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51单片机模拟串口的三种方法
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2019/01/10 14:08:21
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clockwork_planet
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LV5
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QQ截图20160321155901   精彩只为你准备!电源网论坛2018年年终盘点

QQ截图20160321155901 【每周更新】拒绝弯路!管理员用心整理的有含金量的帖子


 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   

   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   

   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   

      //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。

来源:网络,如侵,删

标签 51单片机
2019/01/11 05:17:55
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lingyan
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