基于单片机的串口通信模块设计.docx
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2022-11-29
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1 绪论
研究背景
通信是指不同的独立系统利用线路互相交换数据，它的主要目的是将数据从
一端传送到另一端，实现数据的交换。在现代工业控制中，通常采用计算机作为
上位机与下层的实时控制与监测设备进行通讯。现场数据必须通过一个数据收集
器传给上位机，同样上位机向现场设备发命令也必须通过数据收集器。串行通信
因其结构简单、执行速度快、抗干扰能力强等优点，已被广泛应用于数据采集和
过程控制等领域。
计算机与外界的信息交换称为通信。根本的通信方式有并行通信和串行通信
两种。串行通信是指一条信息额各位数据被逐位按顺序传送的通信方式。串行通
信的特点是：数据位传送，按位顺序进行，最少只需要一根传输线即可完成，本
钱低但传送速度快，串行通信的距离可以从几米到几千米 。
随着计算机技术尤其是单片微型机技术的开展，人们已越来越多地采用单片
机来对一些工业控制系统中如温度、流量和压力等参数进行监测和控制。PC机具
有强大的监控和管理能力，而单片机那么具有快速及灵和的控制特点，通过PC机
的RS-232串行接口与外部设备进行通信，是许多测控系统中常用的一种通信解决
方案。而随着USB接口技术的成熟和使用的普及，由于USB 接口有着RS-232(DB-9)
串口无法比较的优点，RS-232(DB-9)串口正在逐步地为USB 接口所替代。而在现
在的大多数笔记本电脑中，出于节省物理空间和用处不大等原因，RS-232(DB-9)
串口已不再设置，这就约束了基于RS-232(DB-9)串口与PC 机联络的单片机设备
的使用范围。当前USB接口逐步取代RS-232(DB-9)串口已是大势所趋，单片机同
计算机的USB通信在实际工作中的应用范围也将越来越广。本文所介绍的单片机
和PC机的USB通信方法，电路简单，兼容性好，可移植性强，故可作为单片机同
计算机的USB通信模块广泛应用于工业和电子产品的开发中。因此研究如何实现
PC机与单片机通过USB之间的通信具有非常重要的现实意义。
1.2 国内外研究现状
由于计算机工业自动控制和检测系统越来越多地采用集总分散系统，而
主从式是其中最为普遍的一种方式，因此各种各样主从式总线通信系统的方法不
断涌现。目前比较常用的有利用 IIC 总线传输协议设计的主从式总线通信系统，
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