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标题: 单片机软件实现模拟串口方法介绍 [打印本页]

作者: liyf 时间: 2012-1-16 16:44
标题: 单片机软件实现模拟串口方法介绍
三种单片机模拟串口方法介绍
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。
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?





AVR软件模拟串口程序

来源：coldra资料室?? 作者：coldra

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 =110))//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((startpre_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;
???? }

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