研究計(jì)算機(jī)串口與單片機(jī)通訊測試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

張 啟

（四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院，629000）

研究計(jì)算機(jī)串口與單片機(jī)通訊測試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

張 啟

（四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院，629000）

隨著計(jì)算機(jī)串口技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)串口技術(shù)已經(jīng)細(xì)分為很多種，能夠根據(jù)不同的應(yīng)用情況合理選擇計(jì)算機(jī)串口技術(shù)。本文將會對計(jì)算機(jī)串口與單片機(jī)通訊測試系統(tǒng)進(jìn)行簡單的研究和分析，提高測試的效率和質(zhì)量。

計(jì)算機(jī)串口 單片機(jī) 通訊測試

一、計(jì)算機(jī)串口數(shù)據(jù)通訊的定義和關(guān)鍵

（一）計(jì)算機(jī)串口數(shù)據(jù)通訊的定義

數(shù)據(jù)通訊是一種新的通訊方式，結(jié)合了通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)兩者優(yōu)點(diǎn)。而計(jì)算機(jī)串口通訊是指通過數(shù)據(jù)信號線、控制線和底線等線路連接外設(shè)和計(jì)算機(jī)，按位進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的通訊方式。計(jì)算機(jī)串口實(shí)際上是一種計(jì)算機(jī)領(lǐng)域通用的設(shè)備通訊協(xié)議，同時(shí)也是儀器儀表設(shè)備通用的通訊協(xié)議。計(jì)算機(jī)串口通訊的主要運(yùn)行程序如下圖所示：

由上圖不難看出，計(jì)算機(jī)串口通訊的概念很簡單，計(jì)算機(jī)串口按位對字節(jié)進(jìn)行發(fā)送和接收，運(yùn)行過程中所需要得數(shù)據(jù)線數(shù)量少，利于與遠(yuǎn)距離通訊中可大大節(jié)約通訊成本，但也因?yàn)檫@種運(yùn)行方式而導(dǎo)致計(jì)算機(jī)串口通訊的數(shù)據(jù)傳輸速度比并行傳輸方式速度慢，降低信號傳輸?shù)男省?/p>

（二）計(jì)算機(jī)串口數(shù)據(jù)通訊的關(guān)鍵

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，有很多工作領(lǐng)域都廣泛地應(yīng)用單片機(jī)，如工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研等，這都只因單片機(jī)自帶的串口功能可以提高控制系統(tǒng)的實(shí)用性，而且使用方法變得更加簡便。因此，計(jì)算機(jī)串口通訊是單片機(jī)和單片機(jī)之間進(jìn)行通訊的關(guān)鍵。在計(jì)算機(jī)串口數(shù)據(jù)通訊中，最重要的參數(shù)有五個(gè)元素，分別是：波特率、數(shù)據(jù)位、起始位、停止位和奇偶校驗(yàn)。兩個(gè)要進(jìn)行通訊的端口，這些相對應(yīng)的參數(shù)必須要匹配才能進(jìn)行通訊。

二、計(jì)算機(jī)串口與單片機(jī)通訊測試系統(tǒng)的原理及其測試內(nèi)容

（一）計(jì)算機(jī)串口與單片機(jī)通訊測試系統(tǒng)的原理

盡管目前我國串行通訊接口有很多標(biāo)準(zhǔn)，但是都是在RS-232C的基礎(chǔ)上進(jìn)行改修和完善所形成的。計(jì)算機(jī)串口與單片機(jī)通訊技術(shù)能夠簡單完成多臺下位機(jī)同時(shí)通訊，還可以解決多臺下位機(jī)無法同時(shí)顯示多種內(nèi)容的問題，令整個(gè)通訊過程變得更加方便快捷。但是在大部分的通訊過程中，往往需要兩種通訊方式才能夠完成通訊工作，這種情況極容易導(dǎo)致令計(jì)算機(jī)串口出現(xiàn)沖突的現(xiàn)象，甚至還會出現(xiàn)其他無法預(yù)料的通訊措施，令整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)過程中是造成極大的影響。所以，必須要在對計(jì)算機(jī)串口與單片機(jī)通訊系統(tǒng)進(jìn)行測試之前，先對系統(tǒng)運(yùn)作的整個(gè)流程進(jìn)行了解，并選擇合適的軟件仿真信號的發(fā)送、接收工作，檢查系統(tǒng)在正常的運(yùn)作過程中是否存在問題。

（二）計(jì)算機(jī)串口與單片機(jī)通訊測試系統(tǒng)的測試內(nèi)容

對于通訊雙方來說，傳輸協(xié)議是十分重要的，關(guān)系到計(jì)算機(jī)串口想單片機(jī)接口發(fā)送數(shù)據(jù)、進(jìn)行通訊以及返回設(shè)備狀態(tài)都有著不同程度的影響，所以在進(jìn)行測試的時(shí)候，將會針對系統(tǒng)所選擇的協(xié)議類型進(jìn)行詳細(xì)的研究和分析。對于選擇這種同步協(xié)議的系統(tǒng)，在進(jìn)行測試的時(shí)候?qū)?yán)格按照同步協(xié)議的要求，對單片機(jī)接受端進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，從端口發(fā)送數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼進(jìn)行測試。在測試過程中，數(shù)據(jù)塊將傳送正式的通訊字符，這些通訊字符作為測試的形式，包含了數(shù)字、漢字、字符等多種不同的字符，并經(jīng)過組合后進(jìn)行發(fā)送，單片機(jī)作為下位機(jī)，將進(jìn)行相應(yīng)顯示，顯示完成后，PC機(jī)有本地回顯，然后就可以開始分析PC極的本地回顯出發(fā)送的內(nèi)容是否與接收到的數(shù)據(jù)一致。如果兩者顯示一致，那么測試系統(tǒng)將會顯示串口和單片機(jī)連接成功的標(biāo)志。但是如果兩者顯示的結(jié)果不一致、出現(xiàn)亂碼或數(shù)據(jù)錯(cuò)位，或者單片機(jī)難以接收上位機(jī)數(shù)據(jù)的時(shí)候。當(dāng)在測試過程中出現(xiàn)上述情況時(shí)，計(jì)算機(jī)串口與單片機(jī)通訊測試系統(tǒng)將會利用二進(jìn)制編碼對整個(gè)通訊過程進(jìn)行位校驗(yàn)。計(jì)算機(jī)串口和單片機(jī)出現(xiàn)不能通訊的時(shí)候，導(dǎo)致這一情況出現(xiàn)的原因有兩種，軟件和硬件。測試系統(tǒng)會有專門的模塊，針對兩者的軟件和硬件進(jìn)行檢測和處理，處理完成后，還會再一次進(jìn)行完整的通訊過程。如果在這一次的測試過程中仍然得不到單片機(jī)的回應(yīng)信號，就可以證明是通訊過程中硬件電路出現(xiàn)連接問題。最后，如果通訊過程仍然不能顯示正常的信號，那么測試系統(tǒng)會對發(fā)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行位分析，自動對發(fā)送的測試數(shù)據(jù)減少其內(nèi)容，并重新檢測協(xié)議的執(zhí)行。常規(guī)情況下，測試過程是按順序測試的，但是在測試過程中，系統(tǒng)還可以根據(jù)測試的情況和相關(guān)的結(jié)果自動調(diào)整測試順序，提高所有下位機(jī)的測試速度和效率。如果計(jì)算機(jī)串口和某個(gè)單片機(jī)的通信過程出現(xiàn)問題，測試系統(tǒng)就會跳過出問題的目標(biāo)機(jī)，繼續(xù)向下檢測，并同時(shí)記錄下該機(jī)的問題。當(dāng)所有目標(biāo)機(jī)測試完成后，測試系統(tǒng)將會對出現(xiàn)問題的單片機(jī)再進(jìn)行新的測試，進(jìn)一步確定通訊問題所在。

（三）計(jì)算機(jī)串口與單片機(jī)通訊測試系統(tǒng)的測試過程

在進(jìn)行測試前，PC機(jī)將會先送出測試開始標(biāo)志，然后開始發(fā)送各下位機(jī)的地址信號，以及這一次測試將要發(fā)送的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)信息，最后才會連續(xù)發(fā)送出測試數(shù)據(jù)。上位機(jī)的串行通訊本系統(tǒng)采用異步串行通訊，該通訊測試程序是順序結(jié)構(gòu)。主要操作是上位機(jī)向下位機(jī)發(fā)送通訊測試開始標(biāo)志以及下位機(jī)的聯(lián)絡(luò)地址，指令下位機(jī)接受數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)的信息以及測試數(shù)據(jù)的正確顯示。各臺下位機(jī)將會采用查詢的方式接收測試數(shù)據(jù)，等待接收到數(shù)據(jù)，進(jìn)行輸出的對比。舉個(gè)例子，如果輸出與發(fā)送顯示一致的話，則說明計(jì)算機(jī)串口與單片機(jī)通訊測試系統(tǒng)測試成功。下圖是上位機(jī)通訊測試系統(tǒng)程序的流程圖：

三、結(jié)言

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)串口技術(shù)的使用方法將會變得越來越簡單，通訊過程也會變得越來越方便，發(fā)展至今，已經(jīng)有很多的外設(shè)測試系統(tǒng)都開始利用這一種技術(shù)。在采用計(jì)算機(jī)串口與單片機(jī)通訊技術(shù)前，對計(jì)算機(jī)串口與單片機(jī)通訊測試系統(tǒng)進(jìn)行簡單的研究和分析，能夠有效提高技術(shù)應(yīng)用的效率和質(zhì)量。通過這一次對計(jì)算機(jī)串口與單片機(jī)通訊測試系統(tǒng)的研究，對計(jì)算機(jī)串口與單片機(jī)兩者之間的通訊過程以及主要測試內(nèi)容都有了更進(jìn)一步的認(rèn)識，無論是從理論或?qū)嵺`方面都得到了很大的提高。對于這個(gè)測試系統(tǒng)的應(yīng)用，相信在未來電子科技的不斷發(fā)展和推進(jìn)下，必定為電子領(lǐng)域作出巨大的貢獻(xiàn)。

[1]肖碩.荊剛.李莉娜等.單片機(jī)數(shù)據(jù)通信典型應(yīng)用大全[M].中國鐵道出版社.2011

[2]李江全.魏中巖.姚帥等.單片機(jī)通信與控制應(yīng)用編程實(shí)例[M].中國電力出版社.2012

[3]張秀關(guān).單片機(jī)與計(jì)算機(jī)串口通信實(shí)踐[M].電子工業(yè)出版社.2013

[4]于斌.單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].人民郵電出版社.2008

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1007-6344（2015）12-0055-01