計(jì)算機(jī)單片機(jī)串行通信技術(shù)研究

房 悅

（陜西警官職業(yè)學(xué)院，陜西 西安 710021）

計(jì)算機(jī)單片機(jī)串行通信技術(shù)研究

房 悅

（陜西警官職業(yè)學(xué)院，陜西 西安 710021）

計(jì)算機(jī)與單片機(jī)的完美結(jié)合，不僅能夠彌補(bǔ)二者的缺點(diǎn)，還可以有效地發(fā)揮出最大的作用。它是建立在串行通信技術(shù)之上的，是借助串口從電腦上下載程序的單片機(jī)，其占著很大的比例。文章先闡述了計(jì)算機(jī)串行通信技術(shù)，然后介紹單片機(jī)的串口通信技術(shù)，最后在進(jìn)行整合讓讀者更深刻地了解這項(xiàng)技術(shù)，明白在實(shí)際生活中發(fā)揮的強(qiáng)大作用。

計(jì)算機(jī)；單片機(jī)；串行通信技術(shù)

單片機(jī)是一種集成電路芯片，它體積小，使用方便而且功能強(qiáng)大，受到社會(huì)各行各業(yè)作為信息儲(chǔ)備的利用。利用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)可以和單片機(jī)進(jìn)行組合，在工程技術(shù)方面的使用非常廣泛，不同的接口協(xié)議可以為各類通信設(shè)備提供測(cè)試，串口技術(shù)是最常見的一種，為更多的新型產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持。

1 通信技術(shù)

（1）數(shù)據(jù)通信方式分類。①單工方式：數(shù)據(jù)傳送的方向是固定的，只能朝著一個(gè)方向前進(jìn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多個(gè)渠道數(shù)據(jù)的同時(shí)采集。很大程度上限制了應(yīng)用的范圍，且只能在打印機(jī)等使用；②半雙工方式：這種情況下數(shù)據(jù)是雙向傳輸?shù)模怯捎诠ぷ髁康脑龃螅瑢?dǎo)致其效率低下，不能用于比較快速的信息流動(dòng)中，只是在某些特定的領(lǐng)域可以發(fā)揮作用，例如生活中常見的電燈的開關(guān)切換；③全雙工方式：它彌補(bǔ)了以上兩種方式的不足之處，在雙方都有數(shù)據(jù)交換的情況下，速度也會(huì)很快，應(yīng)用的范圍也會(huì)擴(kuò)展，保證了過(guò)程中的質(zhì)量保障，使用安全；④多工方式：在處理的信息資源龐雜的情況下，一般的程序是無(wú)法承擔(dān)的，要采用更加先進(jìn)的技術(shù)來(lái)改變這種情況。例如利用多路復(fù)用器可以通過(guò)不同的手段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，可以接受多種數(shù)據(jù)的共同傳輸，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

（2）串行通信分類。①串行通信是指在同一條線上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，有嚴(yán)格的時(shí)鐘基準(zhǔn)，計(jì)算機(jī)和單片機(jī)都要遵循這個(gè)原則，根據(jù)時(shí)鐘是否一致，可以將串行通信分為兩類；②同步串行通信：數(shù)據(jù)的傳輸方和接收方都是采用同樣的時(shí)鐘，相互之間的頻率是一致的，可以用來(lái)進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的傳輸，解決過(guò)程中遇到的問(wèn)題；③異步串行通信：雙方采用不一樣的時(shí)鐘進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，造成相互之間的步調(diào)是不同的，無(wú)法準(zhǔn)確地接收到另一個(gè)信息。

（3）計(jì)算機(jī)串行通信。串口和常見的USB有一定的區(qū)別，后者主要是數(shù)據(jù)的聯(lián)系，而串口傳送一個(gè)字符需要8bit。它依據(jù)的參數(shù)是波特率，是指每秒內(nèi)傳輸?shù)谋忍匚唬渲械奈粩?shù)可以是 5、7、8 位，最后一位稱為停止位，可以是 1、1.5、2。由于對(duì)于數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)要求比較高，一旦出現(xiàn)差錯(cuò)就需要校驗(yàn)位來(lái)更正，一般情況下使用得比較少。串口通信一般分為RS232、RS422、RS485三種類型，后面兩個(gè)是在第一個(gè)的基礎(chǔ)上改進(jìn)形成的，RS232適用于短距離的傳輸，可以達(dá)到1000m。RS485穩(wěn)定性較強(qiáng)，最遠(yuǎn)可以傳輸3000m，RS422則可以實(shí)現(xiàn)雙向的通信，便于較多數(shù)據(jù)的處理工作，屬于全雙工通信。

（4）計(jì)算機(jī)串行通信接口。接口有9針，其中兩個(gè)部分負(fù)責(zé)接受數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)，其它的是握手信號(hào)，不用參與到通信工作中來(lái)。RS232計(jì)算機(jī)接口的特點(diǎn)，一是傳輸距離有限，最遠(yuǎn)才可以達(dá)到16.51m。二是具有雙向傳輸?shù)墓δ埽梢赃M(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，最高速率20Kps。還有一種DB25形式的接口，因?yàn)樽饔貌淮螅圆唤?jīng)常使用。

2 單片機(jī)串行通信

一般的單片機(jī)內(nèi)部都有一個(gè)既可以發(fā)送又可以接受的串口，叫做全雙工串口。在使用之前，如果對(duì)產(chǎn)品不是很了解，可以看看說(shuō)明手冊(cè)，按照上面的指示去做就可以達(dá)到想要的效果。寄存器在單片機(jī)中有很重要的位置，無(wú)論是簡(jiǎn)單的還是復(fù)雜的單片機(jī)都要先進(jìn)行設(shè)置才能使用。以89C51單片機(jī)為例，可以通過(guò)相關(guān)的編程來(lái)設(shè)定串行通信的功能。與51單片機(jī)有關(guān)的寄存器有TMOD，主要是表明定時(shí)器是如何工作的，低于四位的設(shè)置0，高于四位的設(shè)置1。TCON屬于特殊寄存器，可以實(shí)現(xiàn)八位控制，分別是 TFI、TRI、TF、TRO、Ie1、It1、IEO、ITO，前面四個(gè)位用于定時(shí)器，后面四個(gè)位用于中斷系統(tǒng)。PCON是電源控制寄存器。

3 計(jì)算機(jī)與單片機(jī)串行通信舉例

VC++實(shí)現(xiàn)串行通信上位機(jī)例程，串行通信技術(shù)人員對(duì)串口助手都十分的熟悉，用戶可以根據(jù)自己的需要來(lái)編寫自己的上位機(jī)。許多電腦上的Windows系統(tǒng)都使用VC++，VB和Delphi等工具軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)程序的編寫，將收集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)串口上傳計(jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)綜合的分析處理之后可以得到需要的信息，多數(shù)的人員會(huì)使用VC串口作為上位機(jī)的軟件。例如使用VC++，用戶按照自己的想法設(shè)置需要的控制界面，可以選擇單文檔或者多文檔的樣式完成程序的總體框架，并且設(shè)置各個(gè)模塊的功能。一般分為四個(gè)流程，首先是打開串口功能、其次是配置串口功能、再次是讀寫串口功能、最后是關(guān)閉串口功能。系統(tǒng)的程序可以讓操作更加地流利方便。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在社會(huì)單片機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，但是單獨(dú)使用根本無(wú)法滿足技術(shù)的需要，所以將其和計(jì)算機(jī)結(jié)合可以開發(fā)出更多的功能。串行通信技術(shù)十分重要，它可以及時(shí)有效的傳輸數(shù)據(jù)，保證效率和質(zhì)量，在很多行業(yè)都有了顯著的成效，隨著社會(huì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)單片機(jī)通信技術(shù)有著重要的用途前景。

[1]封莉，張萌萌.計(jì)算機(jī)與單片機(jī)的串行通信技術(shù)探究[J].煤炭技術(shù)，2014，32，（3）：253-255.

房悅（1984-），女，陜西西安人，碩士研究生，助教，主要研究方向：計(jì)算機(jī)。