dem einfachen Pollen der Handshakeleitungen 
auch die Möglichkeit, Events beim Ändern der Handshakeleitungen 
auszulösen, das geschieht mit den Funktionen SetCommMask und 
WaitCommEvent.

https://docs.microsoft.com/en-us/windows/desktop/DevIO/monitoring-communications-events

Handshakeleitungen zum Transportieren von Statusinformation zu 
"missbrauchen" ist durchaus üblich; sehr lange Zeit wurde beispielsweise 
der Zustand von USVn auf diese Art und Weise transportiert (und von 
einem bis einschließlich XP/2003 zu Windows gehörenden Systemdienst 
ausgewertet).

: Bearbeitet durch Moderator
von Adam P. (adamap)


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Niklas G. schrieb:
> Oder direkt einen Controller mit USB

Ja gut, aber je nachdem welche Kenntnisse vorhanden sind, kann sich die 
Implementierung von USB nicht ganz so leicht gestallten wie eine UART.

Und die meisten UART-USB Seriell-Adapter stellen gar keine 
Treiberprobleme dar. (z.B. FTDI TTL-232R-3v3) hatte damit noch nie 
Probleme und selbst die Sticks von Digitus.

Aber natürlich, ein µC mit USB wäre natürlich die sauberste Lösung.
(Vorrausgesetzt man verwendet eine USB-Klasse die keine zusätzlichen 
Treiber benötigt)

: Bearbeitet durch User
von Tim (Gast)


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Zum Thema µC kann ich sagen, dass ich diese Lösung bereits umgesetzt 
habe.
Mein Projekt ist bereits ein Erfolg mit Hilfe eines Raspberry Pi 3 Model 
B.
Sinn jetzt ist es eine kostengünstigere Lösung zu erzielen um in 
Serienproduktion gehen zu können. Diese Lösung soll lediglich eine 
Leitung benötigen.Vorgeschlagen wurde mir hier gerade die RS232.

So kam ich zur Problemstellung.

von Adam P. (adamap)


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Tim schrieb:
> eine kostengünstigere Lösung zu erzielen

Ein µC der Größenortnung von ATtiny ist kostengünstig.

Tim schrieb:
> Diese Lösung soll lediglich eine
> Leitung benötigen.Vorgeschlagen wurde mir hier gerade die RS232.

Mit einer Leitung meinst du: Eine Leitung mit mehreren Adern, oder?


Aber dann hast du doch schon deine Lösung.
Klar ein Pi ist nicht wirklich kostengünstig, aber eine kleine Platine 
mit nem µC, kannst sogar dort direkt ein FTDI IC verbauen und dann 
brauchst nur noch ein USB Kabel an deine Schaltung anschliessen.

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Serienproduktion involviert vermutlich Kunden, welche Probleme mit der 
Konfiguration/Auswahl des korrekten COM-Ports haben könnten, was wieder 
neuen Ärger für den Support bedeuten könnte... Besonders wenn noch 
andere Industrie(?)-Geräte auf RS232-Basis angeschlossen sind.

Gute USB-RS232-Adapter (FTDI) sind auch nicht so ganz billig, aber 
vermutlich einfach aufgrund des Produktionsvolumens doch etwas billiger 
als USB-GPIO-Adapter oder gar Eigenbau-Lösungen mit uC. Eine solche 
würde dann auch eine eigene USB-VID erfordern, was leider auch nicht 
ganz billig ist, aber immerhin nur Einmal-Kosten. Dafür ist das am 
Flexibelsten und man könnte später leicht noch mehr Funktionen 
nachrüsten. Der kleinste IO-Warrior (16 Pins) kostet z.B. ca 8€ ab 100 
Stück...

Wie ist denn der Preisrahmen? Hat der Schaltschrank wirklich überhaupt 
keinen uC/SPS/sonstige programmierbare Logik die man erweitern könnte?

von Adam P. (adamap)


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Oder du sparst dir das mit der Neuentwicklung und kaufst etwas fertiges 
und schreibst nur noch die paar Zeilen Code:

Ebay-Artikel Nr. 163278927025

Die gibts auch mit originalem FTDI Chip.

: Bearbeitet durch User
von Tim (Gast)


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Niklas G. schrieb:
> Wie ist denn der Preisrahmen?

Preisrahmen direkt gibt es keinen.

Niklas G. schrieb:
> Hat der Schaltschrank wirklich überhaupt
> keinen uC/SPS/sonstige programmierbare Logik die man erweitern könnte?

Nein hat er nicht, denn es sollen Maschinen ohne digitale Schnittstellen 
überwacht werden. Daher sollen die Analogsignale der Schütze und Klemmen 
durch eben dieses nun neue System abgefragt werden.

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Adam P. schrieb:
> Ein µC der Größenortnung von ATtiny ist kostengünstig.

Braucht aber eben noch den USB-Adapter!

Adam P. schrieb:
> Ebay-Artikel Nr. 163278927025

Möchte man sowas wirklich im Industrie-Umfeld professionell verkaufen...

Tim schrieb:
> Preisrahmen direkt gibt es keinen.

Dann nimm den IO-Warrior o.ä. Das ist eine günstige (aber wohl nicht die 
allergünstigste) Lösung, die sowohl für dich als auch für den Kunden am 
Einfachsten sein dürfte.

Tim schrieb:
> Daher sollen die Analogsignale der Schütze und Klemmen
> durch eben dieses nun neue System abgefragt werden.
Analogsignale? Sollen Spannungen gemessen werden?

Wenn es billigst aber einigermaßen ordentlich sein soll (dafür etwas 
mehr Aufwand), kaufe man sich so etwas wie das (ebay: 401603371806), 
programmiere eine entsprechende USB-Firmware darauf (Beispiele und 
Bibliotheken sind vorhanden) und steuere das über libusb oder WinUSB aus 
Visual Studio aus an. Nur mit der VID muss man sich was überlegen.

von Tim (Gast)


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Ok nun gut ich werde erstmal versuchen weiter zu experimentieren und 
schaue dann am Ende für welche Lösung ich mich entscheide.

Vielen Dank an Alle.

von Adam P. (adamap)


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Niklas G. schrieb:
> Möchte man sowas wirklich im Industrie-Umfeld professionell verkaufen...

Eher weniger, war nur ein Bsp. bzgl. "Kostengünstig", aber anscheinend 
sind die Kosten nun doch egal.

Niklas G. schrieb:
> kaufe man sich so etwas wie das (ebay: 401603371806)

Klar das wäre besser, aber wie du sagtest, VID Problem, hätte er beim 
FTDI nicht...ABER

Wenn er eine eigene Schaltung entwerfen würde, um diese zu verkaufen, 
dann würde ja noch Zulassung, EMV usw. dazukommen.

Da muss man echt abägen, was sich lohnt bzw. ausreichend ist.

von CppBert (Gast)


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Wie wäre es mit sowas

USB OptoIn:

http://www.cleware-shop.de/epages/63698188.sf/de_DE/?ObjectPath=/Shops/63698188/Products/54

damit du 8 Eingänge und eine C-Dll Bibliothek die du leicht integrieren 
kannst

ich hab den USB-Cutter von denen mal für USB-Geräte-Firmware 
Stress-Tests benutzt, leicht zu verwendende API zum Programmieren

von Tim (Gast)


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CppBert schrieb:
> ich hab den USB-Cutter von denen mal für USB-Geräte-Firmware
> Stress-Tests benutzt, leicht zu verwendende API zum Programmieren

Danke der sieht klasse aus. Hoffe mit der Software komme ich zurecht, 
wenn
ja ist das eine wesentlich einfachere Lösung.

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Tim schrieb:
> Danke der sieht klasse aus. Hoffe mit der Software komme ich zurecht,
> wenn
> ja ist das eine wesentlich einfachere Lösung.

Auf einmal gehen auch Lösungen die sogar teurer als der Raspberry-Pi 
sind? 🤔 Ähnlich einfache aber viel billigere wurden ja genannt, aber 
eben nicht isoliert.

von Cppbert (Gast)


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Niklas G. schrieb:
> Auf einmal gehen auch Lösungen die sogar teurer als der Raspberry-Pi
> sind?

naja 40 EUR plus Library mit einer Handvoll Funktionen ist schon näher 
an einer Lösung als der Raspberry - wenn er jetzt nicht so Erfahren ist

@Tim: Schreib denen mal eine Mail mit deinen Anforderung die sagen dir 
dann die besten Lösung/Produkt

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Cppbert schrieb:
> naja 40 EUR plus Library mit einer Handvoll Funktionen ist schon näher
> an einer Lösung als der Raspberry - wenn er jetzt nicht so Erfahren ist

Eine R-PI Lösung hat Tim nach eigener Aussage ja schon, die aber zu 
teuer sei - obwohl billiger als der OptoIn, dessen Hauptfeature der 
isolierten Eingänge ja gar nicht gefordert war. Der R-PI hat ja direkt 
GPIOs und braucht somit gar keinen zusätzlichen Adapter. Alles etwas 
mysteriös.

von Geert H. (geerth)


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There is a ready made ASCII terminal available in Windows (DOS) console.
I think this is much easier then all the .NET hassle.
Just read or write your ASCII file to/from COM5.


I use USB-serialcoverter that has COM5.

Run cmd.exe then type "mode /?".

(Make sure the converter is on, otherwise "Serial port:" will be 
missing, you only get CON: then.)
Result:
========================================================================

C:\Users\geerth>mode /?
Configures system devices.

Serial port:       MODE COMm[:] [BAUD=b] [PARITY=p] [DATA=d] [STOP=s]
                                [to=on|off] [xon=on|off] [odsr=on|off]
                                [octs=on|off] [dtr=on|off|hs]
                                [rts=on|off|hs|tg] [idsr=on|off]

Device Status:     MODE [device] [/STATUS]

Redirect printing: MODE LPTn[:]=COMm[:]

Select code page:  MODE CON[:] CP SELECT=yyy

Code page status:  MODE CON[:] CP [/STATUS]

Display mode:      MODE CON[:] [COLS=c] [LINES=n]

Typematic rate:    MODE CON[:] [RATE=r DELAY=d]

========================================================================
This is the default setting of COM5:

C:\Users\geerth>mode COM5

Status for device COM5:
-----------------------
    Baud:            1200
    Parity:          None
    Data Bits:       7
    Stop Bits:       1
    Timeout:         OFF
    XON/XOFF:        OFF
    CTS handshaking: OFF
    DSR handshaking: OFF
    DSR sensitivity: OFF
    DTR circuit:     ON
    RTS circuit:     ON


C:\Users\geerth>

========================================================================

BTW: I recommand YAT terminal for experiments.
https://sourceforge.net/projects/y-a-terminal/

You can also run YAT in cmd.exe. Get help instructions this way:
C:\Users\geerth>"C:\Program Files\YAT\YATConsole.exe" /?

: Bearbeitet durch User

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