微控制器的串列埠功能可以實現計算機與外設的資料通訊，促使計算機系統控制得到更好的發展。串列埠通訊在微控制器的基礎上能夠實現資料傳輸與分析，在未來的發展中，串列埠通訊將成為微控制器與微控制器之間通訊的關鍵。
1 通訊種類
所謂的通訊，就是指不同的獨立系統由線路相互交換資料，其中，構建成整個通訊系統的線路被稱作為網路通訊。進行通訊的目的是進行資料交換活動，進行資料交換時，將資料由傳送端輸送到另一裝置終端。在通訊活動中，傳送端所使用的方法就是將資料通過程式與線路將資料傳送出去，而接受端則依照通訊協議收集資料，並做好資料資訊儲存工作或是將資料以其他形式展現出來。資料通訊分為兩種形式，分別為序列傳輸式通訊與並行傳輸式通訊。
1.1 並行傳輸式通訊
並行傳輸式通訊也叫並行通訊，指的是資料在傳輸時向各個位同時傳送。並行通訊具有資料傳輸、處理速度快的特點，在並行通訊下，可以一次傳輸八個位。並行傳輸雖然能夠增強傳輸速度，但是在傳輸時也存在問題。並行傳輸式通訊的基礎是必須備有多條傳輸線，一旦遇到傳輸多位資料或是資料傳輸距離長的情況，就需要大量的傳輸線，會消耗大量的資源。進行資料發生過程時，標準電位會因為線串列埠通訊是指計算機與外設間或是主機系統間相互的資料序列傳送。串列埠通訊與並行通訊相比，傳輸資料速率較慢，而且每次在傳輸時只能傳輸一個位。處理資料電壓時也僅有一個標準電壓，雖然速率慢，但是由於每一次只傳輸一個位，使得資料漏失情況降低，增強了資料的安全性。另外串列埠通訊具有良好的抗干擾能力。並行通訊需要耗費大量的傳輸線，在這一點上串列埠通訊可以極大的降低經濟成本，節約資源，串列埠通訊適合於遠距離通訊。串列埠通訊資料傳輸過程中，資料是在兩地間完成資料傳輸工作。資料的傳輸速度通常會受到通常雙方裝置、效能和通訊線路穩定性影響。對於工業或儀器需要的環境來說通常是 9600bps 的傳輸速度。串列埠通訊埠所傳輸的資料是字元型，但是如何傳輸的資料是檔案，就會使用二進位制的資料傳輸型別。資料傳輸方向分為三種基本傳輸模式，分別是單工、半雙工和全雙工模式。單工傳輸模式是指資料傳輸的方向固定，只為一種或是單純傳送資料或是單純接受資料的通訊方式。半雙工傳輸模式是指使用一條傳輸線路，不但作為資料輸出線還作為資料輸入，雖然資料能夠實現在兩個方向上的傳輸，但是通訊雙方無法同時進行收發資料的傳送模式。全雙工方式是指運用兩條資料傳輸線來傳輸資料，由於全雙工方式下可以使用兩條資料傳輸線來進行資料傳輸工作，不必擔心雙方資料是否傳送或接收完的顧慮，因此全雙工方式具有半雙工不可比擬的優勢，全雙工的效率是半雙工效率的一倍。
2 串列埠通訊的同步方式
裝置在進行資料通訊的過程中，必須樹立一個接送雙方都認可的同步方式，有了遵守的同步方式才能使資料傳輸順利進行，否則將會使資料在傳輸的過程中因為雙方在輸送與接收資料的方式上發生衝突，進入使資料發生錯誤。
2.1 非同步通訊方式
在非同步通訊系統中都是以獨立位元組的方式來進行資料傳輸，每一個位元組的前面都有一個起始訊號，而位元組後同樣會有一個或多個終止訊號。通訊中，從起始訊號到終止訊號結束算一幀資料。資料在傳輸線內進行傳輸時，當位元組開始移動後，位元組的起始位置是從標誌位到空白的一次遷移，這一次遷移代表的就是一個位元組的傳輸過程，在傳輸結尾使用一個或多個終止訊號使傳輸線回到標準狀態。當這一過程結束後，資料輸送方才能傳送下一個位元組。通常來說，起始位佔用一位，字元編碼佔有七位，第八位是奇偶校驗位，而停止位又會佔用一位、一位半或兩位。一幀資料的構成與起始位、停止位和字元編碼佔據數位有關，通常由 10、10.5 和 11 位構成。
表示資料字元，能夠保證字元一個連續一個的'被傳送。進行非同步資料傳送，計算機與外設必須要遵守字元格式與波特率的規定。字元格式規定就是遵循奇偶校驗、起始位和停止位的字元傳輸格式，波特率規定是在串列埠通訊過程中，資料傳輸時每秒傳輸的為數表示資料傳送的約定。
非同步通訊存在缺陷，通過非同步通訊進行傳輸資訊傳輸效率低，效率低的原因與其字元傳輸方式有很大關係，由於在傳送時每個字元都要附加一些標誌資訊，使得資料傳輸速度受到影響。非同步通訊也具備其自身的優點，資料接送雙方在進行通訊時，如果雙方時間存在誤差兩個字元資訊間的停止間隔能夠為雙方時鐘的誤差起到緩衝的作用，在非同步通訊方式中容許較小的頻率漂移，這是其資料傳輸優勢。
2.2 同步通訊方式
同步通訊方式與非同步通訊方式有較大的不同，非同步通訊方式中資料的傳送過程，是以一幀資料的起始位到終止位來作為一幀資料傳輸的開始與結束標誌。非同步通訊方式增加了資料輸送時間，而同步通訊方式是將所有輸送字元連線在一起組成一個數據塊。在輸送資料塊時會在資料塊前面增加特殊的同步字元，將同步字元作為資料塊傳輸的起始訊號，並在資料塊的後面增加校驗字元，這是為了自在輸送中校驗通訊中存在的錯誤。在同步通訊方式中，是聯絡傳輸字元的方式，字元之間沒有間隔與非同步通訊有很大的不同。這樣一來，同步通訊就具有較高的通訊效率，在通訊過程中通常會在幾十至幾千波特之間。但是同步通訊方式需要在資料傳輸雙方在時鐘上保持傳送端與接收端的同步，這樣一來就使得硬體構造複雜。
3 微控制器資料串列埠通訊研究
3.1 通訊過程分析
微控制器的串列埠一個數據暫存器，其具備傳送與接收資料的能力。在通常的情況下，微控制器在向資料暫存器寫入資料的過程中就會開始傳送行為，進入資料輸送的過程。另一方面，對資料暫存器進行資料讀取的時候資料接收過程也隨之開始。在微控制器與序列介面進行通訊的過程中，微控制器會對可程式邏輯控制器發出命令幀格式，結束後可編輯邏輯控制器將會對微控制器的的命令做出反應。微控制器只有高低電平輸入，但是可編輯邏輯編輯器需要將接收到的資訊通過 ASCII 來形成，因此在資訊傳送的過程中要根據串列埠通訊協議當中的資訊幀格式來進行二進位制轉化，最後通過微控制器對資料暫存器進行資訊傳送。
3.2 微控制器顯示設計
在對微控制器顯示程式進行設計的過程中通常有靜態顯示驅動與動態顯示驅動兩種。動態顯示驅動主要是指數碼管動態顯示的方式，將所有選線路並聯在一起，並通過八位 I/O 口對其進行控制，然後將微控制器其他的 I/O 口作為數碼管位選線。當微控制器輸出顯示數字的譯碼時，各個數碼顯示管對位選通電路進行對應的控制，對應的數碼管就會顯示，其他的數碼管不會有反應。靜態驅動也被稱為直流驅動，在靜態顯示驅動下，數碼管的共陰極和共陽極共同接地，而其共同連線電源。在靜態顯示驅動下佔用微控制器的 I/O 埠較多，因此，由於這種方式帶來的不便，使得靜態顯示驅動在實際應用中並不普及。
3.3 矩陣式鍵盤介面
鍵盤中案件需要數量較多時，如果不對其進行合理的排列會佔用 I/O 口，為了減少 I/O 口被佔有，通常以矩陣形式來排列案件的分佈。在矩陣式鍵盤排列中，應該保持每一條水平線與垂直線在交叉處不直接連通。合理的連線方式應該是通過按鍵來加以連線，使得埠可以形成 4×4 的排列方式，這樣方式排列下將會比直接將埠用於鍵盤連線上多出一倍的利用率。使用這種方式，線上路越多的情況下就有越為明顯的區別。在矩陣式的分佈方式中，如果再增加一條線就可以形成二十鍵的鍵盤，但如果直接使用埠線只能增加一個鍵，在鍵數多的情況下，使用矩陣式方法來做鍵盤可以產生良好的效果。
矩陣式結構雖然有更好的效果但是具有複雜性，在識別方面也存在難度。在確定矩陣式鍵盤方面被按下的鍵號可以使用“行掃描法”，行掃描法是一種較為常用的按鍵識別方法。在判斷鍵盤中有無按鍵落下時，可以將全部行線至低電平，對列線狀態進行檢測。在檢測的過程中，只要有一列的電平為低，就意味著鍵盤中有按鍵處於按下狀態，如果所有的列線都是高電平，則沒有按鍵處於按下狀態。在確認有按鍵按下後，開始對具體閉合按鍵進行確認。需要將行線置為低電平，在確定某根行線位置是低電平後，在對各列線的電平狀態進行仔細檢查。如果某一列為低電平，這條列線與低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。
4 結論
對微控制器資料串列埠通訊進行研究具有重要的意義，隨著資訊化、工業化發展，資料通訊在社會中產生了重要的價值。在實際應用中傳輸媒體的不同使得有線資料與無線資料能夠與計算機形成有機的連線，能夠實現不同地域間資料資源的共享，對於社會資料資源傳播有著重要的意義。作為相關研究者，應該刻苦攻關，在當前資料串列埠通訊技術下，進行開拓創新，發揮這一領域的效率，使這一技術更好的為社會進步提供動力。
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