PIC單片機(jī)I/O口單線通訊的實現(xiàn)

中、低檔PIC單片機(jī)有些不帶串口，有些雖然有串行口，卻受串口固定協(xié)議的限制或留作他用，故需用普通Ｉ／Ｏ口進(jìn)行通訊。由于中、低檔機(jī)Ｉ／Ｏ口數(shù)量相對較少，為節(jié)省口線，就要用Ｉ／Ｏ口模擬串行通訊。
本文以兩片采用不同主頻的PIC單片機(jī)（Ａ機(jī)時鐘頻率為６ＭＨｚ，使用口線ＲＢ６；Ｂ機(jī)時鐘頻率為４ＭＨｚ，使用口線ＲＢ４）之間用異步通訊方式傳送一組數(shù)據(jù)為例，說明Ｉ／Ｏ口一線通訊的實現(xiàn)方法。
一、設(shè)計思想
１．時鐘同步問題
因兩個單片機(jī)的時鐘不同，故采用異步通訊方式。發(fā)送、接收一位數(shù)據(jù)時，采用軟件延時，保證發(fā)送、接收完全同步。
２．?dāng)?shù)據(jù)發(fā)送、接收方式
Ｉ／Ｏ口一線串行通訊，并－串（或串－并）轉(zhuǎn)換用軟件完成。將欲發(fā)送的字節(jié)存于１６Ｈ中，經(jīng)移位指令移至進(jìn)位位。根據(jù)進(jìn)位位的值，將口線ＲＢ６置０或１。接收端ＲＢ４接收并判斷后，置進(jìn)位標(biāo)志為０或１，再經(jīng)移位指令移入１４Ｈ中。這樣循環(huán)執(zhí)行８次，就可將一個字節(jié)由低位到高位一位位地發(fā)送出去。數(shù)據(jù)傳送速率可用延時循環(huán)的方法進(jìn)行調(diào)節(jié)。
３．握手協(xié)議
先發(fā)握手信號，后發(fā)數(shù)據(jù)。假定Ａ機(jī)為發(fā)送，Ｂ機(jī)為接收。Ａ機(jī)開始發(fā)送時，先發(fā)送一個握手?jǐn)?shù)據(jù)信號，Ｂ機(jī)收到后回送一個應(yīng)答信號，表示同意接收。
Ａ機(jī)收到應(yīng)答信號后，開始發(fā)送數(shù)據(jù)。握手信號和數(shù)據(jù)信號都按異步通訊格式，先發(fā)準(zhǔn)備信號“１”，接著發(fā)送起始位“０”，然后發(fā)數(shù)據(jù)位。
４．?dāng)?shù)據(jù)傳送
異步通訊時，發(fā)送時鐘控制數(shù)據(jù)位的定時移位串行輸出，接收時鐘檢測起始位，并控制數(shù)據(jù)的定時接收移入。兩個時鐘信號不是通過信號線傳遞，而是采用編程約定的辦法，使之和實際使用的數(shù)據(jù)速率基本保持一致，而數(shù)據(jù)信號中的起始位則是發(fā)和收的同步控制。接收時鐘為數(shù)據(jù)傳送波特率的１６倍頻信號，即一個數(shù)據(jù)位寬的時間內(nèi)將會出現(xiàn)１６個接收時鐘的信號，這是檢測起始位和保證在數(shù)據(jù)位中央位置接收數(shù)據(jù)所需要的。為排除瞬時干擾，在檢測到數(shù)據(jù)輸入線的電平由“１”變?yōu)椤埃啊敝?，接收端將繼續(xù)檢測。僅當(dāng)連續(xù)８個接收時鐘周期內(nèi)都檢測到數(shù)據(jù)線上的電平為“０”時，才確認(rèn)是起始位，且發(fā)送端每一個“０”或“１”都發(fā)送１６次，接收端將以１６倍的時鐘周期，即以位寬時間為間隔，接收各數(shù)據(jù)位（在其中央位置接收數(shù)據(jù)）。一個字長數(shù)據(jù)（８位）接收完后，子程序返回。
二、程序框圖和源程序
下面給出發(fā)送、接收一字長（８位）信號的子程序框圖（見圖１、圖２）和PIC單片機(jī)源程序（發(fā)送、接收聯(lián)絡(luò)信號與數(shù)據(jù)信號相同）。注：所有延時程序略。
１．發(fā)送子程序
ｌｉｓｔ ｐ＝１６ｃ６５，ｆ＝ｉｎｈｘ８ｍ
ｐｏｒｔｂ ｅｑｕ６
ｔｒｉｓｂ ｅｑｕ １６ｈ
ｓｔａｔｕｓ ｅｑｕ３
ｒｐ０ ｅｑｕ５
　　 ｏｒｇ０ｘ１００
ｆｓ ｂｓｆ ｓｔａｔｕｓ，ｒｐ０；選存儲體１
　 ｂｃｆ ｔｒｉｓｂ，６ ；置ＲＢ６為輸出
　 ｂｃｆ ｓｔａｔｕｓ，ｒｐ０；恢復(fù)存儲體０
　 ｂｓｆ ｐｏｒｔｂ，６ ；發(fā)準(zhǔn)備信號“１”
?。恚铮觯欤鳎埃埃?BR>　 ｍｏｖｗｆ１ｆ ；置發(fā)送字長
　 ｃａｌｌ ｙｓｔｂ ；延時同步
　 ｍｏｖｌｗ０ｘ１０
　 ｍｏｖｗｆ１ｃ
ｆｓ１ ｂｃｆ ｐｏｒｔｂ，６ ；發(fā)１６個起始位
　 ｄｅｃｆｓｚ１ｃ，１
　 ｇｏｔｏ ｆｓ１
ｔｓ ｃａｌｌ ｙｓｔｊ ；延時調(diào)節(jié)波特率
　 ｒｒｆ １６ｈ，１ ；發(fā)送字節(jié)移位
?。猓簦妫螅?ｓｔａｔｕｓ，０
　 ｇｏｔｏ ｔｙ
　 ｍｏｖｌｗ０ｘ１０
　 ｍｏｖｗｆ１ｃ
ｆｓ２ ｂｃｆ ｐｏｒｔｂ，６ ；位為０，發(fā)１６個“０”
　 ｄｅｃｆｓｚ１ｃ，１
　 ｇｏｔｏ ｆｓ２
　 ｇｏｔｏ ｔｒ
ｔｙ ｍｏｖｌｗ０ｘ１０
　 ｍｏｖｗｆ１ｃ
ｆｓ３ ｂｓｆ ｐｏｒｔｂ，６ ；位為１，發(fā)１６個“１”
　 ｄｅｃｆｓｚ１ｃ，１
　 ｇｏｔｏ ｆｓ３
ｔｒ ｄｅｃｆｓｚ１ｆ， １
　　 ｇｏｔｏ ｔｓ ；發(fā)送未完，延時發(fā)下一位
　 ｒｅｔｕｒｎ ；發(fā)送結(jié)束返回
　 ｅｎｄ
２．接收子程序
ｌｉｓｔ ｐ＝１６ｃ６５，ｆ＝ｉｎｈｘ８ｍ
ｐｏｒｔｂ ｅｑｕ６
ｔｒｉｓｂ ｅｑｕ １６ｈ
ｓｔａｔｕｓ ｅｑｕ ３
ｒｐ０ ?。澹瘢酰?BR> 　　?。铮颍?０ｘ２００
ｊｓ ｂｓｆ ｓｔａｔｕｓ，ｒｐ０ ；選存儲體１
　　ｂｓｆ ｔｒｉｓｂ，４ ；置ＲＢ４為輸入
　　 ｂｃｆ ｓｔａｔｕｓ，ｒｐ０ ；恢復(fù)存儲體０
ｊｓ１ ｂｔｆｓｓ ｐｏｒｔｂ，４ ；檢測收到“１”否
　　 ｇｏｔｏ ｊｓ１ ；未收到“１”繼續(xù)檢測
　?。恚铮觯欤鳎埃埃?；置接收字長８位
　　 ｍｏｖｗｆ１ｆ
ｌｏｏｐ１ ｍｏｖｌｗ０ｘ０８ ；置循環(huán)次數(shù)８
　　 　?。恚铮觯鳎妫保?BR>ｌｏｏｐ ｂｔｆｓｃ ｐｏｒｔｂ，４ ；檢測起始位
　 　 ｇｏｔｏ ｌｏｏｐ１ ；未收到“０”重置８次循環(huán)
　?。洌澹悖妫螅保?，１
　　　 ｇｏｔｏ ｌｏｏｐ ；收到“０”繼續(xù)檢測
ｊｚ ｃａｌｌ ｙｓｔｂ ；收到８個“０”，延時同步，接收數(shù)據(jù)
ｂｔｆｓｃ ｐｏｒｔｂ，４ ；測試接收位
ｇｏｔｏ ｊｙ
　　 ｂｃｆ ｓｔａｔｕｓ，０ ；收到“０”置ｃ＝０
　　 ｇｏｔｏ ｊ１
ｊｙ ｂｓｆ ｓｔａｔｕｓ，０ ；收到“１”置ｃ＝１
ｊ１ ｒｒｆ １４ｈ，１ ；接收位移入１４ｈ
　　 ｄｅｃｆｓｚ １ｆ，１
　　 ｇｏｔｏ ｊｚ ；未接收完，延時接收下一位
ｒｅｔｕｒｎ ；接收完返回
ｅｎｄ