串行端口是PIC與其他設(shè)備通信的最簡單方法之一。但是，事件串行端口存在缺陷，因此在本教程中，我們將了解消息協(xié)議如何提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

示意圖

原始數(shù)據(jù)傳輸

現(xiàn)代微控制器通常內(nèi)置許多設(shè)備接口外設(shè)，包括I2C，SPI，UART和能夠。雖然I2C和SPI專用于器件，并且嚴(yán)重依賴于選擇信號或啟動/停止信號，但UART更加自由。 UART的最大缺點之一是缺少時鐘信號，這可能導(dǎo)致發(fā)送器或接收器的時鐘漂移（導(dǎo)致波特差異），幀錯誤，甚至當(dāng)其中一個緩沖器出現(xiàn)溢出錯誤方滿了。當(dāng)然，這些問題是使用定時器，監(jiān)視器和事件容易克服的相對性。但是，與I2C和SPI不同，串行連接在一種特定情況下更常見：可移動硬件。 I2C和SPI器件通常是直接焊接到主電路板或永久連接到它們的IC。同時，這些設(shè)備是主控制器的子設(shè)備，因此無法自行啟動數(shù)據(jù)傳輸。

想象一下PIC和計算機通過串行連接進行通信，其中每個設(shè)備都可以發(fā)送命令或數(shù)據(jù)到另一個設(shè)備。這樣的系統(tǒng)可以用普通的消息協(xié)議輕松實現(xiàn)，其中發(fā)送的第一個字節(jié)代表命令，后面的字節(jié)代表該命令的數(shù)據(jù)。只要沒有中斷，該系統(tǒng)就可以正常運行。但是，如果計算機在發(fā)送命令后傳輸數(shù)據(jù)字節(jié)的一半時崩潰并重新啟動會發(fā)生什么？好吧，我們的程序?qū)⒅匦聠硬L試發(fā)送命令字節(jié)以啟動數(shù)據(jù)傳輸，但命令字節(jié)將被PIC解釋為數(shù)據(jù)字節(jié)，因為它仍然期望一個數(shù)據(jù)字節(jié)。這會導(dǎo)致PIC產(chǎn)生錯誤，因為它讀取的字節(jié)可能會產(chǎn)生意外結(jié)果。但這不僅僅是UART的一個問題;任何可能被終止的連接，無法知道連接已被終止，也可能崩潰。解決方案是使用消息協(xié)議！

我們的消息協(xié)議：DHP - DIY黑客協(xié)議

確保命令始終正確處理，命令字節(jié)值將是唯一的。對于我們的系統(tǒng)，我們將有以下命令：

0x00 - 無操作

0x01 - 請求數(shù)據(jù)

0x02 - 寫數(shù)據(jù)

0x03 - 數(shù)據(jù)結(jié)束

0x04 - 重啟（發(fā)生錯誤或失敗）

作為一個簡單的例子，如果我們想通過計算機向PIC發(fā)送一些數(shù)據(jù)，我們必須首先發(fā)送0x02，然后發(fā)送所有數(shù)據(jù)，然后發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束字節(jié)。如果傳輸中斷并且計算機嘗試重新發(fā)送數(shù)據(jù)，它將再次發(fā)送整個數(shù)據(jù)包。 PIC將正確解釋命令字節(jié)并意識到正在發(fā)送新數(shù)據(jù)包。但是，如果我們的數(shù)據(jù)包含0，1，2，3或4，會發(fā)生什么？ PIC會將這些解釋為命令字節(jié)，因此會發(fā)生致命錯誤。那么，我們?nèi)绾谓鉀Q這個問題？

雖然不是最有效的方法，但我們可以用其他形式表示我們的數(shù)據(jù)而不是原始字節(jié)值。一種方法是將我們的數(shù)據(jù)表示為十六進制形式的ASCII字符，以便兩個ASCII字節(jié)代表一個字節(jié)的數(shù)據(jù)。例如，F(xiàn)F表示255，其中00表示0.因此，我們的數(shù)據(jù)字節(jié)永遠不能與命令字節(jié)相同，并且通過使用ASCII編碼的十六進制字節(jié)，理論上我們可以有多達240個命令字節(jié)（留下16個十六進制字符用于數(shù)據(jù)）。使用ASCII編碼數(shù)據(jù)的缺點是我們有效地將數(shù)據(jù)速率減半，命令字節(jié)進一步降低了速度。但與此同時，系統(tǒng)的可靠性也得到了顯著提高。

數(shù)據(jù)完整性怎么樣？我們可以通過在數(shù)據(jù)包中添加校驗和來實現(xiàn)這一點，這樣接收方就可以確保數(shù)據(jù)完好無損。一種簡單的方法是對收到的所有字節(jié)進行異或，并將其用作校驗和。如果任何一個位被誤讀，這將顯示在XOR校驗和中。如果同一列中的兩個位被誤讀，則校驗和保持不變，因此XOR僅對單位錯誤有效（但這些是最常見的）。

示例包

編寫數(shù)字92（十六進制0x5C）

從設(shè)備讀取（TX設(shè)備）請求數(shù)據(jù)，RX設(shè)備發(fā)送請求的數(shù)據(jù)）

的構(gòu)建的的

該項目可以使用許多不同的電路構(gòu)造技術(shù)構(gòu)建，包括條形板，矩陣板，面包板和PCB。在這個例子中，我使用了在CNC機床上制造的PCB（通過隔離布線），但我正在考慮回到化學(xué)過程，原因?qū)⒃诤竺娴奈恼轮杏懻摗?/p>

這也是我第一個包含使用XYZ da Vinci Jr. 3D打印機制作的自定義項目框的項目。設(shè)計本身（痛苦地）在Google SketchUp中制作，然后由于STL導(dǎo)出器插件導(dǎo)出為STL文件。然后，STL文件在XYZmaker中導(dǎo)入并打印。雖然這個項目盒不使用螺絲，但未來的設(shè)計將會如此。雖然3D打印的型號可能價格昂貴（這個盒子使用價值約1.00美元的塑料），但它是一種定制設(shè)計，可以制作近乎完美的功能，如切口和孔。