(1)设置必要参数(如通信速率、时钟源、终端方式等);
(2)设置数据结构(对于异步通信口);
(3)通过向发送寄存器写入数据,启动发送/接收——读取数据。
每一次通信(发送一个字节)都需要重复最后一个步骤。
由此可知,单片机串行通信接口寄存器的操作会直接影响通信接口的功能和性能。由于单片机的每一步骤操作都是执行1条指令,所以,单片机串行通信的真正发送时间,是向发送寄存器写数据指令结束的时刻。
2.单片机串行通信接口基本固件特性
单片机串行通信接口一般包括发送数据、接收数据、发送时钟、接收时钟、线路监测、碰撞处理、波特率设置、帧结构设备等。这些固件的特性有一个共同的特点,就是全部以寄存器为操作对象,并在每一个操作指令结束时执行寄存器操作,通过寄存器的输出电路实现相应的功能。由此可知,寄存器操作的特性,就是单片机串行通信接口固件的特性。
(1)次序固定的固件特性。单片机串行以通信接口操作中,必须先进行相应的设置,才能实施通信。这种固定的次序是单片机串行通信接口的重要固件特性,如果忽略了这种次序特性,必然会导致通信失败。
(2)协议相关的固件特性。通信协议是有效利用单片机串行通信接口的基本保证之一。如果在单片机的通信协议执行过程中出现问题,则通信功能就会丧失。
(3)隐含协调性。所谓隐含协调性指隐含在通信指令集中的协议规定,如发送方与接收方的等待协议规定等。
由此,可以把单片机的固件特性用3个不同集合之交表示:设有通信接口的操作次序集合A、相关协议集合B和隐含规约集合C。A中的每一个元素都是一种正确的通信接口操作次序;B中每一个元素都是一种体现相关协议的通信接口操作要求;C中每一个元素都是一种隐含规约,则符合要求的通信接口控制固件必然是三者之交:
Y=A∩B∩C (4)
由此可知,要检查单片机串行通信接口的基本固件特性,可以使用式(2)进行判别;如果不能满足式(2),就表明单片机串行通信接口的固件特性有问题,会引起通信失效。
三、单片机通信性能分析
上述对单片机串行通信接口的物理特性和因件特性的分析,提供了单片机通信性能分析的基础。单片机通信性能分析包括比特吞吐特性分析、有效性分析和数据安全性分析。
1.比特吞吐特性分析
比特吞吐特性,是指单片机执行通信任务时单位时间内发送和接收的比特数目。比特吞吐特性不能用串行特性的波特率代替。比特吞特性不仅与波特率有关,更与单片机的固件特性有关。不同的通信协议会引起不同的通信操作,形成不同的操作固件。这种固件操作的有效性才是决定比特吞吐特性的关键。