×
单片机 > 单片机程序设计 > 详情

51单片机模拟串口的多种方法讲解

发布时间:2020-05-28 发布时间:
|
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。   [page]
 
   
//附:51 IO口模拟串口通讯C源程序(定时器计数法)   
   
#include    
sbit BT_SND =P1^0;   
sbit BT_REC =P1^1;   
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////  
  
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=   ACC^0;   
sbit ACC1=   ACC^1;   
sbit ACC2=   ACC^2;   
sbit ACC3=   ACC^3;   
sbit ACC4=   ACC^4;   
sbit ACC5=   ACC^5;   
sbit ACC6=   ACC^6;   
sbit ACC7=   ACC^7;   
   
void IntTimer0() interrupt 1   
{   
F_TM=1;   
}   
//发送一个字符   
void PSendChar(unsigned char inch)   
{   
#ifdef MODE_QUICK   
ACC=inch;   
   
F_TM=0;   
BT_SND=0; //start bit   
TIMER0_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   
#else   
unsigned char ii;   
   
ii=0;   
   
F_TM=0;   
BT_SND=0; //start bit   
TIMER0_ENABLE; //启动   
while(!F_TM);   
   
while(ii<8)   
{   
if(inch&1)   
{   
BT_SND=1;   
}   
else   
{   
BT_SND=0;   
}   
F_TM=0;   
while(!F_TM);   
ii++;   
inch>>=1;   
}   
BT_SND=1;   
F_TM=0;   
while(!F_TM);   
   
#endif   
TIMER0_DISABLE; //停止timer   
}   
//接收一个字符   
unsigned char PGetChar()   
{   
#ifdef MODE_QUICK   
   
TIMER0_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timer   
return ACC;   
#else   
unsigned char rch,ii;   
TIMER0_ENABLE;   
F_TM=0;   
ii=0;   
rch=0;   
while(!F_TM); //等过起始位   
   
while(ii<8)   
{   
rch>>=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timer   
return 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; //在发送或接收才开始使用   
TF0=0;   
TH0=(256-96); //9600bps 就是 1000000/9600=104.167微秒 执行的   
timer是   
//                
104.167//11.0592/12= 96   
TL0=TH0;   
ET0=1;   
EA=1;   
   
PSendChar(0x55);   
PSendChar(0xaa);   
PSendChar(0x00);   
PSendChar(0xff);   
   
while(1)   
{   
if(StartBitOn())   
{   
gch=PGetChar();   
PSendChar(gch);   
}   
}   
   
}  


『本文转载自网络,版权归原作者所有,如有侵权请联系删除』

热门文章 更多
如何为单片机选择合适的负载电容