使用單片機(jī)普通IO口模擬串口的三種方法
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機(jī)采集各種終端數(shù)據(jù)后進(jìn)行處理、存儲(chǔ)，再主動(dòng)或被動(dòng)上報(bào)給管理站。這種情況下下，采集會(huì)需
本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201611/318355.htm要一個(gè)串口，上報(bào)又需要另一個(gè)串口，這就要求單片機(jī)具有雙串口的功能，但我們知道一般的51
系列只提供一個(gè)串口，那么另一個(gè)串口只能靠程序模擬。
本文所說的模擬串口， 就是利用51的兩個(gè)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(shù)據(jù)位和校驗(yàn)位則根據(jù)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(xù)
的時(shí)間，波特率越高，持續(xù)的時(shí)間越短。如波特率為9600BPS，即每一位傳送時(shí)間為
1000ms/9600=0.104ms，即位與位之間的延時(shí)為為0.104毫秒。單片機(jī)的延時(shí)是通過執(zhí)行若干條
指令來達(dá)到目的的，因?yàn)槊織l指令為1-3個(gè)指令周期，可即是通過若干個(gè)指令周期來進(jìn)行延時(shí)的，
單片機(jī)常用11.0592M的的晶振，現(xiàn)在我要告訴你這個(gè)奇怪?jǐn)?shù)字的來歷。用此頻率則每個(gè)指令周期
的時(shí)間為(12/11.0592)us，那么波特率為9600BPS每位要間融多少個(gè)指令周期呢？
指令周期s=(1000000/9600)/(12/11.0592)=96，剛好為一整數(shù)，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(shù)個(gè)指令周期，妙吧。至于
別的晶振頻率大家自已去算吧。
現(xiàn)在就以11.0592M的晶振為例，談?wù)勅N模擬串口的方法。
方法一：延時(shí)法
通過上述計(jì)算大家知道，串口的每位需延時(shí)0.104秒，中間可執(zhí)行96個(gè)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(shí)
#define RDDYN 43 //讀延時(shí)
//往串口寫一個(gè)字節(jié)
void WByte(uchar input)
{
uchar i=8;
TXD=(bit)0; //發(fā)送啟始
位
Delay2cp(39);
//發(fā)送8位數(shù)據(jù)位
while(i--)
{
TXD=(bit)(input&0x01); //先傳低位
Delay2cp(36);
input=input>>1;
}
//發(fā)送校驗(yàn)位(無)
TXD=(bit)1; //發(fā)送結(jié)束
位
Delay2cp(46);
}
//從串口讀一個(gè)字節(jié)
uchar RByte(void)
{
uchar Output=0;
uchar i=8;
uchar temp=RDDYN;
//發(fā)送8位數(shù)據(jù)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(huán)共
占用26個(gè)指令周期
}
while(--temp) //在指定的
時(shí)間內(nèi)搜尋結(jié)束位。
{
Delay2cp(1);
if(RXD)break; //收到結(jié)束位便退出
}
return Output;
}
//延時(shí)程序*
void Delay2cp(unsigned char i)
{
while(--i); //剛好兩個(gè)
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(zhǔn)確，另外還必須知道
每條語句的指令周期數(shù)。此法可能模擬若干個(gè)串口，實(shí)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(jī)上實(shí)驗(yàn)通過。
方法二：計(jì)數(shù)法
51的計(jì)數(shù)器在每指令周期加1，直到溢出，同時(shí)硬件置溢出標(biāo)志位。這樣我們就可以
通過預(yù)置初值的方法讓機(jī)器每96個(gè)指令周期產(chǎn)生一次溢出，程序不斷的查詢溢出標(biāo)志來決定是否
發(fā)送或接收下一位。
//計(jì)數(shù)器初始化
void S2INI(void)
{
TMOD |=0x02; //計(jì)數(shù)器0，方式2
TH0=0xA0; //預(yù)值為256-96=140，十六進(jìn)制A0
TL0=TH0;
TR0=1; //開始計(jì)數(shù)
TF0=0;
}
void WByte(uchar input)
{
//發(fā)送啟始位
uchar i=8;
TR0=1;
TXD=(bit)0;
WaitTF0();
//發(fā)送8位數(shù)據(jù)位
while(i--)
{
TXD=(bit)(input&0x01); //先傳低位
WaitTF0();
input=input>>1;
}
//發(fā)送校驗(yàn)位(無)
//發(fā)送結(jié)束位
TXD=(bit)1;
WaitTF0();
TR0=0;
}
//查詢計(jì)數(shù)器溢出標(biāo)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(gè)人感覺不錯(cuò)，接收和發(fā)送
都很準(zhǔn)確，另外不需要計(jì)算每條語句的指令周期數(shù)。
方法三：中斷法
中斷的方法和計(jì)數(shù)器的方法差不多，只是當(dāng)計(jì)算器溢出時(shí)便產(chǎn)生一次中斷，用戶可以
在中斷程序中置標(biāo)志，程序不斷的查詢該標(biāo)志來決定是否發(fā)送或接收下一位，當(dāng)然程序中需對中
斷進(jìn)行初始化，同時(shí)編寫中斷程序。本程序使用Timer0中斷。
#define TM0_FLAG P1_2 //設(shè)傳輸標(biāo)志位
//計(jì)數(shù)器及中斷初始化
void S2INI(void)
{
TMOD |=0x02; //計(jì)數(shù)器0，方式2
TH0=0xA0; //預(yù)值為256-96=140，十六進(jìn)制A0
TL0=TH0;
TR0=0; //在發(fā)送或
接收才開始使用
TF0=0;
ET0=1; //允許定時(shí)
器0中斷
EA=1; //中斷允許
總開關(guān)
}
//接收一個(gè)字符
uchar RByte()
{
uchar Output=0;
uchar i=8;
TR0=1; //啟動(dòng)Timer0
TL0=TH0;
WaitTF0(); //等過起始
位
//發(fā)送8位數(shù)據(jù)位
while(i--)
{
Output >>=1;
if(RXD) Output |=0x80; //先收低位
WaitTF0(); //位間延時(shí)
}
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(shè)置標(biāo)志位。
}
//查詢傳輸標(biāo)志位
void WaitTF0( void )
{
while(!TM0_FLAG);
TM0_FLAG=0; //清標(biāo)志位
}
中斷法也是我推薦的方法，和計(jì)數(shù)法大同小異。發(fā)送程序參考計(jì)數(shù)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。
附：51 IO口模擬串口通訊C源程序（定時(shí)器計(jì)數(shù)法）
#include
sbit BT_SND =P1^0;
sbit BT_REC =P1^1;
/
IO 口模擬232通訊程序
使用兩種方式的C程序 占用定時(shí)器0
/
#define MODE_QUICK
#define F_TM F0
#define TIMER0_ENABLE TL0=TH0; TR0=1;
#define TIMER0_DISABLE TR0=0;
sbit ACC0= ACC^0;
sbit ACC1= ACC^1;
sbit ACC2= ACC^2;
sbit ACC3= ACC^3;
sbit ACC4= ACC^4;
sbit ACC5= ACC^5;
sbit ACC6= ACC^6;
sbit ACC7= ACC^7;
void IntTimer0() interrupt 1
{
F_TM=1;
}
//發(fā)送一個(gè)字符
void PSendChar(unsigned char inch)
{
#ifdef MODE_QUICK
ACC=inch;
F_TM=0;
BT_SND=0; //start bit
TIMER0_ENABLE; //啟動(dòng)
while(!F_TM);
BT_SND=ACC0; //先送出低位
F_TM=0;
while(!F_TM);
BT_SND=ACC1;
F_TM=0;
while(!F_TM);
BT_SND=ACC2;
F_TM=0;
while(!F_TM);
BT_SND=ACC3;
F_TM=0;
while(!F_TM);
BT_SND=ACC4;
F_TM=0;
while(!F_TM);
BT_SND=ACC5;
F_TM=0;
while(!F_TM);
BT_SND=ACC6;
F_TM=0;
while(!F_TM);
BT_SND=ACC7;
F_TM=0;
while(!F_TM);
BT_SND=1;
F_TM=0;
while(!F_TM);
TIMER0_DISABLE; //停止timer
#else
unsigned char ii;
ii=0;
F_TM=0;
BT_SND=0; //start bit
TIMER0_ENABLE; //啟動(dòng)
while(!F_TM);
while(ii<8)
{
if(inch&1)
{
BT_SND=1;
}
else
{
BT_SND=0;
}
F_TM=0;
while(!F_TM);
ii++;
inch>>=1;
}
BT_SND=1;
F_TM=0;
while(!F_TM);
#endif
TIMER0_DISABLE; //停止timer
}
//接收一個(gè)字符
unsigned char PGetChar()
{
#ifdef MODE_QUICK
TIMER0_ENABLE;
F_TM=0;
while(!F_TM); //等過起始位
ACC0=BT_REC;
TL0=TH0;
F_TM=0;
while(!F_TM);
ACC1=BT_REC;
F_TM=0;
while(!F_TM);
ACC2=BT_REC;
F_TM=0;
while(!F_TM);
ACC3=BT_REC;
F_TM=0;
while(!F_TM);
ACC4=BT_REC;
F_TM=0;
while(!F_TM);
ACC5=BT_REC;
F_TM=0;
while(!F_TM);
ACC6=BT_REC;
F_TM=0;
while(!F_TM);
ACC7=BT_REC;
F_TM=0;
while(!F_TM)
{
if(BT_REC)
{
break;
}
}
TIMER0_DISABLE; //停止timer
return ACC;
#else
unsigned char rch,ii;
TIMER0_ENABLE;
F_TM=0;
ii=0;
rch=0;
while(!F_TM); //等過起始位
while(ii<8)
{
rch>>=1;
if(BT_REC)
{
rch|=0x80;
}
ii++;
F_TM=0;
while(!F_TM);
}
F_TM=0;
while(!F_TM)
{
if(BT_REC)
{
break;
}
}
TIMER0_DISABLE; //停止timer
return rch;
#endif
}
//檢查是不是有起始位
bit StartBitOn()
{
return (BT_REC==0);
}
void main()
{
unsigned char gch;
TMOD=0x22; /*定時(shí)器1為工作模式2(8位自動(dòng)重裝)，0為模式2(8位
自動(dòng)重裝) */
PCON=00;
TR0=0; //在發(fā)送或接收才開始使用
TF0=0;
TH0=(256-96); //9600bps 就是 1000000/9600=104.167微秒 執(zhí)行的
timer是
//
104.167*11.0592/12= 96
TL0=TH0;
ET0=1;
EA=1;
PSendChar(0x55);
PSendChar(0xaa);
PSendChar(0x00);
PSendChar(0xff);
while(1)
{
if(StartBitOn())
{
gch=PGetChar();
PSendChar(gch);
}
}
}
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