导言
在单片机操控体系中，CPU和外部通讯主要有两种方 式：并行通讯和串行通讯。并行通讯，即数据的各位一起传 送；串行通讯，即数据按位次第传送。串行通讯能够节约传 输线，特别是数据位数许多和传输间隔较远时，这一长处更 为杰出。现在盛行的高档言语一般都支撑对串口直接操作， 常用的单片机也把串行通讯口作为一个规范接口集成在单片 机内，串行通讯接口的开发具有开发周期短、开发简略等特 点。现在异步串行通讯已广泛用于微机之间的通讯、工业控 制体系中的数据收集与操控、长途数据的传送等范畴。
1 串口通讯的基本原理
在嵌入式体系中，串口是一种重要的数据通讯接口， 其本质功用是，在CPU和串行设备间进行编码转化。当CPU 通过串行端口发送数据时，字节数据转化为串行的位串；接 收数据时，串行的位串被转化为字节数据。使用程序运用串 口进行通讯，有必要在运用之前向操作体系提出资源请求要求 (翻开串口)，通讯完结后有必要开释资源(封闭串口)。
典型地，串口用于ASCII码字符的传输。通讯运用3根线完结：(1)地线；(2)发送数据线；(3)接纳数据线。串口通
图1 通讯指令格局
图2 通讯时序
信最重要的参数是波特率、数据位、中止位和奇偶校验。关于两个相互通讯的端口，这些参数有必要一起：波特率衡量通 信速度，表明每秒钟传送的bit的个数；数据位衡量通讯中 实践数据位宽，规范值是5、7和8位。怎么设置取决于详细 需求；中止位用于表明单个包的最终一位，典型值为1，1.5 和2位，中止位不仅仅表明传输的完毕，还能供给计算机校 正时钟同步的时机；奇偶校验位是串口通讯中一种简略的检 错办法，有四种检错办法——偶、奇、高和低，也能够没有 校验位。
2 异步串行通讯协议的规划
通讯协议是通讯两边一起恪守的约好，对同步办法、 传送速度、传送进程及检纠错办法界说等问题做出一致规 定。
在 控 制 系 统 中 ， 单 片 机 间 通 信 一 般 采 用 异 步 串 行 通 信，传统的异步串行通讯协议一般选用如图1所示的指令格 式，指令音讯括帧头(指令码)、 数 据 场 、 校 验 场 ；呼应音讯为ACK信号 ( A C K 取 不 同 的 值 ， 例 如 ： 正 确 呼应 ACK = 0x55； 错 误 响 应 A C K =0 x A A ) 。 由 于 串 口 通讯存在许多不可靠要素，例如由
表1 通讯指令
电磁搅扰形成帧字节丢掉、 传输误码， 以及因主从单片机处理繁忙而形成呼应推迟等。传统的通讯协议难以战胜由单片机处理
繁忙形成的呼应推迟现象。如图2所示，当主芯片发送[指令1]后，当超越呼应等候时间而没有得到ACK时，主芯片发送[指令2]，鄙人一个呼应等候时间内将收到两次[ACK]，这种
图4 呼应处理程序
图5 全体软件规划
现象将导致主芯片做出过错判别，调用过错的程序分支，严 重影响体系的正常运转。因而，本文在通讯协议的规划中， 选用呼应音讯加权的办法，进步了通讯的可靠性，确保体系 正常运转。
本 文 设 计 的 响 应 消 息 加 权 式 通 信 协 议 ， 实 现 方 式 如 下：通讯协议选用如图3所示的格局，指令音讯和呼应音讯 选用相同的帧格局，包含帧头(指令码)、数据场、校验场； 其间呼应音讯帧头 = 指令音讯帧头的加权(RPS = CMD | 0x80 或RPS = CMD | 0xC0)，主控芯片通过对呼应音讯的处理， 辨认出呼应的类型。通讯协议各数据场的界说如表1所示， 本协议由nByte(n是用户自界说的恣意正整数)构成，D1[7：6]为通讯类型，D1[5：0]为指令码，D2～Dn-1为数据场，Dn为校验场。
程序处理进程如图4所示，当接纳到呼应时，呼应处理 程序对呼应音讯帧头进行0xC0位与运算，复原并判别呼应 类型；一起对帧头进行0x3F位与运算，复原出当时呼应对应 的指令音讯，然后调用相应的使用程序履行。例如，主芯
图6 硬件原理框图
片发送指令音讯，指令音讯帧头D1=0x02，从芯片正常接纳 并进行加权呼应，呼应音讯帧头D1=0x82，主芯片再通过位 与运算判别呼应类型并复原出与之相对应的指令音讯帧头
0x02。然后调用相应的程序履行，完结一次通讯周期。
3 程序规划
在规划通讯程序时充分考虑了主从单片机在通讯进程 中的不确定要素，因而通讯协议选用加权呼应式通讯协议， 战胜主从单片机处理繁忙而形成的呼应推迟；关于通讯进程 中因搅扰而导致通讯数据丢掉、传输误码等现象，能够在程 序规划时选用超时守时、计数重发等办法，确保通讯的精确 性。软件程序规划中，主控芯片选用芯片内部的串口2，通讯波特率为9600 bit /s，8 位数据，1位中止位。软件编写严厉依照异步通讯的时序进行，其呼应处理程序流程如图4。
4 体系的完成及使用
本协议的规划初衷是用于一款内嵌DTMB接纳功用的便 携式DVD产品的操作操控芯片与DTV解码芯片间的通讯服 务。该产品为商业性产品，质量是产品的生命。为确保产品 质量，进步通讯的可靠性，在规划异步串行通讯时选用本文 的呼应加权式通讯协议。体系通讯操控完成如图5。
硬件体系由主控芯片和DTV解码芯片构成，原理框图如图6所示。主控芯片内部串口2的收发引脚与DTV解码芯片 的收发引脚相连接。主控芯片在整个通讯进程中起主导作用，用于建议通讯与判别DTV解码芯片的呼应。DTV解码芯片接纳主控芯片发送的指令，解析后进行相关的动作。
5 完毕语
本协议的规划初衷是为了战胜主从单片机处理繁忙而 形成的呼应推迟现象，一起又具有可扩展性，其间数据场的 字节长度能够由用户自行界说。将本协议使用到DVD产品的通讯操控时，通过测验，在波特率9600bit/s下能够成功通讯；而且本协议能确保主控 端正确辨认呼应类型以及复原出当时呼应相对应的指令消 息，确保主控芯片做出正确的处理，然后确保整个体系的正 确运转。
