計算機與單片機的串行通信技術(shù)探究

【摘要】在計算機的外圍接口當中，計算機的串口算是其中的一個，而且計算機的串口也是現(xiàn)在工業(yè)的控制方面應(yīng)用的比較多也比較成熟的一個接口。在計算機技術(shù)快速發(fā)展的時候，也使得單片微型計算機技術(shù)也得到了一個很好的發(fā)展機會，而在這些單片微型計算機當中，利用串口從計算機上下載程序的單片機則占了很大的一部分。本文主要就是針對計算機和單片機之間的串行通信技術(shù)進行了一定的分析和研究。

【關(guān)鍵詞】計算機；單片機；串行通信技術(shù)

單片機現(xiàn)在的應(yīng)用越來越廣泛，主要就是因為單片機在使用的時候比較的靈活，而且性價比也是非常的高，但是單片機還是有一些自己本身的缺點，那就是單片機的存儲容量是比較的小，從而使得單片機在處理數(shù)據(jù)的時候量不是很大。所以為了能夠解決單片機在使用過程當中的這些缺點，就可以把計算機和單片機進行連接，由單片機來進行數(shù)據(jù)的采集，然后將采集到的數(shù)據(jù)進行匯總傳輸?shù)接嬎銠C當中，再由計算機來對這些采集到的數(shù)據(jù)進行處理。為了能夠很好的實現(xiàn)這一做法，就必須要完成計算機和單片機之間的通信技術(shù)，而現(xiàn)在計算機和單片機之間的通信技術(shù)一般采用的都是串行的通信技術(shù)。

一、對于通信技術(shù)的一些基礎(chǔ)介紹

（一）數(shù)據(jù)進行傳輸?shù)姆绞椒诸?/p>

首先就是單工的數(shù)據(jù)傳輸方式，主要就是指在進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，傳輸?shù)姆较蚴枪潭ú蛔兊?，在傳輸?shù)據(jù)的時候只能朝著一個方向進行數(shù)據(jù)的傳輸。所以這樣的一種傳輸方式，也就使得它的應(yīng)用范圍是有一定限制的，主要就是應(yīng)用在那些串行口的打印機在傳輸打印數(shù)據(jù)或者是單一方向的對數(shù)據(jù)進行采集。因為這種數(shù)據(jù)的傳輸方式是不能雙向進行的，所以也就不能夠完成數(shù)據(jù)之間的一個交換。然后就是半雙工的數(shù)據(jù)傳輸方式，這種數(shù)據(jù)的傳輸方式就是可以進行雙向的數(shù)據(jù)傳輸，但是在傳輸?shù)臅r候卻是需要分時段來進行，而且數(shù)據(jù)傳輸?shù)男适潜容^低的。這樣的傳輸特點也會使得這樣的數(shù)據(jù)傳輸方式在應(yīng)用的時候會受到一定的限制，一般都只有在某種特定的情況下才會使用這樣的數(shù)據(jù)傳輸方式，如開關(guān)切換的時候進行的數(shù)據(jù)之間的傳輸。其次就是全雙工的數(shù)據(jù)傳輸方式，這種數(shù)據(jù)的傳輸方式就能夠很好的解決上述兩種傳輸方式的一些局限性，對于那些雙方都有數(shù)據(jù)需要進行傳輸和交互的情況之下，幾句可以采用這種全雙工的數(shù)據(jù)傳輸方式，這種傳輸?shù)姆绞侥軌蚝芎玫奶岣咴O(shè)備的使用效率，而且對于那些傳輸設(shè)備的負責(zé)度也相應(yīng)的提高了很多，應(yīng)用的范圍也是比較的廣。最后就是多工的數(shù)據(jù)傳輸方式，上面所說的那幾種數(shù)據(jù)的傳輸方式，數(shù)據(jù)的信息都是在相同的線路上，而且在進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候頻率還是特定的。而多工的數(shù)據(jù)傳輸方式主要就是在通信技術(shù)不斷發(fā)展和進步的情況下，使用一些新技術(shù)和新設(shè)備然后通過某種特定的線路來完成更多的數(shù)據(jù)傳輸。

（二）串行通信技術(shù)的分類

串行通信技術(shù)主要就是指在相同的一根線路之上，一位一位的進行數(shù)據(jù)之間的傳輸。在計算機和單片機正常工作的時候都需要一個工作的前提，那就是時鐘基準。如果按照時鐘是否一致來對串行通信技術(shù)分類的話就可以分為同步和異步串行通信。同步串行通信主要就是指接收方和發(fā)送方在進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候采用的是同一種時鐘，它們之間的步調(diào)是相同的。在進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，傳輸?shù)牟秸{(diào)是不需要起始位和停止位來進行協(xié)調(diào)的，而在對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進行區(qū)分的時候主要就是用傳輸標志。這種數(shù)據(jù)的傳輸方式一般應(yīng)用在那些傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量非常大的地方。而異步串行通信主要就是指接收方和發(fā)送方在進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候采用的不是同一種時鐘，它們之間的步調(diào)也是不相同的。

二、計算機的串行通信技術(shù)

在計算機進行串行通信的時候，串口是通信的設(shè)備，和一般的USB接口是不一樣的。串口在進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候主要是以bit來完成的，在串口傳輸一個字節(jié)的時候需要發(fā)送8bit，在計算機的串口通信當中，波特率是一種最常用的參數(shù)，波特率主要就是指在一定的單位時間內(nèi)傳送的比特位，經(jīng)常是用秒來作為單位的。在串口的通信數(shù)據(jù)傳輸當中，數(shù)據(jù)的位數(shù)通常就是數(shù)據(jù)位，在確定數(shù)據(jù)位時候，通常是依靠相關(guān)的協(xié)議要求來確定的，一般情況之下可以是5、7、8位。而停止位主要就是指在串口通信進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，數(shù)據(jù)包的最后一位就是停止位，一般情況下可以是1、1.5、2。在串口通信進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，也是會受到一些外界的干擾從而發(fā)生數(shù)據(jù)的傳輸錯誤，而對于一些簡單的校錯方式基本上都是通過校驗碼來提供的，而在數(shù)據(jù)的傳輸過程當中，校驗碼是可以沒有的。在對串口通信進行分類的時候，可以根據(jù)串行通信之間的不同協(xié)議，分成RS232、RS442、RS485。在這幾個串口通信當中，RS232的出現(xiàn)是最早的，而后通過對RS232進行一定的改進和完善就有了RS442和RS485。而這幾種串口通信也有著自己的一些缺點和優(yōu)勢。計算機的通信接口如圖1所示。

三、單片機的串行通信技術(shù)

現(xiàn)在很多的單片機當中都有一個雙全工的串口，它不僅可以接收數(shù)據(jù)，同時還可以發(fā)送數(shù)據(jù)。在每一個單片機的手冊當中，都有對這個單片機的串口進行比較詳細的介紹。用戶在對單片機的硬件進行設(shè)計的時候，應(yīng)該要按照相應(yīng)的手冊說明來進行合理的設(shè)計，然后再和外圍的設(shè)備進行連接，而在對單片機的軟件進行設(shè)計的時候，應(yīng)該要在單片機開機初始化的時候就要對單片機的寄存器進行合理的編程，這樣的話單片機才能夠進行正確的初始化，從而才能夠讓單片機按照用戶的一些設(shè)計要求來進行工作。在單片機當中，寄存器是非常重要的，所以不管單片機簡單還是負責(zé)，都應(yīng)該要在編程的時候?qū)拇嫫鬟M行相應(yīng)的設(shè)置。

四、結(jié)束語

隨著社會科學(xué)技術(shù)的不斷進步和發(fā)展，使得現(xiàn)在的單片機應(yīng)用的范圍是越來越廣泛，但是如果只是依靠單片機技術(shù)的話，是很難去滿足實際生產(chǎn)的需要的，所以為了能夠很好的解決這一問題，就可以采用計算機和單片機的串行通信技術(shù)，來實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的傳輸。在使用串行通信技術(shù)的時候，那些遠程的數(shù)據(jù)傳輸能夠得到很好的質(zhì)量保證，使得這項技術(shù)在實際的生產(chǎn)應(yīng)用當中具有很好的實用價值。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和進步的時候，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大力發(fā)展和推廣，也將會使得計算機和單片機之間的串行通信技術(shù)更加的具有實用的發(fā)展。

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