單片機與PC機串行數據通信的工程實踐

魏凡卜

摘 要：本文以RS232、RS485以及Modem為主要通信方式，在實際通信速率要求較低的條件下制作硬件實用電路與軟件流程圖，合理控制好單片機與PC機之間的合理距離，并通過對標準Mscomm控件的合理利用來提高單片機與PC機串行數據通信工程實踐的科學性和有效性，僅供相關人員參考。

關鍵詞：單片機；PC機；串行通信；工程實踐

就當前工程應用的實際情況來看，串行數據通信在其中發揮著重要的作用，以51系列單片機為例，在串行數據通信工程中，該設備的合理應用，使得單片機與計算機或其他串行設備之間的有序連接更為便捷高效，通過異步通信口的設置，保證串行數據通信各項工作的順利開展。而Mscomm控件作為串口操作的主要控件，在工程實踐圖形化接口中發揮著重要的作用，能夠保證單片機與計算機串行數據通信的順利實現。本文就單片機與PC機串行數據通信的工程實踐進行簡要分析，以促進串行數據通信的順利高效實現。

1 系統結構

1.1 RS232接口方式

在串行數據通信工程實踐中，直接RS232接口方式在，在單片機系統板上對電平轉換電路進行合理設置，在普通串行電纜與PC機串行口有序連接的基礎上，便能夠實現串行數據通信。在這一過程中，電平轉換芯片的規格為MAX232或MAX202。相關工程實踐表明，RS232直接接口方式在串行數據通信工程中能夠促進多機系統的順利實現，如圖1所示，其在傳輸距離上存在一定局限性，因此在單片機與PC機串行數據通信工程實踐中的應用相對較少。

1.2 RS485接口方式

RS485接口方式在串行數據通信工程實踐中主要是以雙絞線實現通訊連接，促進TTL-RS485與RS485-RS232之間的電平轉換，在低波特率條件下，其實際通信距離可以達到千米以上，特殊情況下會受到現場環境的影響。在串行數據通信工程中，MAX1483以及MAX485電平轉換器具有良好的應用效果。RS485-RS232轉換器屬于成品轉換器，型號多樣且性能不同，在不同的串行數據通信應用條件下，應當結合實際需求以及電平轉換器的實際驅動能力對其進行合理選取。RS485通信接口方式如圖2所示，在構建RS485分布式測控系統的過程中，為保證單片機與PC機串行數據通信的有效性，在工程實踐中應當充分考慮系統總線的負載能力，以保證所購買轉換器的合理性。為保證分布式測控系統構建的可靠性，應當充分做好總線阻抗匹配工作，對終端電阻進行合理加接，并在布線過程中調整好通信子機與通信總線之間的距離，最大程度上避免子機練級過長而導致數據波形變化或誤碼率升高而影響通信工作的正常進行，切實促進工程實踐中各類問題的妥善解決。

1.3 Modem接口方式

使用Modem傳輸數據是解決工程上遠程通信難題的最好方法之一。使用Modem的單片機系統接入公用電話網或小型交換機能滿足工程中所需遠程數據通信的要求。單片Modem和通用型Modem都可以很方便地和單片機接口。單片機與單片Modem連接不需要進行電平轉換。在使用通用型Modem時則需要進行電平轉換（RS232電平）。計算機和Modem連接只要采用專用的Modem串口電纜連接即可。計算機或單片機可通過AT指令對Modem進行配置和設定。Modem通信接口方式如圖3所示。

2 硬件電路實現

2.1 RS232通信方式

MAX232基礎上的TTL-TS232電平轉換電路如圖4所示，其中MAX232為雙足電平轉換器，其在RS232通信中具有良好的應用價值，尤其是在搶答器的設計中能夠對該電路進行合理應用，切實保證搶答器的主控復位指令以及正確強大傳送等功能的順利實現，從而真正促進單片機與PC機串行數據通信工程實踐的有序進行，全面提高串行數據通信質量。

2.2 RS485通信方式

在單片機與PC機串行數據通信過程中，可以通過多機通信方式或非多機通信方式實現串行數據通信，就多級通信方式的實際應用情況來看，其能夠對數據幀和地址幀進行有序區分，促進信息的有序傳遞。在不采用多機方式的條件下，可以利用多字節數據包方式對信息進行傳遞，應當注意的是要對數據包的格式進行預先定義，并對通信協議進行合理約定，從而保證數據通信效率。

2.3 Modem通信方式

Modem通信接收和發送只比RS232、RS485多了幾根聯絡線。實際上在建立數據通信后就可以同一般的串口通信操作進行接收和發送數據，但必須使請求發送.電平有效。通用3456的信號和計算機連接要一一對應，不能錯接。更簡單的Modem接口可以不使用聯絡線，即將DTR接+5V，軟件上設置忽略各信號。

3 軟件實現

在軟件設計過程中，不同通信方式下的下位機軟件設計具有高度一致性，其中比較特殊的是Modem通信方式中需要進行初始化設計。在串口中斷接收程序中，在明確接收緩沖區首址的基礎上，掌握好具體晶振和接受字節計數，其中斷接收程序流程框圖如圖5所示。通過研究分析可知，在多機通信條件下，在接收過程中應當率先對地址與PC機的相符性進行準確判斷，若存在不符情況，應當實現簡單接收計數，以合理節約不相關的處理時間。

在此基礎上，應當掌握好Modem的操作時序，以切實提高Modem撥號程序設計的合理性。就其操作時序來看，應當充分做好配置和撥號工作，待CD指示燈亮起，表示Modem握手完畢，方可對數據信息進行發送和接收。相關串行數據通信工程實踐表明，一般的Modem都支持標準AT命令集，以保證串行數據通信的順利實現。串口通信測試程序能夠直接對RS232、RS485和Modem通信進行準確測試。

結束語

單片機與PC機串行數據通信工程實踐表明，當數據量適宜且傳輸速率要求不高的條件下，單片機與PC機之間能夠通過RS232、RS485以及Modem作為基本通信方式來實現不同通信距離條件下的串行數據傳輸，最大程度上滿足串行數據通信的應用需要，提高信息傳輸的精準性和可靠性。

參考文獻

[1]王靜.基于單片機的數據串口通信[D].長江大學，2013.

[2]陳冬梅，梁紅玉，陸冬妹.PC機與單片機間串行通信的實現[J].現代電子技術，2010，33（17）：196-198.

[3]谷琛.淺談PC機與單片機間串行通信的實現[J].信息系統工程，2011（5）：98-99.