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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)

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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(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。

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(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。

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