| -- 作者：wen_zl
-- 发布时间：2006-5-4 11:25:16
-- 51单片机模拟串口的三种方法ZT
随着单片机的使用日益频繁，用其作前置机进行采集和通信也常见于各种应用，一般是利用前置
机采集各种终端数据后进行处理、存储，再主动或被动上报给管理站。这种情况下下，采集会需
要一个串口，上报又需要另一个串口，这就要求单片机具有双串口的功能，但我们知道一般的51
系列只提供一个串口，那么另一个串口只能靠程序模拟。
本文所说的模拟串口， 就是利用51的两个输入输出引脚如P1.0和P1.1，置1或0分别代表高低电
平，也就是串口通信中所说的位，如起始位用低电平，则将其置0，停止位为高电平，则将其置
1，各种数据位和校验位则根据情况置1或置0。至于串口通信的波特率，说到底只是每位电平持续
的时间，波特率越高，持续的时间越短。如波特率为9600BPS，即每一位传送时间为
1000ms/9600=0.104ms，即位与位之间的延时为为0.104毫秒。单片机的延时是通过执行若干条
指令来达到目的的，因为每条指令为1-3个指令周期，可即是通过若干个指令周期来进行延时的，
单片机常用11.0592M的的晶振，现在我要告诉你这个奇怪数字的来历。用此频率则每个指令周期
的时间为(12/11.0592)us，那么波特率为9600BPS每位要间融多少个指令周期呢？
指令周期s=(1000000/9600)/(12/11.0592)=96，刚好为一整数，如果为4800BPS则为
96x2=192，如为19200BPS则为48，别的波特率就不算了，都刚好为整数个指令周期，妙吧。至于
别的晶振频率大家自已去算吧。
现在就以11.0592M的晶振为例，谈谈三种模拟串口的方法。
方法一：延时法
通过上述计算大家知道，串口的每位需延时0.104秒，中间可执行96个指令周期。
#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 //写延时
#define RDDYN 43 //读延时
//往串口写一个字节
void WByte(uchar input)
{
uchar i=8;
TXD=(bit)0; //发送启始
位
Delay2cp(39);
//发送8位数据位
while(i--)
{
TXD=(bit)(input&0x01); //先传低位
Delay2cp(36);
input=input>>1;
}
//发送校验位(无)
TXD=(bit)1; //发送结束
位
Delay2cp(46);
}
//从串口读一个字节
uchar RByte(void)
{
uchar Output=0;
uchar i=8;
uchar temp=RDDYN;
//发送8位数据位
Delay2cp(RDDYN*1.5); //此处注意，等过起始位
while(i--)
{
Output >>=1;
if(RXD) Output =0x80; //先收低位
Delay2cp(35); //(96-26)/2，循环共
占用26个指令周期
}
while(--temp) //在指定的
时间内搜寻结束位。
{
Delay2cp(1);
if(RXD)break; //收到结束位便退出
}
return Output;
}
//延时程序*
void Delay2cp(unsigned char i)
{
while(--i); //刚好两个
指令周期。
}
此种方法在接收上存在一定的难度，主要是采样定位存在需较准确，另外还必须知道
每条语句的指令周期数。此法可能模拟若干个串口，实际中采用它的人也很多，但如果你用Keil
C，本人不建议使用此种方法，上述程序在P89C52、AT89C52、W78E52三种单片机上实验通过。
方法二：计数法
51的计数器在每指令周期加1，直到溢出，同时硬件置溢出标志位。这样我们就可以
通过预置初值的方法让机器每96个指令周期产生一次溢出，程序不断的查询溢出标志来决定是否
发送或接收下一位。
//计数器初始化
void S2INI(void)
{
TMOD =0x02; //计数器0，方式2
TH0=0xA0; //预值为256-96=140，十六进制A0
TL0=TH0;
TR0=1; //开始计数
TF0=0;
}
void WByte(uchar input)
{
//发送启始位
uchar i=8;
TR0=1;
TXD=(bit)0;
WaitTF0();
//发送8位数据位
while(i--)
{
TXD=(bit)(input&0x01); //先传低位
WaitTF0();
input=input>>1;
}
//发送校验位(无)
//发送结束位
TXD=(bit)1;
WaitTF0();
TR0=0;
}
//查询计数器溢出标志位
void WaitTF0( void )
{
while(!TF0);
TF0=0;
}
接收的程序，可以参考下一种方法，不再写出。这种办法个人感觉不错，接收和发送
都很准确，另外不需要计算每条语句的指令周期数。
方法三：中断法
中断的方法和计数器的方法差不多，只是当计算器溢出时便产生一次中断，用户可以
在中断程序中置标志，程序不断的查询该标志来决定是否发送或接收下一位，当然程序中需对中
断进行初始化，同时编写中断程序。本程序使用Timer0中断。
#define TM0_FLAG P1_2 //设传输标志位
//计数器及中断初始化
void S2INI(void)
{
TMOD =0x02; //计数器0，方式2
TH0=0xA0; //预值为256-96=140，十六进制A0
TL0=TH0;
TR0=0; //在发送或
接收才开始使用
TF0=0;
ET0=1; //允许定时
器0中断
EA=1; //中断允许
总开关
}
//接收一个字符
uchar RByte()
{
uchar Output=0;
uchar i=8;
TR0=1; //启动Timer0
TL0=TH0;
WaitTF0(); //等过起始
位
//发送8位数据位
while(i--)
{
Output >>=1;
if(RXD) Output =0x80; //先收低位
WaitTF0(); //位间延时
}
while(!TM0_FLAG) if(RXD) break;
TR0=0; //停止
Timer0
return Output;
}
//中断1处理程序
void IntTimer0() interrupt 1
{
TM0_FLAG=1; //设置标志位。
}
//查询传输标志位
void WaitTF0( void )
{
while(!TM0_FLAG);
TM0_FLAG=0; //清标志位
}
中断法也是我推荐的方法，和计数法大同小异。发送程序参考计数法，相信是件很容
易的事。
另外还需注明的是本文所说的串口就是通常的三线制异步通信串口（UART），只用RXD、TXD、GND。 //*********************************************************************************************** AVR软件模拟串口程序
来源：coldra资料室 作者：coldra
M48，8MHz
9600，1,8,1
输出：用定时器控制普通IO口输出位
输入：用外部中断+定时器，判断位的宽度
好几天没休息，利用闲暇写的，也没找到别人的参考程序，不过终于算是稳定了，其实还应该有很多其它的方法可以试一下，比如用PWM输出串行数据，用输入捕获接收数据，或定时查询，或用任意一个IO口中断，则每个引脚都有可能
现在还有些问题，全双工同时收发时发送偶尔出错，占用两个定时器有些浪费，以后再修改吧，最好加上各种波率
本程序为直接摘出部分，删了无关的部分，在此可能有些变量没用，或有段落遗漏，请谅
#include
#include
#include
#include
#define Sbit1() PORTD =1<#define Sbit0() PORTD&=~(1<
volatile unsigned int
eep_ms,//毫秒计时
keytime, //等待时间
SoundOnTime; ////
volatile unsigned char
rdata,
key,
start=0,
keycode, //
*TxPoint,
rtime,
INT0_time, //中断次数
RxLength=0, //接收长度
RUDR, //摸拟串口接收的数据
TxLength, //串口发送数据长度
SUDR; //串口发送的数据
unsigned char arr[10],DispBuff[10];
void Initial_IO(void)//IO口初始化
{
DDRD = 0X82; //PD1串口输出，PD0串口输入，PD2模拟串口输入（INT0）
PORTD = 0X82; //PD1输出高电平
}
void Initial_INT0(void)
{
EICRA =(1< EIMSK =1< }
void Initial_timer0(void) //定时器0初始化
{
TCCR0B =(1< TIMSK0 =(1< }
void Initial_timer1(void)
{
TCCR1A=(1< TCCR1B=(1< ICR1=1000;
TIMSK1 =(1< }
void Initial_timer2(void)
{
TCCR2B=(1< TIMSK2 =(1< }
void Initial_WDR(void) //看门狗初始化
{
wdt_enable(WDTO_1S);
wdt_reset();
}
void Initial(void)
{
Initial_IO();
Initial_timer0();
Initial_timer1();
Initial_timer2();
Initial_INT0();
Initial_WDR();
sei();
}
/*启动串口发送*/
void SendData(unsigned char *P,unsigned char DataLength)
{
TxLength=DataLength;
TxPoint=P;
start=0;
}
int main (void)
{
Initial();
while(1)
{
wdt_reset();
if((rdata)&&(eep_ms>10))//收到数据延时10mS后启动发送,回送验证数据
{
key=0;
SendData(&DispBuff[0],9);//发送DispBuff[0]的9位数据
while(TxLength);//等待发送完成
rdata=0;
eep_ms=0;
}
}
}
/*定时器0，100us溢出中断*/
SIGNAL(SIG_OVERFLOW0)
{
TCNT0=151;//重载数据,计时区间为151---255，共104uS，一个位的时间
if(TxLength)//
{
if(start==0)
{
Sbit0();//起始位
SUDR=*(TxPoint++);
}
else
{
if((start<=8))
{
if(SUDR&(1<<(start-1)))Sbit1();//数据1
else Sbit0();//数据0
}
else Sbit1();//停止位
}
if(start<10)start++;
else
{
TxLength--;//一字节 发送完成，字节数减1
start=0;
}//
}
}
/*定时器1，1ms溢出中断*/
SIGNAL(SIG_OVERFLOW1)
{
eep_ms++;
}
/*定时器2*/
SIGNAL(SIG_OVERFLOW2)
{
sei();
if(INT0_time)//有数据
{
INT0_time=0;//中断次数清0
rdata=1;//置有数据标志
eep_ms=0;
if(RxLength<10)DispBuff[RxLength++]=RUDR;
}
if(rtime<4)rtime++;//字节间隔时间，间隔3个字节重新开始一帧
else RxLength=0;
}
SIGNAL(SIG_INTERRUPT0)//INT0，边沿触发中断
{
unsigned char temp,temp2=0;
static unsigned char pre_TCNT2,j=0;
if(INT0_time==0)//一个字节第一个下降沿中断，起始位开始
{
TCNT2=130;
pre_TCNT2=130;
RUDR=0xff;//接收的数据初值
j=0; //位数清零
INT0_time++;//中断次数加一
}
else
{
temp=TCNT2;
if(temp>pre_TCNT2)temp2=temp-pre_TCNT2;//取一个高/低电平的宽度
if(temp2>10)//滤过窄电平（干扰信号）
{
pre_TCNT2=temp;//记录前一次的时间值
temp=0;
while(temp2>13)//计算位的个数，约13为一个位（8*13=104uS）
{
temp2-=13;//
temp++;
}
if(temp2>6)temp++;//计算位的个数，一般13为一个位
if(INT0_time==1)temp-=1;
if(INT0_time&1)//奇数次中断
{
while(temp)//位0的个数
{
RUDR&=~(1< temp--;
j++;
}
}
else j+=temp;//偶数，位1的个数，跳过
INT0_time++;//中断次数加一
}
}
rtime=0;
}
//************************************************************************************************* |
导航: