淺談基于單片機的數據串口通信

□王 磊

(淮安錦綸化纖有限公司 江蘇 淮安 223400)

淺談基于單片機的數據串口通信

□王 磊

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單片機體積較小，且集成度高，具有功能強以及抗干擾強等優勢，在各個領域已經有了廣泛的應用。不過因為其功能簡單不利于管理，因此很多時候都是通過聯合使用來組成通信系統。本文就基于單片機的數據串口通信問題進行探究。

單片機；數據串口通信

1 并行傳輸與串行傳輸

通訊過程當中，傳輸方案是通過數據線依次序進行8次傳送的，8位一個字節，這種傳輸方式稱為串行通信[1]；第二種方法是同時使用8條數據線分別傳送8位，叫并行通信。串行通訊雖然傳送的速度較慢但是串行口線間干擾小，在遠距離傳送過程中速度也較高。

2 單片機的選擇

2.1 保證傳輸可靠性

本文研究的串行通訊通道是傳輸數據和指令的通道。在單片機的選擇上要保證有高可靠性的傳輸。不同的傳輸環境采用不同的接口標準。單片機芯片的可靠性可以保證通訊狀態測試，誤碼校驗等實驗內容。

2.2 保證通信抗干擾能力

在不超過適用范圍的情況下，通訊抗干擾能力才具有定義。雖然在某些工業測控系統中，由于通信環境十分惡劣而采用無線通訊的方式，但是在通信介質的選擇、接口標準的選擇過程中保障其抗干擾能力強，同樣可以達到保證通訊效果。

2.3 考慮通信的速度、距離

標準串行接口具備一定的電氣特性，電氣特性的兩個指標是在滿足可靠傳輸的情況通訊最大速度與最大傳輸距離。兩個指標存在線性關系，最大通訊速度減低、通訊距離減少，最大通訊速度增高、通訊距離增長。

3 串行通信的同步方式

3.1 異步通信方式

異步通信系統中以獨立的字節傳輸數據，每個獨立字節的開端有一起始信號，字節后有一個以上的終止信號。起始位到終止位的信號就為一楨數據。傳輸遷移的開始是從標志位到空白的遷移，通常來說，數據的起始位占用一位，停止位可占用一位到兩位。異步通訊用這類方式表達字符，字符在串行傳輸一個一個的傳送。至于外部設備與PC機的通訊的成功要求字符格式、起始位等相關參數的設定相同；波特率（串行通信中每秒傳送數據的位數）的設置相同，數據傳送速率由波特率表示。

3.2 同步通信方式

同步通信采用將字符連續接連起來，通過數據塊的形式傳輸。與異步通信相同，其數據塊起始信號同樣是在其前面加特殊的同步字符。而同異步通信方式不同處在于：同步通信方式的傳輸數據塊的后面加上校檢字符并不是終止信號，是能夠對通信中的錯誤進行校檢的。而且此種方式的字符之間并無空白間隔，因此其效率也相對來說要高，可高達幾十甚至是幾百千波特。

4 基于單片機數據串口通信研究

4.1 矩陣式鍵盤接口技術

在按鍵數量比較多的情況下，如果要減少端口占用問題，可通過矩陣式排列加以解決。在矩陣式鍵盤單重，垂直、水平線的交叉地方是經由按鍵連接而不是直接連通的。在鍵數量比較多的時候采用矩陣法做鍵盤是更為合理的，矩陣式結構的鍵盤相比較直接法來講也比較復雜，因此識別要復雜些。列線一般是通過電阻來接正電源的，然后把行線接的單片機I/O口作輸出端，列線所接口味輸入。在按鍵沒有按夏的回收，所有的輸出端就都是高電平。而行線輸出的就是低電平，按鍵時，輸入線就會被拉低。因此，通過讀輸入線的狀態就可以知道是不是有按鍵。

4.2 單片機顯示原理

數碼管靜態顯示的一般是其的驅動電平不會改變，可知該數碼管數值是否出現變化。動態顯示是基于人眼反應遲鈍，數碼管輪流會顯示一段的時間，看起來就像是幾個數碼管同時亮起來，但實際上就只有一個是亮的，其他的則是余暉。靜態顯示的亮度要打，但是功耗也比較大。動態顯示要弱于靜態，不過顯示的位數要多。要注意的是，動態掃描頻率一般要高于50hz，最佳則為高于60hz，否則數碼管就會閃爍。

結束語

本篇文章基于單片機，從數據傳輸方式類型、單片機的特性要求、數據同步方式、矩陣式鍵盤接口技術與單片機顯示原理等多個方面對數據串口通信進行闡述，希望能為行業發展提供參考。

[1]劉遠義,張銳,劉宏洋.PC機與單片機的串口通信數據采集系統設計[J].邢臺學院學報,2013,02:174-176.

[2]屈嘯.對單片機之間的串口數據通信的研究[J].電子制作,2013,16:22.

1004-7026（2016）18-0119-01

TP274.2

A

DOI：10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2016.18.088