計(jì)算機(jī)與單片機(jī)的串行通信技術(shù)探究

【摘要】在計(jì)算機(jī)的外圍接口當(dāng)中，計(jì)算機(jī)的串口算是其中的一個(gè)，而且計(jì)算機(jī)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(gè)接口。在計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)候，也使得單片微型計(jì)算機(jī)技術(shù)也得到了一個(gè)很好的發(fā)展機(jī)會(huì)，而在這些單片微型計(jì)算機(jī)當(dāng)中，利用串口從計(jì)算機(jī)上下載程序的單片機(jī)則占了很大的一部分。本文主要就是針對(duì)計(jì)算機(jī)和單片機(jī)之間的串行通信技術(shù)進(jìn)行了一定的分析和研究。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)；單片機(jī)；串行通信技術(shù)

單片機(jī)現(xiàn)在的應(yīng)用越來越廣泛，主要就是因?yàn)閱纹瑱C(jī)在使用的時(shí)候比較的靈活，而且性價(jià)比也是非常的高，但是單片機(jī)還是有一些自己本身的缺點(diǎn)，那就是單片機(jī)的存儲(chǔ)容量是比較的小，從而使得單片機(jī)在處理數(shù)據(jù)的時(shí)候量不是很大。所以為了能夠解決單片機(jī)在使用過程當(dāng)中的這些缺點(diǎn)，就可以把計(jì)算機(jī)和單片機(jī)進(jìn)行連接，由單片機(jī)來進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，然后將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總傳輸?shù)接?jì)算機(jī)當(dāng)中，再由計(jì)算機(jī)來對(duì)這些采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。為了能夠很好的實(shí)現(xiàn)這一做法，就必須要完成計(jì)算機(jī)和單片機(jī)之間的通信技術(shù)，而現(xiàn)在計(jì)算機(jī)和單片機(jī)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(duì)于通信技術(shù)的一些基礎(chǔ)介紹

（一）數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候，傳輸?shù)姆较蚴枪潭ú蛔兊?，在傳輸?shù)據(jù)的時(shí)候只能朝著一個(gè)方向進(jìn)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(jī)在傳輸打印數(shù)據(jù)或者是單一方向的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。因?yàn)檫@種數(shù)據(jù)的傳輸方式是不能雙向進(jìn)行的，所以也就不能夠完成數(shù)據(jù)之間的一個(gè)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(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)傳輸，但是在傳輸?shù)臅r(shí)候卻是需要分時(shí)段來進(jìn)行，而且數(shù)據(jù)傳輸?shù)男适潜容^低的。這樣的傳輸特點(diǎn)也會(huì)使得這樣的數(shù)據(jù)傳輸方式在應(yīng)用的時(shí)候會(huì)受到一定的限制，一般都只有在某種特定的情況下才會(huì)使用這樣的數(shù)據(jù)傳輸方式，如開關(guān)切換的時(shí)候進(jìn)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(duì)于那些雙方都有數(shù)據(jù)需要進(jìn)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(duì)于那些傳輸設(shè)備的負(fù)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(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)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(jìn)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(jìn)行數(shù)據(jù)之間的傳輸。在計(jì)算機(jī)和單片機(jī)正常工作的時(shí)候都需要一個(gè)工作的前提，那就是時(shí)鐘基準(zhǔn)。如果按照時(shí)鐘是否一致來對(duì)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(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候采用的是同一種時(shí)鐘，它們之間的步調(diào)是相同的。在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候，傳輸?shù)牟秸{(diào)是不需要起始位和停止位來進(jìn)行協(xié)調(diào)的，而在對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進(jìn)行區(qū)分的時(shí)候主要就是用傳輸標(biāo)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(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候采用的不是同一種時(shí)鐘，它們之間的步調(diào)也是不相同的。

二、計(jì)算機(jī)的串行通信技術(shù)

在計(jì)算機(jī)進(jìn)行串行通信的時(shí)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(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候主要是以bit來完成的，在串口傳輸一個(gè)字節(jié)的時(shí)候需要發(fā)送8bit，在計(jì)算機(jī)的串口通信當(dāng)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(shí)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(dāng)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(shí)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(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)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(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候，也是會(huì)受到一些外界的干擾從而發(fā)生數(shù)據(jù)的傳輸錯(cuò)誤，而對(duì)于一些簡(jiǎn)單的校錯(cuò)方式基本上都是通過校驗(yàn)碼來提供的，而在數(shù)據(jù)的傳輸過程當(dāng)中，校驗(yàn)碼是可以沒有的。在對(duì)串口通信進(jìn)行分類的時(shí)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(gè)串口通信當(dāng)中，RS232的出現(xiàn)是最早的，而后通過對(duì)RS232進(jìn)行一定的改進(jìn)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(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。計(jì)算機(jī)的通信接口如圖1所示。

三、單片機(jī)的串行通信技術(shù)

現(xiàn)在很多的單片機(jī)當(dāng)中都有一個(gè)雙全工的串口，它不僅可以接收數(shù)據(jù)，同時(shí)還可以發(fā)送數(shù)據(jù)。在每一個(gè)單片機(jī)的手冊(cè)當(dāng)中，都有對(duì)這個(gè)單片機(jī)的串口進(jìn)行比較詳細(xì)的介紹。用戶在對(duì)單片機(jī)的硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該要按照相應(yīng)的手冊(cè)說明來進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，然后再和外圍的設(shè)備進(jìn)行連接，而在對(duì)單片機(jī)的軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該要在單片機(jī)開機(jī)初始化的時(shí)候就要對(duì)單片機(jī)的寄存器進(jìn)行合理的編程，這樣的話單片機(jī)才能夠進(jìn)行正確的初始化，從而才能夠讓單片機(jī)按照用戶的一些設(shè)計(jì)要求來進(jìn)行工作。在單片機(jī)當(dāng)中，寄存器是非常重要的，所以不管單片機(jī)簡(jiǎn)單還是負(fù)責(zé)，都應(yīng)該要在編程的時(shí)候?qū)拇嫫鬟M(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，使得現(xiàn)在的單片機(jī)應(yīng)用的范圍是越來越廣泛，但是如果只是依靠單片機(jī)技術(shù)的話，是很難去滿足實(shí)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(jì)算機(jī)和單片機(jī)的串行通信技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的傳輸。在使用串行通信技術(shù)的時(shí)候，那些遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)傳輸能夠得到很好的質(zhì)量保證，使得這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用當(dāng)中具有很好的實(shí)用價(jià)值。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步的時(shí)候，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大力發(fā)展和推廣，也將會(huì)使得計(jì)算機(jī)和單片機(jī)之間的串行通信技術(shù)更加的具有實(shí)用的發(fā)展。

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