單片機與計算機遠程通信的實現(xiàn)及應(yīng)用

摘 要

單片機屬微型控制器，具有體積雖小、功耗低的特點，又能靈活實現(xiàn)各種控制功能；因此被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域之中。本文立足于單片機控制技術(shù)，結(jié)合無線POS機為例，系統(tǒng)對單片機與計算機遠程通信的實現(xiàn)進行分析與探究，以期為單片機的相關(guān)應(yīng)用提供更多的參考。

【關(guān)鍵詞】單片機 POS機 控制系統(tǒng) 遠程通信

單片機屬微型計算機范圍，常被作為電子終端數(shù)據(jù)采集、信息交換控制等的最終執(zhí)行者；因此，單片機也被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域之中。若通過技術(shù)手段將單片機的通信接口與遠程計算機實現(xiàn)通信，則可迅速、快捷、準確地完成大量的遠程數(shù)據(jù)的交換。POS機上進行信用卡消費、水費、電費以及煤氣費等消費活動的實現(xiàn)與完成均是以單片機為主控芯片，通過單片機通信接口與遠程計算機達成通信協(xié)議后完成的一系列數(shù)據(jù)交互。本文則以POS機為例，系統(tǒng)對單片機與計算機遠程通信的實現(xiàn)進行分析與探究。

1 單片機簡介

單片機是基于現(xiàn)代計算機技術(shù)基礎(chǔ)上研發(fā)而成的一種集成電路芯片；并通過現(xiàn)代技術(shù)手段將CPU、RAM、ROM以及字數(shù)器、定時器、多種I/O口、中斷系統(tǒng)等集成到一塊硅片之中構(gòu)建而成的微型計算機系統(tǒng)。而這些單片機在實際應(yīng)用中，既焊接于電路板上，也可以采用插槽形式加以應(yīng)用。由于這些單片機的靈活性、實用性，這也進一步促進了單片機研發(fā)的速度。目前，單片機多采用接口豐富、處理頻率高、功能強大的嵌入式芯片；而單片機的通信接口則多采用RS232、RS485以及RS422等串行通信方式來完成；這些通信接口按主控MCU控制要求，并在遵循不同的協(xié)議來有效實現(xiàn)與計算機的通信連接；最終利用網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)來進一步實現(xiàn)遠程控制功能。

2 單片機與計算機遠程通信構(gòu)建原理

2.1 單片機遠程通信控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)由硬件、軟件兩部分。硬件則是整個單片機實現(xiàn)遠程通信的基礎(chǔ)，其主要是構(gòu)建一個完整的、有效的數(shù)字信號、模擬信號轉(zhuǎn)換裝置；如POS機的主控則是選用MCU所提供的TCP/IP接口。

2.2 軟件程序設(shè)計

單片機常用的是51系列，其應(yīng)用程序也多采用C語言、匯編語言等。

2.3 工作原理

無論是有線方式還是無線方式的POS機，均是利用互聯(lián)網(wǎng)與金融系統(tǒng)的計算機來實現(xiàn)遠程通信，并完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理與控制。如無線POS是利用無線通信模塊來完成與計算機遠程通信的；而有線POS機則是應(yīng)用有線數(shù)據(jù)接口來完成的。

3 無線POS機通信系統(tǒng)設(shè)計

3.1 無線通信系統(tǒng)特性

目前，多數(shù)國內(nèi)POS機采用的是移動公司的GPRS通信模塊；用戶只有在終端無線接入移動網(wǎng)絡(luò)之后，方能實現(xiàn)與計算機遠程通信。POS機無線通信模塊則是接入無線網(wǎng)的基礎(chǔ)硬件接口，并在遵照互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議基礎(chǔ)之上完成無線通信連接。該POS機無線通信系統(tǒng)具有以下幾種特性：

3.1.1 移動性強

POS機是利用移動公司網(wǎng)絡(luò)來全面實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，因此，只要移動公司網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)均可有效地、安全地使用，它并不受其他因素影響。同時，POS機自身還具有體積小、攜帶方便的特點，這也進一步強化了其隨時為客戶服務(wù)的優(yōu)勢。

3.1.2 連接速度快

由于電話撥號連接方式較無線連接耗時，且不能永久保持； 而無線POS機則連接時間更短，還可以與互聯(lián)網(wǎng)上諸多即時通信軟件一樣，隨時隨地永久地提供在線服務(wù)。

3.1.3 使用簡便

無線POS機界面功能極為簡單，其設(shè)計更人性化；它直觀地將所有功能信息顯示在界面上，使用者可依據(jù)相應(yīng)的說明、提示是行直接操作；既省去了培訓(xùn)、學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，同時也省去了設(shè)置調(diào)試、安裝環(huán)節(jié)。

3.1.4 傳輸速度快

有線電話網(wǎng)的撥號方式的傳輸速度最高為9600bps；而移動公司網(wǎng)絡(luò)傳輸速率最高可達171.2kbps。由此可見，無線POS機的傳輸速度更快，極大地縮短了等待時間，提高了工作效率。

3.2 POS機軟件控制

3.2.1 上位機編程

上位機程序，就是計算機界面通信程序。該程序則利用微軟公司研發(fā)、提供的VB、VC等可視化應(yīng)用開發(fā)工具作為計算機上位機通信軟件進行相應(yīng)操作界面、功能模塊等的研發(fā)工具；程序設(shè)計者可充分利用API通信接口，來全面控制數(shù)據(jù)的輸入、輸出。另外，也可以利用WINDOWS軟件中所提供的各種函數(shù)來完成對各種通信功能的控制。

3.2.2 單片機編程

通常采用C語言作為單片機的編程工具；但是，對于一些帶有嵌入式操作系統(tǒng)的MCU（如SUMSUNG2440等），雖然也可以采用C語言進行編程，但多采用INCE50平臺或LINUX操作系統(tǒng)來實現(xiàn)。目前，在進行嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)容設(shè)計時，多采用開發(fā)板制造商所提供的內(nèi)核程序架構(gòu)，這也進一步減少了程序設(shè)計者的工作量，使單片機編程工作更為簡單。

雖然，我國單片機的應(yīng)用、研發(fā)較西方發(fā)達國家相對較晚，但在我國現(xiàn)代科技以及自動化技術(shù)的迅猛發(fā)展之下，作為數(shù)據(jù)采集、信息交換控制等的最終執(zhí)行者的單片機在通過技術(shù)手段將其通信接口與遠程計算機進行連接而實現(xiàn)遠程通信，則可迅速、快捷、準確地完成大量的遠程數(shù)據(jù)的交換。因此，單片機與計算機遠程通信也開始由傳統(tǒng)的工業(yè)制造領(lǐng)域逐漸進入到我們的日常生活之中，并被大量應(yīng)用于各行各業(yè)，尤其以無線POS機的應(yīng)用與普及尤為突出；如大型超市、便利店、藥店、交通部門等等，均被廣泛應(yīng)用。因此，我們在進行單片機的深度研發(fā)的過程中，側(cè)重加強對單片機系統(tǒng)的遠程惡意控制的研發(fā)工作，以進一步提升單片機遠程通信的安全性、可靠性，則極大地提升其應(yīng)用的范圍，為我國的社會發(fā)展做出更多的貢獻。

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作者簡介

崔倩（1984-），女，河北省保定市人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為河北遠東通信系統(tǒng)工程有限公司助理工程師。研究方向為電子電路系統(tǒng)與模塊的調(diào)試與測試。

作者單位

河北遠東通信系統(tǒng)工程有限公司 河北省石家莊市 050200endprint