三種單片機(jī)模擬串口方法介紹

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)
???? 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)
???? //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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AVR軟件模擬串口程序

來源：coldra資料室?? 作者：coldra


輸出：用定時(shí)器控制普通IO口輸出位
輸入：用外部中斷+定時(shí)器,判斷位的寬度

好幾天沒休息,利用閑暇寫的,也沒找到別人的參考程序,不過終于算是穩(wěn)定了,其實(shí)還應(yīng)該有很多其它的方法可以試一下,比如用PWM輸出串行數(shù)據(jù),用輸入捕獲接收數(shù)據(jù),或定時(shí)查詢,或用任意一個(gè)IO口中斷,則每個(gè)引腳都有可能

現(xiàn)在還有些問題,全雙工同時(shí)收發(fā)時(shí)發(fā)送偶爾出錯(cuò),占用兩個(gè)定時(shí)器有些浪費(fèi),以后再修改吧,最好加上各種波率

本程序?yàn)橹苯诱霾糠?刪了無關(guān)的部分,在此可能有些變量沒用,或有段落遺漏,請(qǐng)諒

#include
#include
#include
#include

#define Sbit1() PORTD =1<#define Sbit0() PORTD&=~(1<

volatile unsigned int
eep_ms,//毫秒計(jì)時(shí)
keytime,???????????????????? //等待時(shí)間
SoundOnTime;???????????????????? ////
volatile unsigned?? char??
rdata,
key,
start=0,
keycode,???????? //
*TxPoint,
rtime,
INT0_time,???????????????? //中斷次數(shù)

RxLength=0,???????? //接收長(zhǎng)度
RUDR,???????????? //摸擬串口接收的數(shù)據(jù)
TxLength,???????????????????? //串口發(fā)送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
SUDR;???????????????????????? //串口發(fā)送的數(shù)據(jù)

unsigned char arr[10],DispBuff[10];


void Initial_IO(void)//IO口初始化
???? {
??????DDRD = 0X82;?????????????? //PD1串口輸出,PD0串口輸入,PD2模擬串口輸入（INT0）
??????PORTD = 0X82;??????????????//PD1輸出高電平
???? }

void Initial_INT0(void)
???? {
???? EICRA =(1
void Initial_timer0(void)??????????????????????????//定時(shí)器0初始化
???? {
??????TCCR0B =(1
void Initial_timer1(void)
???? {
??????TCCR1A=(1??????TIMSK1 =(1
void Initial_timer2(void)
???? {
??????TCCR2B=(1

void Initial_WDR(void)????????????????????????????????????????//看門狗初始化
???? {
???? wdt_enable(WDTO_1S);
???? wdt_reset();
???? }


void Initial(void)
{
???? Initial_IO();
???? Initial_timer0();
???? Initial_timer1();
???? Initial_timer2();
???? Initial_INT0();
???? Initial_WDR();
???? sei();
}


/*啟動(dòng)串口發(fā)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))//收到數(shù)據(jù)延時(shí)10mS后啟動(dòng)發(fā)送,回送驗(yàn)證數(shù)據(jù)
???????????? {
???????????? key=0;
???????????? SendData(&DispBuff[0],9);//發(fā)送DispBuff[0]的9位數(shù)據(jù)
???????????? while(TxLength);//等待發(fā)送完成
???????????? rdata=0;
???????????? eep_ms=0;
???????????? }
???????? }
???? }


/*定時(shí)器0,100us溢出中斷*/
SIGNAL(SIG_OVERFLOW0)
???? {
???? TCNT0=151;//重載數(shù)據(jù),計(jì)時(shí)區(qū)間為151---255,共104uS,一個(gè)位的時(shí)間
???? if(TxLength)//
???????? {
???????? if(start==0)
???????????? {
???????????? Sbit0();//起始位
???????????? SUDR=*(TxPoint++);
???????????? }
???????? else
???????????? {
???????????? if((start<=8))
???????????????? {
???????????????? if(SUDR&(1<<(start-1)))Sbit1();//數(shù)據(jù)1
???????????????? else Sbit0();//數(shù)據(jù)0
???????????????? }
???????????? else Sbit1();//停止位
???????????? }
???????? if(start<10)start++;
???????? else??
???????????? {
???????????? TxLength--;//一字節(jié) 發(fā)送完成,字節(jié)數(shù)減1
???????????? start=0;
???????????? }//
???????? }
???? }

/*定時(shí)器1,1ms溢出中斷*/
SIGNAL(SIG_OVERFLOW1)
{
???? eep_ms++;
}
/*定時(shí)器2*/??
SIGNAL(SIG_OVERFLOW2)
???? {
???? sei();????
???? if(INT0_time)//有數(shù)據(jù)
???????? {
???????? INT0_time=0;//中斷次數(shù)清0
???????? rdata=1;//置有數(shù)據(jù)標(biāo)志
???????? eep_ms=0;
???????? if(RxLength<10)DispBuff[RxLength++]=RUDR;
????????
???????? }
???? if(rtime<4)rtime++;//字節(jié)間隔時(shí)間,間隔3個(gè)字節(jié)重新開始一幀
???? else RxLength=0;
???? }
????
SIGNAL(SIG_INTERRUPT0)//INT0,邊沿觸發(fā)中斷
???? {
???? unsigned char temp,temp2=0;
???? static unsigned char pre_TCNT2,j=0;
???? if(INT0_time==0)//一個(gè)字節(jié)第一個(gè)下降沿中斷,起始位開始
???????? {
???????? TCNT2=130;
???????? pre_TCNT2=130;
???????? RUDR=0xff;//接收的數(shù)據(jù)初值
???????? j=0;???? //位數(shù)清零
???????? INT0_time++;//中斷次數(shù)加一
???????? }
???? else??
???????? {
???????? temp=TCNT2;
???????? if(temp>pre_TCNT2)temp2=temp-pre_TCNT2;//取一個(gè)高/低電平的寬度
???????? if(temp2>10)//濾過窄電平（干擾信號(hào)）
???????????? {
???????????? pre_TCNT2=temp;//記錄前一次的時(shí)間值
???????????? temp=0;
???????????? while(temp2>13)//計(jì)算位的個(gè)數(shù),約13為一個(gè)位（8*13=104uS）
???????????????????? {
???????????????????? temp2-=13;//
???????????????????? temp++;
???????????????????? }
???????????? if(temp2>6)temp++;//計(jì)算位的個(gè)數(shù),一般13為一個(gè)位
???????????? if(INT0_time==1)temp-=1;
???????????? if(INT0_time&1)//奇數(shù)次中斷
???????????????? {
???????????????? while(temp)//位0的個(gè)數(shù)
???????????????????? {
???????????????????? RUDR&=~(1???????????????????? j++;
???????????????????? }
???????????????? }
???????????? else j+=temp;//偶數(shù),位1的個(gè)數(shù),跳過
???????????? INT0_time++;//中斷次數(shù)加一
???????????? }
???????? }
???? rtime=0;
???? }