淺談基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)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(jī)的數(shù)據(jù)串口通信

□王 磊

(淮安錦綸化纖有限公司 江蘇 淮安 223400)

單片機(jī)體積較小，且集成度高，具有功能強(qiáng)以及抗干擾強(qiáng)等優(yōu)勢，在各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用。不過因?yàn)槠涔δ芎唵尾焕诠芾?，因此很多時(shí)候都是通過聯(lián)合使用來組成通信系統(tǒng)。本文就基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)串口通信問題進(jìn)行探究。

單片機(jī)；數(shù)據(jù)串口通信

1 并行傳輸與串行傳輸

通訊過程當(dāng)中，傳輸方案是通過數(shù)據(jù)線依次序進(jìn)行8次傳送的，8位一個(gè)字節(jié)，這種傳輸方式稱為串行通信[1]；第二種方法是同時(shí)使用8條數(shù)據(jù)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(yuǎn)距離傳送過程中速度也較高。

2 單片機(jī)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(shù)據(jù)和指令的通道。在單片機(jī)的選擇上要保證有高可靠性的傳輸。不同的傳輸環(huán)境采用不同的接口標(biāo)準(zhǔn)。單片機(jī)芯片的可靠性可以保證通訊狀態(tài)測試，誤碼校驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)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(yè)測控系統(tǒng)中，由于通信環(huán)境十分惡劣而采用無線通訊的方式，但是在通信介質(zhì)的選擇、接口標(biāo)準(zhǔn)的選擇過程中保障其抗干擾能力強(qiáng)，同樣可以達(dá)到保證通訊效果。

2.3 考慮通信的速度、距離

標(biāo)準(zhǔn)串行接口具備一定的電氣特性，電氣特性的兩個(gè)指標(biāo)是在滿足可靠傳輸?shù)那闆r通訊最大速度與最大傳輸距離。兩個(gè)指標(biāo)存在線性關(guān)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(tǒng)中以獨(dú)立的字節(jié)傳輸數(shù)據(jù)，每個(gè)獨(dú)立字節(jié)的開端有一起始信號(hào)，字節(jié)后有一個(gè)以上的終止信號(hào)。起始位到終止位的信號(hào)就為一楨數(shù)據(jù)。傳輸遷移的開始是從標(biāo)志位到空白的遷移，通常來說，數(shù)據(jù)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(dá)字符，字符在串行傳輸一個(gè)一個(gè)的傳送。至于外部設(shè)備與PC機(jī)的通訊的成功要求字符格式、起始位等相關(guān)參數(shù)的設(shè)定相同；波特率（串行通信中每秒傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)）的設(shè)置相同，數(shù)據(jù)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(xù)接連起來，通過數(shù)據(jù)塊的形式傳輸。與異步通信相同，其數(shù)據(jù)塊起始信號(hào)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(shù)據(jù)塊的后面加上校檢字符并不是終止信號(hào)，是能夠?qū)νㄐ胖械腻e(cuò)誤進(jìn)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(duì)來說要高，可高達(dá)幾十甚至是幾百千波特。

4 基于單片機(jī)數(shù)據(jù)串口通信研究

4.1 矩陣式鍵盤接口技術(shù)

在按鍵數(shù)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(jīng)由按鍵連接而不是直接連通的。在鍵數(shù)量比較多的時(shí)候采用矩陣法做鍵盤是更為合理的，矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤相比較直接法來講也比較復(fù)雜，因此識(shí)別要復(fù)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(jī)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(shí)，輸入線就會(huì)被拉低。因此，通過讀輸入線的狀態(tài)就可以知道是不是有按鍵。

4.2 單片機(jī)顯示原理

數(shù)碼管靜態(tài)顯示的一般是其的驅(qū)動(dòng)電平不會(huì)改變，可知該數(shù)碼管數(shù)值是否出現(xiàn)變化。動(dòng)態(tài)顯示是基于人眼反應(yīng)遲鈍，數(shù)碼管輪流會(huì)顯示一段的時(shí)間，看起來就像是幾個(gè)數(shù)碼管同時(shí)亮起來，但實(shí)際上就只有一個(gè)是亮的，其他的則是余暉。靜態(tài)顯示的亮度要打，但是功耗也比較大。動(dòng)態(tài)顯示要弱于靜態(tài)，不過顯示的位數(shù)要多。要注意的是，動(dòng)態(tài)掃描頻率一般要高于50hz，最佳則為高于60hz，否則數(shù)碼管就會(huì)閃爍。

結(jié)束語

本篇文章基于單片機(jī)，從數(shù)據(jù)傳輸方式類型、單片機(jī)的特性要求、數(shù)據(jù)同步方式、矩陣式鍵盤接口技術(shù)與單片機(jī)顯示原理等多個(gè)方面對(duì)數(shù)據(jù)串口通信進(jìn)行闡述，希望能為行業(yè)發(fā)展提供參考。

[1]劉遠(yuǎn)義,張銳,劉宏洋.PC機(jī)與單片機(jī)的串口通信數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].邢臺(tái)學(xué)院學(xué)報(bào),2013,02:174-176.

[2]屈嘯.對(duì)單片機(jī)之間的串口數(shù)據(jù)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