串口通信原理数据发送和数据接受过程（串口通信原理：数据发送和数据接收）

jk 2023-07-12 10:33:53 470次浏览

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串口通信原理：数据发送和数据接收

在现代的计算机通讯中，串口通信可以说是比较基础的一类通信方式。SerialPort（串口）指的就是COM口，是一种经典的计算机通讯接口，被广泛应用于和嵌入式的设备进行通讯。串口通信可以通过物理串口和模拟串口（例如：USB串口和蓝牙串口）实现。

为了在串口上发送数据，我们需要了解一下串口通信的基础原理。串口发出数据是通过将每一个可以发送的字节按照一定的若干时间间隔，以二进制的形式向相应的串口端口发送。串口发出的数据都是二进制编码，这些二进制编码是通过一个串口发送数据寄存器（TransmitDataRegister）来存储并发送出去的。

对于数据发送来说，我们需要了解一下两个特殊寄存器，它们分别是：波特率发生器寄存器（BaudRateGeneratorRegister）和控制寄存器（ControlRegister）。波特率发生器寄存器可以设置串口的波特率，也就是通讯的速率，控制寄存器主要用来控制发送或接收的数据通道的状态。

串口最重要的参数就是波特率，它决定了数据在串口传输中的速度，同时决定了数据传输的距离。可以认为，波特率是串口通信的“语言”。要实现正确的数据发送，我们首先需要选择正确的波特率。通常，串口的波特率有标准波特率和非标准波特率两种类型。

标准波特率指的是大多数串口支持的波特率，例如：1200、2400、4800、9600、19200等，非标准波特率则是指在标准波特率之外的波特率。选择合适的波特率，可以提高串口通信的数据传输速度和稳定性，一般情况下，适合的串口波特率应该根据通讯数据量和传输速度来进行选择。

在进行串口数据发送时，需要分为以下三个步骤：

⒈清空串口发送缓存

为了使数据发送的准确性，需要在每一次发送数据之前，清除掉之前串口留下的缓存数据。这一步的主要目的就是确保数据的准确性，避免不同数据之间的干扰。

⒉写数据到缓冲区

将需要发送的数据集中写入到发送缓存区，并通过硬件的串口通信电路执行发送操作。在真正执行发送操作之前，先将发送缓存区中的数据移动到“发送数据寄存器”，然后等待下一次传输的通知。

⒊监测数据发送完成

在数据成功的发送到因特网或目标设备之后，我们需要对发送数据的结果进行进行检测。通过检测，我们可以向用户反馈发送数据的状态，以及确认目标设备是否正确接收到了数据。

下面我们来了解一下串口数据的接收流程。对于串口的数据接收，首先要使用一个叫做“数据接收寄存器”的设备加载数据。同时，接收数据也是从硬件串口通信线路中实现的。

与数据发送的过程类似，数据接收的过程也需要面对两个特殊的寄存器：波特率发生器寄存器（BaudRateGeneratorRegister）和控制寄存器（ControlRegister）。波特率发生器寄存器可以设置串口的波特率，也就是通讯的速率，控制寄存器主要用来控制发送或接收的数据通道的状态。

串口的数据接收基本流程与数据发送类似，基本流程如下：

（1）将接收寄存器从加载数据；

（2）等待“可以接收数据中断”或“接收到数据中断”的触发；

（3）响应“接收中断”，获取来自串口通信线路的字节数据；

（4）根据数据接收的结果，完成数据接收操作。

在数据接收的过程中，可以采用主动轮询和被动轮询两种方式进行处理。主动轮询是在不同的时间间隔内对串口进行实时轮训，具有一定的实时性；被动轮询可以更快的完成串口的处理，但是对系统的资源的占用极大。

在具体使用串口进行数据处理过程中，我们可以使用常规的程序或者单片机进行实现。在这两种处理任务中，后者更适合数据量大的情况，借助单片机的高性能以及低噪声的处理模式，可以显著提高数据传输的精度和速率。

串口通信是计算机通讯中非常重要的一种基础通讯方式，常常被应用于一些安全性要求比较高的场合中。正因为如此，我们需要在进行实际应用时，对串口通信的基本原理和常规使用进行更为系统的了解。同时，对于串口通信的处理细节也要进行更加详细的了解，这样才能更好地保障我们的数据传输安全和准确性。