單片機(jī)串行通信波特率的自適應(yīng)實(shí)現(xiàn)方法

在串行異步通信中，目前實(shí)現(xiàn)波特率自動(dòng)檢測并適應(yīng)的設(shè)計(jì)思想有多種，可是他們或者需要額外的硬件支持，或者實(shí)現(xiàn)時(shí)方法繁雜且軟件開銷大。文章介紹了一種簡單可靠的用軟件實(shí)現(xiàn)波特率自動(dòng)適應(yīng)的方法，并給出了仿真調(diào)試電路原理圖，給出了同步程序的詳細(xì)框圖。該方法提高了波特率解調(diào)的便捷性和兼容性。

1　仿真電路

SST89C54／58單片機(jī)是MCS-51系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品，他們在指令系統(tǒng)、硬件結(jié)構(gòu)和片內(nèi)資源上與標(biāo)準(zhǔn)8052單片機(jī)完全兼容。實(shí)際上 SST公司的SST89C54／58是一款使用非常方便51系列單片機(jī)，如不考慮其看門狗定時(shí)器和內(nèi)部Flash程序存儲(chǔ)器，可以將其看成是一個(gè)可在線編程的標(biāo)準(zhǔn)8052單片機(jī)。圖1為實(shí)現(xiàn)串行通信仿真調(diào)試硬件原理圖，這是一個(gè)通用的串行通信接口電路INT0腳用來啟動(dòng)從機(jī)同步適應(yīng)。同步建立后的數(shù)據(jù)傳送過程中外部中斷0被禁止，而一批數(shù)據(jù)傳送完畢后進(jìn)入待機(jī)監(jiān)控狀態(tài)時(shí)則開 放外中斷。

2　波特率自適應(yīng)實(shí)現(xiàn)原理

2．1　波特率

對于8052單片機(jī)，串行通信用定時(shí)器1或定時(shí)器2作波特率發(fā)生器，波特率取決于他們的溢出率。當(dāng)串行口在工作方式1，3，用定時(shí)器1作波特率發(fā)生器時(shí)， 則波特率計(jì)算如下：

當(dāng)定時(shí)器1工作方式2時(shí)，n＝8，X為定時(shí)器1初值。

當(dāng)定時(shí)器1工作方式1時(shí)，n＝16，X為定時(shí)器1初值。

若用定時(shí)器2作波特率發(fā)生器時(shí)，則波特率計(jì)算公式如下：

其中：X為定時(shí)器2的初值。

2．2　波特率自適應(yīng)原理

主機(jī)端要求和從機(jī)建立通信時(shí)，先發(fā)送同步字符80H，從機(jī)根據(jù)此同步字符來計(jì)算當(dāng)前的通信速率，并設(shè)置此值為本從機(jī)的波特率，從而完成通信速率的自適應(yīng)。以串行通信方式1為例，他是一個(gè)10位的數(shù)據(jù)格式，如圖2所示。

所以，在發(fā)送同步字符80H時(shí)，在數(shù)據(jù)線上他所呈現(xiàn)的電平狀態(tài)如圖3所示。

從機(jī)通過檢測本機(jī)RXD引腳的信號，并利用定時(shí)器對RXD信號的低電平進(jìn)行寬度測量，其負(fù)脈寬時(shí)間TDOWN剛好是8位數(shù)據(jù)的寬度，這有利于波特率發(fā)生器初值的計(jì)算。采用定時(shí)器0方式1并置初值0對TDOWN進(jìn)行定時(shí)，可得計(jì)數(shù)值TH0，TL0，用XT來表示，設(shè)從機(jī)晶振為ff，