摘要：随着社会的发展，科学技术已经融入到社会的各个领域，人们的生产生活中越来越依赖科技产品。尤其是当前，很多电子产品已经逐渐向智能化发展，这给人们的生产和生活带来了巨大的改变。而其中单片机就是一种典型的智能产品。在通信领域，它可以通过计算机进行编码来控制各种产品，从而实现计算机通信。通常我们所说的单片机通信技术主要是指远红外通信技术、串口通信技术以及I2C总线通讯技术。另外，随着工业化、机械化生产的不断发展，单片機作为一种常用的电子产品得到了迅速发展，现在的单片机不仅体型小、储存量大，而且操作简单更加智能化。本文系统的介绍单片机的通信技术和组装技术，旨在为加强通信技术领域中单片机的应用提供参考。

关键词：单片机通信技术;红外线通信;串口通信

（一）单片机简单介绍

众所周知，计算机的出现给人类的生产和生活带来了革命性的改变，当前的社会已经离不开计算机。但是第一台图灵计算机出现后，并没有立即对人类的生产和生活带来了巨大影响。最初的计算机体系庞大，使用十分不方便，但随着科学技术的发展，人们在不断对计算机进行改进，计算机的体积变得越来越小。例如世界上第一台计算机诞生时，它的体积有整栋房子的大小。如今我们所见到的计算机、笔记本都十分的小巧，方便携带和使用。然而在一些特殊的工业领域当中，我们还希望计算机能够进一步的发展，体积进一步变小，单片机是在这种背景下产生的。从本质上讲，单片机就是一种微型的计算机，它是将计算机的基本功能集合在一个芯片上在生产和生活中发挥作用。在一些工业领域当中，对小额体积的计算机需求越来越旺盛，利用单片机就可以对设备发挥控制的作用，目前的很多生产线运行过程中，都需要小巧简单的计算机才能够实现一些功能，此时对计算机的性能要求并不是很高，仅仅利用单片机就可以这些这些目的。到今天单片机设备得到了巨大的发展和改变，我们常见的单片机设备有51、52系列，每个系列当中都包含很多型号，在社会的各个领域中得到了迅速发展。

（二）单片机通信接口技术简介

在学习和研究单片机通信接口过程中，采用有效的方式会更加清楚直观的说明问题，通常我们会选择一种单片机作为教学和研究的具体对象。但是由于科学技术的发展，目前的单片机数量和种类较多。我们可以根据实际需要合理选择各种单片机的型号。虽然不同的单片机接口的位置、形状、大小都有所不同，但是从总体上讲，单片机的接口功能基本上不会有太大的变化，只是接口的位置有可能改变。这样在实际研究过程中，我们就可以借助一些技术和设备对产品进行测试，还需要用到一些软件对单片机进行编译，很多控制程序都需要用计算机进行编写，这些程序编好以后会在计算机中进行模拟，通过模拟就可以清楚地知道每一个单片机接口的功能，从而有助于人们更好的开展研究。

在当今的社会，人的生产生活已经彻底离不开科学技术的支持，很多电子产品景越来越朝着智能化、微型化的方向迈进。例如工业机器人、智能家居、智能驾驶及“互联网+”等技术，对人们的生产和生活以及工作方式都产生了革命性的改变。在这种大背景下，单片机迎来了良好的发展机遇，特别是在智能化的通信领域。我们有必要加强对单片机的应用分析研究，才能保证单片机能够与周围的各种设备进行有效通信。

（一）红外通信技术

作为一种常用的通讯方式，红外线通信技术具有价格便宜、设计简单的特点。其主要原理是利用红外线的发射和接收技术达到对各种设备的无线控制。红外线是一种波长在在750nm到1mm之间的电磁波。例如对一个遥控器来说，它是由键盘、单片机震荡器、红外遥控器以及发光二极管组成。在实际使用时人们在键盘上按下相应的指令后，震荡器就可以产生稳定的频率信号。单片机对人们使用键盘的按键状态进行分析，按照键盘接收到的信息调整控制发光二极管的工作状态，红外线接收器接收到红外线信号，就可以借助单片机的功能翻译成各种控制设备的信号。由于红外线电磁波无法穿透各种物体，因此在实际使用过程中不能被遮挡。最后，在一般情况下电子产品中的红外线的组不同，在同一房间内电子产品使用不会造成干扰。红外线接口可以使用单片机普通I/O端口，使用相应的程序扫描端口，这样就可以使整个设备的成本降低，电路较为简单，性价比高。在目前的电子家居产品当中使用十分广泛。

（二）I2C总线通信技术

12C总线是由飞利浦公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。在工作时仅仅需要两根线就可以连接在总线上的器件之间进行信息传递。其中主件的功能是启动总线传送数据，并产生时钟以开放传送的器件，此时任何被寻址的器件均被认为是从器件在总线上主和从、发和收的关系不是恒定的，而是由数据传送的方向决定。假如主机有数据要发送到从器件，那么主机必须要寻址从器件，然后才能将需要发送的数据传输到从器件，传输结束以后主机能够终止数据的传输。同时主机需要接收从器件的数据时，同样也需要寻址从器件，此时才可以接收到从器件发出的数据。数据接收完毕以后由主机发出终止数据传输的信号。在这种情况下主机负责产生定时时钟和终止数据传送。我们还有可以看出12C总线中只需要一根数据线和一根时钟线，不需要其他特殊的接口电路。SCL（串行时钟线）和SDA（串行数据线）都是双向I/O线，这时代接口电路输出是开漏，通过上拉电阻才能接电源VCC。12C总线从根本上精简了硬件电路PCB具体布线，使本系统成本大大降低了，系统的可靠性能也大幅度提高，在单片机中用两只IO端口分别作为时钟线SCL和数据线SDA，利用单片机的内部程序对两个端口实施控制，以便于对12C总线上的各种设备进行调节控制。具体包括启动、器件导址、应答、停止以及数据传输等步骤的调控，从面对12C总线上的器件进行通信。在单片机电路的应用过程中，24C08系列存储器的功能发挥主要依靠12C总线控制技术，实现的12C总线是一个真正的名主机总线，假如两个或者多个主机同时进行初始化数据传输，能够利用冲突决策和仲裁的方式来避免数据破坏，每一个连接到总线上的器件的地址都是唯一的，每一个器件都可以作为主机的从器件，而总线上的器件增加和删除不影响其他器件正常工作。

（三）串口通信技术

串口通信主要是指在通信室设备按位（bit）发送和接收二进制数据的通信方式，单片机用串口RXD、RXD端口、地线和其它设备串口进行通信。串口通信采用异步的方式，在同一根线上可以同时进行发送和接收数据，因此是在实际通信网络建设过程中，使用的数据线较少，给企业节约了通信成本。但是它的传输速度并没有因此而降低。另外，创投通信技术中涉及到的主要参数有波特率、停止位、奇偶校验以及数据位等。只有两个端口的参数匹配，单片机和其他通信设备才能够按照人们的设计进行通信。在目前的实践中常用的串口通信方式有RS-232C、RS-485等。

（1）上位机PC和单片机的通信

在串口通信技术运营过程中，上飞机和下飞机是两个十分重要的组成部分。上位机可以对计算机直接发出命令进行控制。下飞机则是控制设备并且收集设备的运行状况的控制器，如单片机。在运行时上位机可以发出指令给下位机，下位机接受到上位机的命令后，对，设各种设备进行调节和控制，并且主动采集设备运行的各种数据。及时反馈给上位机。这样上位机就可以实现对各種设备运行情况进行实时检测。在其工作屏幕上会显示出各种差数据变化信号。如温度的上升、水位的变化以及设备的工作状态等。另外。因为上位机PC串口的电平与单片机串口的逻辑电平不一样，二者之间无法直接相连，想要使用就需采用RS-232C接口芯MAX232进行电平转换。MAX232不仅解决了电平匹配的问题，而且还能够大幅度增加通信距离。但是假如想要达到更高的通讯速率和通信距离，可以通过RS-485接口和MAX485驱动芯片来实现。某些电脑上可能没有串口接口。只是就需要借助USB转串口连接器来达到上位机和单片机串口的连接通讯。上位机可以通过VB、C#等编程语言编写上位机程序，上飞机的操作界面方便简单。下位机能够使用C语言编程，把连接单片机的所有传感器采集到的数据准确传输给上位机。上位机就可以准确掌控设备和各种数据控制终端的运行状态。上位机PC和单片机的通信，上位机图形介面操作简单直观，但不使于移动，常使用于设备相对固定的场台。

（2）蓝牙设备和单片机的通信

蓝牙通信技术是一种低功耗、低成本无线电技术。能在包括移动PDA、电话、笔记本电脑、无线耳机、相关外设等设备之间实现无线信息交换。一般情况下，在十米之内的设备都会支持。正因为其无线连接的优点，给人们省去了连接线路的麻烦，而且操作简单、迅速，受到人们的青睐。目前，蓝牙技术的发展已经越来越成熟，在消费类电子无线通信、和汽车电子以及工业控制领域得到广泛的应用。类电子和汽车电子以及工业控制领域得到广泛的应用。蓝牙接收集成电路由和射频（RF）、基带（BB）和链路管理（LM）构成。在单片机终端采用蓝牙接收集成模块常有四个接线端，两个端口接电源，通信端口中RXD与单片机TXD相连，通信端口中TXD与单片机RXD相连，即读写端应交义连接。在单片机端还应编写程序控制蓝牙集成电路，实现单片机和蓝牙集成电路的通信。由于蓝牙可以无线通信，最常应用于移动终的控制，如智能家居中手机终端的APP软件通过蓝牙功能，可以连接到蓝牙集成电路中，蓝牙集成电路的串口可以将信息传送到单片机，实现了手机终端可以直接对单片机及控制电路进行有效的控制，实现了手机蓝牙和单片机的串口间的通信，常用于智能家居的控制。

随着科学技术的不断发展，工业领域自动化、智能化，速度越来越快，单片机有着更广阔的发展空间，再加上新型传感器的出现，新技术革命的变革促使单片机通信技术日新月异。因此我们只有不断加强对单片机通信技术的研究，才能够在具体的实践中社会提供更加稳定、传输速率更好，性价比更高的单片机通信技术产品。

[1]单片机技术在电气传动系统中的应用策略研究[J].黎佩伟.电脑知识与技术.2019（31）.

[2]基于单片机的安全守护预警器设计[J].徐兴，傅凯.电子制作.2020（01）.

赵新岳（1981年3月-），女，汉，山东枣庄人，硕士学位，枣庄职业学院讲师，研究方向：电子通信，电气自动化。