51单片机模拟串口的三种方法.doc

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 charsbit 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=input1; /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2TH0=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=input1; /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2TH0=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Timer0TL0=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。附：51 IO口模拟串口通讯C源程序（定时器计数法）i nclude sbit BT_SND =P10;sbit BT_REC =P11;/*IO 口模拟232通讯程序使用两种方式的C程序 占用定时器0*/#define MODE_QUICK#define F_TM F0#define TIMER0_ENABLE TL0=TH0; TR0=1;#define TIMER0_DISABLE TR0=0;sbit ACC0= ACC0;sbit ACC1= ACC1;sbit ACC2= ACC2;sbit ACC3= ACC3;sbit ACC4= ACC4;sbit ACC5= ACC5;sbit ACC6= ACC6;sbit ACC7= ACC7;void IntTimer0() interrupt 1F_TM=1;/发送一个字符void PSendChar(unsigned char inch)#ifdef MODE_QUICKACC=inch;F_TM=0;BT_SND=0; /start bitTIMER0_ENABLE; /启动while(!F_TM);BT_SND=ACC0; /先送出低位F_TM=0;while(!F_TM);BT_SND=ACC1;F_TM=0;while(!F_TM);BT_SND=ACC2;F_TM=0;while(!F_TM);BT_SND=ACC3;F_TM=0;while(!F_TM);BT_SND=ACC4;F_TM=0;while(!F_TM);BT_SND=ACC5;F_TM=0;while(!F_TM);BT_SND=ACC6;F_TM=0;while(!F_TM);BT_SND=ACC7;F_TM=0;while(!F_TM);BT_SND=1;F_TM=0;while(!F_TM);TIMER0_DISABLE; /停止timer#elseunsigned char ii;ii=0;F_TM=0;BT_SND=0; /start bitTIMER0_ENABLE; /启动while(!F_TM);while(ii=1;BT_SND=1;F_TM=0;while(!F_TM);#endifTIMER0_DISABLE; /停止timer/接收一个字符unsigned char PGetChar()#ifdef MODE_QUICKTIMER0_ENABLE;F_TM=0;while(!F_TM); /等过起始位ACC0=BT_REC;TL0=TH0;F_TM=0;while(!F_TM);ACC1=BT_REC;F_TM=0;while(!F_TM);ACC2=BT_REC;F_TM=0;while(!F_TM);ACC3=BT_REC;F_TM=0;while(!F_TM);ACC4=BT_REC;F_TM=0;while(!F_TM);ACC5=BT_REC;F_TM=0;while(!F_TM);ACC6=BT_REC;F_TM=0;while(!F_TM);ACC7=BT_REC;F_TM=0;while(!F_TM)if(BT_REC)break;TIMER0_DISABLE; /停止timerreturn ACC;#elseunsigned char rch,ii;TIMER0_ENABLE;F_TM=0;ii=0;rch=0;while(!F_TM); /等过起始位while(ii=1;if(BT_REC)rch|=0x80;ii+;F_TM=0;while(!F_TM);F_TM=0;while(!F_TM)if(BT_REC)break;TIMER0_DISABLE; /停止timerreturn rch;#endif/检查是不是有起始位bit StartBitOn()return (BT_REC=0);void main()unsigned char gch;TMOD=0x22; /*定时器1为工作模式2(8位自动重装)，0为模式2(8位自动重装) */PCON=00;TR0=0;