单片机与PC机串行数据通信的工程实践

魏凡卜

摘 要：本文以RS232、RS485以及Modem为主要通信方式，在实际通信速率要求较低的条件下制作硬件实用电路与软件流程图，合理控制好单片机与PC机之间的合理距离，并通过对标准Mscomm控件的合理利用来提高单片机与PC机串行数据通信工程实践的科学性和有效性，仅供相关人员参考。

关键词：单片机；PC机；串行通信；工程实践

就当前工程应用的实际情况来看，串行数据通信在其中发挥着重要的作用，以51系列单片机为例，在串行数据通信工程中，该设备的合理应用，使得单片机与计算机或其他串行设备之间的有序连接更为便捷高效，通过异步通信口的设置，保证串行数据通信各项工作的顺利开展。而Mscomm控件作为串口操作的主要控件，在工程实践图形化接口中发挥着重要的作用，能够保证单片机与计算机串行数据通信的顺利实现。本文就单片机与PC机串行数据通信的工程实践进行简要分析，以促进串行数据通信的顺利高效实现。

1 系统结构

1.1 RS232接口方式

在串行数据通信工程实践中，直接RS232接口方式在，在单片机系统板上对电平转换电路进行合理设置，在普通串行电缆与PC机串行口有序连接的基础上，便能够实现串行数据通信。在这一过程中，电平转换芯片的规格为MAX232或MAX202。相关工程实践表明，RS232直接接口方式在串行数据通信工程中能够促进多机系统的顺利实现，如图1所示，其在传输距离上存在一定局限性，因此在单片机与PC机串行数据通信工程实践中的应用相对较少。

1.2 RS485接口方式

RS485接口方式在串行数据通信工程实践中主要是以双绞线实现通讯连接，促进TTL-RS485与RS485-RS232之间的电平转换，在低波特率条件下，其实际通信距离可以达到千米以上，特殊情况下会受到现场环境的影响。在串行数据通信工程中，MAX1483以及MAX485电平转换器具有良好的应用效果。RS485-RS232转换器属于成品转换器，型号多样且性能不同，在不同的串行数据通信应用条件下，应当结合实际需求以及电平转换器的实际驱动能力对其进行合理选取。RS485通信接口方式如图2所示，在构建RS485分布式测控系统的过程中，为保证单片机与PC机串行数据通信的有效性，在工程实践中应当充分考虑系统总线的负载能力，以保证所购买转换器的合理性。为保证分布式测控系统构建的可靠性，应当充分做好总线阻抗匹配工作，对终端电阻进行合理加接，并在布线过程中调整好通信子机与通信总线之间的距离，最大程度上避免子机练级过长而导致数据波形变化或误码率升高而影响通信工作的正常进行，切实促进工程实践中各类问题的妥善解决。

1.3 Modem接口方式

使用Modem传输数据是解决工程上远程通信难题的最好方法之一。使用Modem的单片机系统接入公用电话网或小型交换机能满足工程中所需远程数据通信的要求。单片Modem和通用型Modem都可以很方便地和单片机接口。单片机与单片Modem连接不需要进行电平转换。在使用通用型Modem时则需要进行电平转换（RS232电平）。计算机和Modem连接只要采用专用的Modem串口电缆连接即可。计算机或单片机可通过AT指令对Modem进行配置和设定。Modem通信接口方式如图3所示。

2 硬件电路实现

2.1 RS232通信方式

MAX232基础上的TTL-TS232电平转换电路如图4所示，其中MAX232为双足电平转换器，其在RS232通信中具有良好的应用价值，尤其是在抢答器的设计中能够对该电路进行合理应用，切实保证抢答器的主控复位指令以及正确强大传送等功能的顺利实现，从而真正促进单片机与PC机串行数据通信工程实践的有序进行，全面提高串行数据通信质量。

2.2 RS485通信方式

在单片机与PC机串行数据通信过程中，可以通过多机通信方式或非多机通信方式实现串行数据通信，就多级通信方式的实际应用情况来看，其能够对数据帧和地址帧进行有序区分，促进信息的有序传递。在不采用多机方式的条件下，可以利用多字节数据包方式对信息进行传递，应当注意的是要对数据包的格式进行预先定义，并对通信协议进行合理约定，从而保证数据通信效率。

2.3 Modem通信方式

Modem通信接收和发送只比RS232、RS485多了几根联络线。实际上在建立数据通信后就可以同一般的串口通信操作进行接收和发送数据，但必须使请求发送.电平有效。通用3456的信号和计算机连接要一一对应，不能错接。更简单的Modem接口可以不使用联络线，即将DTR接+5V，软件上设置忽略各信号。

3 软件实现

在软件设计过程中，不同通信方式下的下位机软件设计具有高度一致性，其中比较特殊的是Modem通信方式中需要进行初始化设计。在串口中断接收程序中，在明确接收缓冲区首址的基础上，掌握好具体晶振和接受字节计数，其中断接收程序流程框图如图5所示。通过研究分析可知，在多机通信条件下，在接收过程中应当率先对地址与PC机的相符性进行准确判断，若存在不符情况，应当实现简单接收计数，以合理节约不相关的处理时间。

在此基础上，应当掌握好Modem的操作时序，以切实提高Modem拨号程序设计的合理性。就其操作时序来看，应当充分做好配置和拨号工作，待CD指示灯亮起，表示Modem握手完毕，方可对数据信息进行发送和接收。相关串行数据通信工程实践表明，一般的Modem都支持标准AT命令集，以保证串行数据通信的顺利实现。串口通信测试程序能够直接对RS232、RS485和Modem通信进行准确测试。

结束语

单片机与PC机串行数据通信工程实践表明，当数据量适宜且传输速率要求不高的条件下，单片机与PC机之间能够通过RS232、RS485以及Modem作为基本通信方式来实现不同通信距离条件下的串行数据传输，最大程度上满足串行数据通信的应用需要，提高信息传输的精准性和可靠性。

参考文献

[1]王静.基于单片机的数据串口通信[D].长江大学，2013.

[2]陈冬梅，梁红玉，陆冬妹.PC机与单片机间串行通信的实现[J].现代电子技术，2010，33（17）：196-198.

[3]谷琛.浅谈PC机与单片机间串行通信的实现[J].信息系统工程，2011（5）：98-99.