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51單片機(jī)模擬串口的多種方法講解

作者： 時(shí)間：2016-11-28 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
隨著單片機(jī)的使用日益頻繁，用其作前置機(jī)進(jìn)行采集和通信也常見于各種應(yīng)用，一般是利用前置
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
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(shuō)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(shuō)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(shuō)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(guò)執(zhí)行若干條
指令來(lái)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(guò)若干個(gè)指令周期來(lái)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(lái)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(guò)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(wú))
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(guò)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(yǔ)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(guò)。
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(guò)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(lái)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(wú))
//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(yǔ)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?cè)摌?biāo)志來(lái)決定是否發(fā)送或接收下一位，當(dāng)然程序中需對(duì)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(guò)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(shuō)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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