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主題:關于單片機串口通信的“詳細”工作原理的討論

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wangxinxin
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關于單片機串口通信的“詳細”工作原理的討論  發(fā)帖心情 Post By:2010-12-7 13:58:03

案例:
文本框中有4個字節(jié)數(shù)據(jù),點command后mscomm控件將這4個字節(jié)發(fā)送給了AT89S52,MCU接到數(shù)據(jù),我的下位機程序利用中斷處理了這4個字節(jié)數(shù)據(jù)(我一直在說字節(jié)哦)。
疑問:
單片機每次只能接收一個字節(jié)數(shù)據(jù)(SBUF只能裝一個,否則會被后來的數(shù)覆蓋),雖然MSCOMM是一次發(fā)了4個,但單片機收到一個字節(jié)后就應該中斷(是收一個而不是4個都收到后才中斷置位RI吧?),等我的程序把數(shù)據(jù)從SBUF后取走并清0RI后,它再接收下一個字節(jié)(是因為收到SBUF中數(shù)被移走的信號還是收到RI為0的信號?)直到4個都收到。但在MCU端中斷時MSCOMM仍在發(fā)數(shù)據(jù),這部分數(shù)豈不是會漏掉?另外我說的通信流程對嗎?
這種情況通常不會出現(xiàn),因為:

    1、單片機每“次”的確只能接收1個字節(jié),但由于串口的速度實在太低,通常都在115200bps以下(即使用了同步方式也“只能”達到1Mbps)。注意,是bps,位/秒,而不是“字節(jié)/秒”,這就是“串”行通信,要至少8個“bps時間”才能接收一個完整的字符,事實上,加上起始位等,8個位往往傳送不了一個字節(jié)(不知道我的理解是不是有偏差),這就是說,速度至少還要再慢上8倍。

    2、帶有USART的單片機里USART一般都是做為“外部設備”,獨立于MCU進行收發(fā)工作,即其收發(fā)過程中的串-并和并-串轉換以及數(shù)據(jù)IO過程都是“自主”和“自動”的,不需要CPU逐位進行收發(fā)處理,因此,在CPU將數(shù)據(jù)送到SBUF后,便可以放手不管了,USART收發(fā)器會自動將SBUF的內容轉換成串行數(shù)據(jù)發(fā)送出去。接收時也是由USART將串行數(shù)據(jù)轉成并行數(shù)據(jù)并存放到SBUF后才會通知MCU(產生接收中斷)。MCU所需要做的只是往SBUF送數(shù)或從SBUF中取數(shù)(都只要1個指令周期)。

    3、設置串口參數(shù)的時候應該能看出,為了適應串口的慢,不得不動用定時器進行延時,以“產生”所需要的波特率,而這個“延時”通常都要給8位甚至16位定時器設置初值,定時器每一次計數(shù)都需要一個指令周期,即CPU可以執(zhí)行一條指令的時間,而定時器兩次串口溢出才僅僅接收或發(fā)送一個“位”,接收一個字節(jié)需要數(shù)倍于此的時間,那么這么長的時間對CPU來說,足以從容地從SBUF里取出數(shù)據(jù)并對其進行處理了。

    4、即使CPU的任務相當繁重,或對接收到的每個字節(jié)都需要進行相當復雜的處理,我們也完全可以通過建立接收緩沖區(qū)的方式將暫時來不及處理的數(shù)據(jù)暫存起來,等CPU空閑時再做處理。而從SBUF取出數(shù)據(jù)并保存到緩沖區(qū)只需要很少的幾條指令就能完成,不會影響到串口繼續(xù)接收。

    5、標準的RS-232協(xié)議并非只有TX、RX和GND三個引腳,即便是最簡單的9針插口,也專門設計了檢測傳輸狀態(tài)和收發(fā)請求的針腳。如果單片機真的實在無法及時完成收發(fā)動作,也完全可以利用一個口線作為狀態(tài)標識,使PC能夠知道單片機什么時候可以接收數(shù)據(jù),而不會任由數(shù)據(jù)丟失。

    6、為了增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕罅繑?shù)據(jù)傳輸時通常都會采用CRC校驗方式,并以“包”或“幀”的方式發(fā)送有格式約定的字節(jié)流,而非單個字符,這樣一來,完全可以通過約定一些“通信協(xié)議”的方式,使收發(fā)雙方都能夠及時知道接收的數(shù)據(jù)是否完整,并及時重發(fā)新發(fā)送出錯的數(shù)據(jù)。

   現(xiàn)在所能想到的暫時就這么多,思路較亂,文字表述也挺羅索,謹供參考,歡迎交流。

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