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)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?,?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,一般的程序是無法承擔(dān)的,要采用更加先進(jìn)的技術(shù)來改變這種情況。例如利用多路復(fù)用器可以通過不同的手段實(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。
(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,可以用來進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的傳輸,解決過程中遇到的問題;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?,其中的位?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,不用參與到通信工作中來。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?,可以進(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?,所以不?jīng)常使用。
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,如果對產(chǎn)品不是很了解,可以看看說明手冊,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,無論是簡單的還是復(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,可以通過相關(guān)的編程來設(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。
VC++實(shí)現(xiàn)串行通信上位機(jī)例程,串行通信技術(shù)人員對串口助手都十分的熟悉,用戶可以根據(jù)自己的需要來編寫自己的上位機(jī)。許多電腦上的Windows系統(tǒng)都使用VC++,VB和Delphi等工具軟件來實(shí)現(xiàn)程序的編寫,將收集的數(shù)據(jù)經(jīng)過串口上傳計(jì)算機(jī),經(jīng)過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。
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)。