相约单片机 单片机应用技术讲座（１７）第十三讲 串行通信软硬件的 实现方法（软件部分）・ 兰州铁道学院信电学院 李 华 严天峰・近年来随着网络技术的不断发展和应用，单片机与网络的结合越来越紧密。
目前，在许多单片机应用系统中，上下位机分工明确，作为下位机核心器件的单片机往往只负责数据的采集和通信，而上位机通常以基于图形界面的Ｗｉｎｄｏｗｓ系统为操作平台，为便于查询和保存数据，还需要数据库的支持，如在测控系统中广泛使用的Ａｃｃｅｓｓ、 Ｓｑｌ Ｓｅｒｖｅｒ 数据库。
现阶段，单片机、网络以及数据库的有机结合代表了单片机技术发展和应用的一个方向，这种应用的核心便是数据通信，它包括单片机和上位机之间，客户端和服务器之间以及客户端和客户端之间的通信，而单片机和上位机之间数据通信则是整个系统的基础。
本次讲座主要向读者介绍在Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下８９Ｃ５１单片机与ＰＣ串行通信的实现方法，包括协议约定、上下位机的软件编写以及在Ｋｅｉｌ Ｃ５１环境下的串行通信的模拟仿真调试等。
通信协议的约定在多个下位机和上位机的通信中，为确保通信顺畅、容错和抗干扰的需要，应预先规定单片机与上位ＰＣ机的通信，在不大于２５６个地点的一点多址的通信系统中，通信协议一般应包括同步码、地址码、信息码、有效数据和校验数据四部份。
同步码是数据通信开始的“报头”，一般用一到三个字节表示。
地址码表示下位机地址，可根据地址数目确定，在单片机系统中通常占用一个字节，即地址可设为０～ＦＦＨ，共可标志２５６台单片机。
信息码标志下位机的工作性质，可根据实际情况灵活选择。
一般地，在上位机中往往还要对数据进行判断以确定通信是否存在误码，即通常所说的数据校验。
数据校验可采用奇偶或累加和校验的方法，如在强干扰环境下或对数据通信的可靠性要求非常严格的场所，可采用ＣＲＣ循环冗余校验甚至纠错编码方式，这时数据编码就比较复杂，有兴趣的读者可参考有关编码技术的著作。
图１为一个单片机系统的通信协议，简单说明如下：ＥＢＨ、９０Ｈ、ＦＥＨ三个十六进制数为同步头，之所以采用这三个数是因为有统计资料表明：在电力载波这种强干扰环境下通信时，它们出现的频度最低。
单片机教案(讲稿)第一章：单片机概述1.1 单片机的定义与发展历程介绍单片机的概念及其发展历程讲解单片机在我国的应用与发展现状1.2 单片机的组成与结构介绍单片机的组成结构，包括CPU、存储器、输入/输出接口等讲解单片机的硬件系统设计与应用1.3 单片机的特点与分类讲解单片机的主要特点，如体积小、成本低、功耗低等介绍单片机的分类及应用领域第二章：单片机编程基础2.1 计算机组成原理与数制转换讲解计算机组成原理，包括二进制、八进制、十六进制等数制转换方法介绍ASCII码、GB2312等字符编码标准2.2 单片机指令系统与编程语法讲解单片机的指令系统，包括数据传输、逻辑运算、算术运算等指令介绍单片机编程语法，如寄存器、立即寻址、间接寻址等2.3 程序设计方法与技巧讲解程序设计方法，包括顺序结构、分支结构、循环结构等介绍编程技巧，如变量命名、代码优化、模块化设计等第三章：单片机接口技术3.1 并行接口设计与应用讲解并行接口的原理与设计方法介绍并行接口在单片机中的应用案例，如键盘、LED显示等3.2 串行接口设计与应用讲解串行接口的原理与设计方法介绍串行接口在单片机中的应用案例，如串口通信、USB接口等3.3 其他接口技术介绍讲解ADC、DAC、PWM等接口技术的原理与应用介绍这些接口技术在单片机中的应用案例第四章：单片机应用系统设计4.1 系统设计流程与方法讲解单片机应用系统设计的流程，包括需求分析、硬件选型、软件设计等介绍系统设计方法，如模块化设计、层次化设计等4.2 硬件系统设计与调试讲解硬件系统设计的方法与技巧介绍硬件调试工具与方法，如示波器、逻辑分析仪等4.3 软件系统设计与调试讲解软件系统设计的方法与技巧介绍软件调试工具与方法，如调试器、仿真器等第五章：单片机项目实践5.1 项目实践概述讲解项目实践的目的与意义介绍项目实践的内容与要求5.2 项目实践案例一：温度控制系统讲解温度控制系统的原理与设计方法介绍使用单片机实现温度控制的具体步骤与技巧5.3 项目实践案例二：智能家居系统讲解智能家居系统的原理与设计方法介绍使用单片机实现智能家居的具体步骤与技巧5.4 项目实践案例三：小型讲解小型的原理与设计方法介绍使用单片机控制小型的具体步骤与技巧展望单片机技术在未来的发展趋势与应用前景第六章：单片机中断与定时器/计数器6.1 中断系统讲解单片机的中断系统概念、类型及优先级介绍中断服务程序的编写方法与中断响应过程6.2 定时器/计数器原理讲解定时器/计数器的结构、工作模式及编程方法介绍定时器/计数器在工业控制中的应用案例6.3 中断与定时器/计数器应用实例结合具体案例，讲解中断与定时器/计数器在实际项目中的应用第七章：单片机串行通信技术7.1 串行通信基础讲解串行通信的概念、分类及标准介绍串行通信的物理层、数据链路层及网络层协议7.2 单片机串行通信接口讲解单片机串行通信接口的原理与编程方法介绍单片机串行通信在各种应用场景中的案例7.3 串行通信技术应用实例结合具体案例，讲解串行通信技术在实际项目中的应用第八章：单片机接口扩展技术8.1 并行扩展技术讲解并行扩展芯片的选型及接口设计方法介绍并行扩展在存储器、IO接口等方面的应用8.2 串行扩展技术讲解串行扩展芯片的选型及接口设计方法介绍串行扩展在ADC、DAC、显示模块等方面的应用8.3 接口扩展技术应用实例结合具体案例，讲解接口扩展技术在实际项目中的应用第九章：单片机嵌入式系统设计9.1 嵌入式系统概述讲解嵌入式系统的概念、特点及分类介绍嵌入式系统的设计流程与方法9.2 嵌入式操作系统讲解嵌入式操作系统的概念、特点及分类介绍常见的嵌入式操作系统及其应用案例9.3 嵌入式系统设计实例结合具体案例，讲解嵌入式系统在实际项目中的应用第十章：单片机技术发展趋势与应用前景10.1 单片机技术发展趋势讲解单片机技术的发展趋势，如性能提升、集成度增加等介绍新兴的单片机技术，如片上系统（SoC）、物联网（IoT）等10.2 单片机应用前景探讨单片机技术在各个领域的应用前景，如工业控制、智能家居、医疗设备等分析单片机技术对我国经济社会发展的重要意义重点和难点解析重点环节一：单片机的定义与发展历程单片机作为微控制器的核心，其定义和发展历程是理解微控制器应用的基础。
