串行端口是PIC與其他設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，我們將了解消息協議如何提高數據傳輸的可靠性。

示意圖

原始數據傳輸

現代微控制器通常內置許多設備接口外設，包括I2C，SPI，UART和能夠。雖然I2C和SPI專用于器件，并且嚴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，這可能導致發送器或接收器的時鐘漂移（導致波特差異），幀錯誤，甚至當其中一個緩沖器出現溢出錯誤方滿了。當然，這些問題是使用定時器，監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，這些設備是主控制器的子設備，因此無法自行啟動數據傳輸。

想象一下PIC和計算機通過串行連接進行通信，其中每個設備都可以發送命令或數據到另一個設備。這樣的系統可以用普通的消息協議輕松實現，其中發送的第一個字節代表命令，后面的字節代表該命令的數據。只要沒有中斷，該系統就可以正常運行。但是，如果計算機在發送命令后傳輸數據字節的一半時崩潰并重新啟動會發生什么？好吧，我們的程序將重新啟動并嘗試發送命令字節以啟動數據傳輸，但命令字節將被PIC解釋為數據字節，因為它仍然期望一個數據字節。這會導致PIC產生錯誤，因為它讀取的字節可能會產生意外結果。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議！

我們的消息協議：DHP - DIY黑客協議

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

0x00 - 無操作

0x01 - 請求數據

0x02 - 寫數據

0x03 - 數據結束

0x04 - 重啟（發生錯誤或失敗）

作為一個簡單的例子，如果我們想通過計算機向PIC發送一些數據，我們必須首先發送0x02，然后發送所有數據，然后發送數據結束字節。如果傳輸中斷并且計算機嘗試重新發送數據，它將再次發送整個數據包。 PIC將正確解釋命令字節并意識到正在發送新數據包。但是，如果我們的數據包含0，1，2，3或4，會發生什么？ PIC會將這些解釋為命令字節，因此會發生致命錯誤。那么，我們如何解決這個問題？

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據而不是原始字節值。一種方法是將我們的數據表示為十六進制形式的ASCII字符，以便兩個ASCII字節代表一個字節的數據。例如，FF表示255，其中00表示0.因此，我們的數據字節永遠不能與命令字節相同，并且通過使用ASCII編碼的十六進制字節，理論上我們可以有多達240個命令字節（留下16個十六進制字符用于數據）。使用ASCII編碼數據的缺點是我們有效地將數據速率減半，命令字節進一步降低了速度。但與此同時，系統的可靠性也得到了顯著提高。

數據完整性怎么樣？我們可以通過在數據包中添加校驗和來實現這一點，這樣接收方就可以確保數據完好無損。一種簡單的方法是對收到的所有字節進行異或，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

編寫數字92（十六進制0x5C）

從設備讀取（TX設備）請求數據，RX設備發送請求的數據）

的構建的的

該項目可以使用許多不同的電路構造技術構建，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過程，原因將在后面的文章中討論。

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。設計本身（痛苦地）在Google SketchUp中制作，然后由于STL導出器插件導出為STL文件。然后，STL文件在XYZmaker中導入并打印。雖然這個項目盒不使用螺絲，但未來的設計將會如此。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），但它是一種定制設計，可以制作近乎完美的功能，如切口和孔。