單片機軟件實現模擬串口方法介紹

模擬串口就是利用51的兩個輸入輸出引腳如P1.0和P1.1,置1或0分別代表高低電平,也就是串口通信中所說的位,如起始位用低電平,則將其置0,停止位為高電平,則將其置1,各種數據位和校驗位則根據情況置1或置0。至于串口通信的波特率,說到底只是每位電平持續的時間,波特率越高,持續的時間越短。如波特率為9600BPS,即每一位傳送時間為1000ms/9600=0.104ms,即位與位之間的延時為為0.104毫秒。單片機的延時是通過執行若干條指令來達到目的的,因為每條指令為1-3個指令周期,可即是通過若干個指令周期來進行延時的,單片機常用11.0592M的的晶振,現在我要告訴你這個奇怪數字的來歷。用此頻率則每個指令周期的時間為(12/11.0592)us,那么波特率為9600BPS每位要間融多少個指令周期呢？
指令周期s=(1000000/9600)/(12/11.0592)=96,剛好為一整數,如果為4800BPS則為96x2=192,如為19200BPS則為48,別的波特率就不算了,都剛好為整數個指令周期,妙吧。至于
別的晶振頻率大家自已去算吧。

現在就以11.0592M的晶振為例,談談三種模擬串口的方法。

方法一：延時法

通過上述計算大家知道,串口的每位需延時0.104秒,中間可執行96個指令周期。
#define uchar unsigned char
sbit P1_0 = 0x90;
sbit P1_1 = 0x91;
sbit P1_2 = 0x92;
#define RXD P1_0
#define TXD P1_1
#define WRDYN 44 //寫延時
#define RDDYN 43 //讀延時

//往串口寫一個字節
void WByte(uchar input)
{
uchar i=8;
TXD=(bit)0; //發送啟始
位
Delay2cp(39);
//發送8位數據位
while(i--)
{
TXD=(bit)(input0x01); //先傳低位
Delay2cp(36);
input=input>>1;
}
//發送校驗位(無)
TXD=(bit)1; //發送結束
位
Delay2cp(46);
}

//從串口讀一個字節
uchar RByte(void)
{
uchar Output=0;
uchar i=8;
uchar temp=RDDYN;
//發送8位數據位
Delay2cp(RDDYN*1.5); //此處注意,等過起始位
while(i--)
{
Output >>=1;
if(RXD) Output =0x80; //先收低位
Delay2cp(35); //(96-26)/2,循環共
占用26個指令周期
}
while(--temp) //在指定的
時間內搜尋結束位。
{
Delay2cp(1);
if(RXD)break; //收到結束位便退出
}
return Output;
}

//延時程序*
void Delay2cp(unsigned char i)
{
while(--i); //剛好兩個
指令周期。
}

此種方法在接收上存在一定的難度,主要是采樣定位存在需較準確,另外還必須知道
每條語句的指令周期數。此法可能模擬若干個串口,實際中采用它的人也很多,但如果你用Keil
C,本人不建議使用此種方法,上述程序在P89C52、AT89C52、W78E52三種單片機上實驗通過。

方法二：計數法

51的計數器在每指令周期加1,直到溢出,同時硬件置溢出標志位。這樣我們就可以
通過預置初值的方法讓機器每96個指令周期產生一次溢出,程序不斷的查詢溢出標志來決定是否
發送或接收下一位。

//計數器初始化
void S2INI(void)
{
TMOD =0x02; //計數器0,方式2
TH0=0xA0; //預值為256-96=140,十六進制A0
TL0=TH0;
TR0=1; //開始計數
TF0=0;
}

void WByte(uchar input)
{
//發送啟始位
uchar i=8;
TR0=1;
TXD=(bit)0;
WaitTF0();
//發送8位數據位
while(i--)
{
TXD=(bit)(input0x01); //先傳低位
WaitTF0();
input=input>>1;
}
//發送校驗位(無)
//發送結束位
TXD=(bit)1;
WaitTF0();
TR0=0;
}
//查詢計數器溢出標志位
void WaitTF0( void )
{
while(!TF0);
TF0=0;
}
接收的程序,可以參考下一種方法,不再寫出。這種辦法個人感覺不錯,接收和發送
都很準確,另外不需要計算每條語句的指令周期數。

方法三：中斷法

中斷的方法和計數器的方法差不多,只是當計算器溢出時便產生一次中斷,用戶可以
在中斷程序中置標志,程序不斷的查詢該標志來決定是否發送或接收下一位,當然程序中需對中
斷進行初始化,同時編寫中斷程序。本程序使用Timer0中斷。
#define TM0_FLAG P1_2 //設傳輸標志位
//計數器及中斷初始化
void S2INI(void)
{
TMOD =0x02; //計數器0,方式2
TH0=0xA0; //預值為256-96=140,十六進制A0
TL0=TH0;
TR0=0; //在發送或
接收才開始使用
TF0=0;
ET0=1; //允許定時
器0中斷
EA=1; //中斷允許
總開關
}

//接收一個字符
uchar RByte()
{
uchar Output=0;
uchar i=8;
TR0=1; //啟動Timer0
TL0=TH0;
WaitTF0(); //等過起始
位
//發送8位數據位
while(i--)
{
Output >>=1;
if(RXD) Output =0x80; //先收低位
WaitTF0(); //位間延時
}
while(!TM0_FLAG) if(RXD) break;
TR0=0; //停止
Timer0
return Output;
}
//中斷1處理程序
void IntTimer0() interrupt 1
{
TM0_FLAG=1; //設置標志位。
}
//查詢傳輸標志位
void WaitTF0( void )
{
while(!TM0_FLAG);
TM0_FLAG=0; //清標志位
}
中斷法也是我推薦的方法,和計數法大同小異。發送程序參考計數法,相信是件很容
易的事。
另外還需注明的是本文所說的串口就是通常的三線制異步通信串口（UART）,只用RXD、TXD、GND。
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