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51单片机模拟串口的三种方法

工程师
2008-02-18 09:51:00    评分
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。




关键词: 单片机     模拟     串口     三种     方法     程序     指令     周期         

工程师
2008-02-18 12:01:17    评分
2楼
这是好东东!
谢谢楼主!

菜鸟
2008-03-02 16:28:20    评分
3楼

我喜欢单片机,它的广泛用途使我很着迷,但由于我的自学能力有限,总是感觉自己懂得太少,我想更多的了解有关它的知识,希望能与你交友,也希望能得到你的教导。真心希望得到你的来信。


菜鸟
2008-06-14 13:31:07    评分
4楼
顶一个!

菜鸟
2008-06-14 17:14:00    评分
5楼
我也用过这样的模拟串口感觉不是很好,也就说如果只是单纯的编写通讯程序接收发送还挺准确,但是要是在程序中加入了开入读取等程序,精度就不是很高了。有一些发送就接不到,我分析可能是发送的数据传送过来时没有马上查询到开入导致发送过来时间过长导致失效毕竟是查询的方式通讯的。不知道我分析的对不希望楼主不吝赐教!谢谢···

助工
2008-07-17 14:06:35    评分
6楼
用这个做9600的没什么问题,做38400以上,就难了

助工
2010-04-06 21:32:29    评分
7楼
这个程序还是不错的!学习了。

菜鸟
2010-04-13 12:04:20    评分
8楼

菜鸟
2010-04-13 17:05:45    评分
9楼
STC系列的双串口51单片机很便宜,才几元钱,可以考虑的。

菜鸟
2010-04-15 15:06:39    评分
10楼
恩,不错

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