PC机与单片机的数据通信的场合有很多，如工业现场的监控系统、有数据管理的考勤系统、越来越多的各种自动抄表系统，因此研究PC机与单片机间的通信技术有比较重要的意义。
下面以一个典型的自动售电抄表系统来说明PC与多单片机通信的基本原理。整个系统中PC机是上位管理机，各从机是分布在宿舍各楼层上的集中式电子式电能表。PC机与各集中式电子式电能表之间采用的总线方式为RS-485。PC机作为主控机，通过串口向单片机发送命令。
单片机收到数据后，对其进行校验，并根据命令类型向PC机返回数据。
由于接口电平的不一致，一般是不能直接连接的，常用的总线方式根据通信距离、速度以及网络的结构等指标的要求，有RS-232C、RS485、RS422等接口标准。
PC机上大多数都有RS-232C接口，采用DB-9连接器。RS-232C标准是美国EIA（电子工业联合会）与BELL公司等共同开发的通信协议，适合与数据速率在0Kbit/s～20Kbit/s范围内的通信。RS-232C标准对电气特性、逻辑电平和各种信号线功能都做了规定。逻辑“1”的电平为-15V～-3V，逻辑“0”的电平-15V～-3V。也就是当传输电平的绝对值大于3V时，电路可以有效的检查出来。介于-3V～+3V的电压无意义，低于-15V或高于+15V的电压也认为无意义。因此，在实际工作时，应保证电平在有效范围内。
与RS-232C相匹配的连接器有DB-25、DB-15和DB-93种，其引脚的定义各不相同。简化的9芯DB-9连接器其引脚分布如下图所示。
DB-9连接器的引脚定义与功能说明如下表所示。
实际应用时，一般使用DB-9连接器的2、3和5脚即可满足需要。TTL电平和RS-232C接口电平互不兼容，所以两者接口时，必须进行电平转换。
当应用系统的通信距离比较远或干扰比较严重的场合，RS-485通信协议具有比RS-232C更优良的性能。目前有多种RS-485收发器，常用的有SN75176、MAX485、SN75LBC184等，实现RS-485通信接口较为方便。RS-485接口标准采用平衡式发送、差分式接收的数据收发器来驱动总线，具体技术参数如下：
·接收器的输入电阻RIN>12Ω；
·驱动器能输出±7V的共模电压；
·在节点数为32个，配置120Ω终端电阻的情况下，驱动器至少还能输出1.5V电压；
·接收器的输入灵敏度为±200mV。
如下图所示是采用RS-485接口标准的通信接口电路框图。在RS-485总线末端接入120Ω的电阻是为了对通信线路进行阻抗匹配，实际应用时总线上可挂接多个RS-485驱动器。
SN75LBC184是用于RS-485通信的低功耗收发器，器件中有一个驱动器和接收器，用SN75LBC184组成的RS-485网络中可连接64个收发器。与普通的RS-485收发器相比最大的特点是芯片内有高能量瞬变干扰保护装置，可承受峰值为十几kV的过压，因此可显著降低防止雷电等损坏器件的可能性。在一些环境比较恶劣的场合，可直接与传输线相连而无需其他保护元件。另外当芯片的输入端开路时，其输出为高电平，这样可保证接收器输入端有开路故障时，不影响系统的正常工作。
PC机与各集中式电子式电能表之间采用的总线方式为RS-485，而且在从机通信的出口处采用光电隔离技术，为保证通信时波特率能达到9600bit/s，隔离器件采用高速光耦6N137。
如下图所示是采用SN75LBC184芯片实现的单片机端RS-485接口电路。图中单片机采用89C51，选择频率为11.0592MHz的晶振。
信号在传输线上传输时，若遇到阻抗不连续的情况，就会出现反射现象，从而影响信号的远距离传输。常用双绞线的特性阻抗在110～130，因此在RS-485总线末端接入120Ω的电阻。
与单片机端的接口电路类似，将PC机连接到RS485总线上也需要转换电路，PC机处采用的RS-232/RS-485转换器也有采用光电隔离型的，如波士电子的RS-232/RS-485接口转换器。
利用RS-485接口标准组成的多机通信网络和直接利用TTL接口组成多机通信网络最大的不同是RS-485多机通信网采用半双工工作方式，数据在发送和接收时，必须对RE（的反）/DE引脚进行设置。SN75LBC184工作状态只有两种：发送和接收。当Pl.0为高电平时，SN75LBC184只允许接收，反之只允许发送。
售电抄表系统中通信协议如下表所示。
PC机向各从单片机发送时的协议
各从单片机向PC机发送时的协议
说明1：按年、月、日、时、分、秒各1字节顺序排列，数据格式采用压缩的BCD码，如2008年6月16日13点25分，则该数据为200806161325。
说明2：校验和计算方法为从起始符开始到最后一个数据（不包括校验和本身）的十六进制相加和，计算过程中进位丢弃。
说明3：只保留整数部分，购电时最多允许999度，压缩的BCD码。
说明4：地址的前两字节是集中式表号，后两字节是各房间的代号，共4字节。
由于PC机为上位管理微机，为便于管理员操作，采用的是具有人性化的操作界面，语言使用VisualC++6.0，数据库使用SQLServer，这里我们不再专门介绍，我们主要介绍从机集中式电子式电能表的接收程序编制情况。
由于采用的RS-485总线方式，为半双工通信方式，而且作为自动抄表系统，从机的工作是被动的，因此从机是不会主动向管理主机发送信息的，只有在管理主机有请求时，才会有应答信息。各从机在正常情况下一直处于接收状态，只有在收到管理主机对本机的呼叫后，主动将状态切换为发送状态，然后根据命令向管理主机发送应答信息，发送完毕后，又马上返回接收状态。通信采用的波特率为9600bit/s，8位数据位，1位结束位，无奇偶校验，单片机接收采用中断方式。以下程序为发送和接收数据帧的程序，不包括具体功能的实现。
接收流程如下图所示。
1．串行接收中断服务程序void seri_isr()
串行接收中断服务程序的功能是接收指定格式的数据帧。程序首先判断已经接收开始字符后，再接收数据，最后接收到结束字符后，对整个数据帧进行校验，若校验正确则置接收数据完成标志等，主程序中不断查询接受完成标志位，若标志位有效，则可对接收缓冲中的数据操作。串行口接收程序代码如下：
2．计算缓冲中的数据的校验值子程序unsignedcharcalc_chksum()
函数calc_chksum()计算指定缓冲中的数据的校验值，缓冲区的首地址为buf，要校验的数据的个数由counter指定，返回值为校验值。校验方法为将buf缓冲区中counter个字节的数据逐次相加，丢弃进位，最后得到的数据作为校验值，程序代码如下：
