三種單片機模擬串口方法介紹
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：延時法
通過上述計算大家知道,串口的每位需延時0.104秒,中間可執(zhí)行96個指令周期。
#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
#define RDDYN 43 //讀延時
//往串口寫一個字節(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)送校驗位(無)
TXD=(bit)1; //發(fā)送結(jié)束
位
Delay2cp(46);
}
//從串口讀一個字節(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個指令周期
}
while(--temp) //在指定的
時間內(nèi)搜尋結(jié)束位。
{
Delay2cp(1);
if(RXD)break; //收到結(jié)束位便退出
}
return Output;
}
//延時程序*
void Delay2cp(unsigned char i)
{
while(--i); //剛好兩個
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串口,實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、W78E52三種單片機上實驗通過。
方法二：計數(shù)法
51的計數(shù)器在每指令周期加1,直到溢出,同時硬件置溢出標志位。這樣我們就可以
通過預(yù)置初值的方法讓機器每96個指令周期產(chǎn)生一次溢出,程序不斷的查詢溢出標志來決定是否
發(fā)送或接收下一位。
//計數(shù)器初始化
void S2INI(void)
{
TMOD =0x02; //計數(shù)器0,方式2
TH0=0xA0; //預(yù)值為256-96=140,十六進制A0
TL0=TH0;
TR0=1; //開始計數(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)送校驗位(無)
//發(fā)送結(jié)束位
TXD=(bit)1;
WaitTF0();
TR0=0;
}
//查詢計數(shù)器溢出標志位
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。這種辦法個人感覺不錯,接收和發(fā)送
都很準確,另外不需要計算每條語句的指令周期數(shù)。
方法三：中斷法
中斷的方法和計數(shù)器的方法差不多,只是當計算器溢出時便產(chǎn)生一次中斷,用戶可以
在中斷程序中置標志,程序不斷的查詢該標志來決定是否發(fā)送或接收下一位,當然程序中需對中
斷進行初始化,同時編寫中斷程序。本程序使用Timer0中斷。
#define TM0_FLAG P1_2 //設(shè)傳輸標志位
//計數(shù)器及中斷初始化
void S2INI(void)
{
TMOD =0x02; //計數(shù)器0,方式2
TH0=0xA0; //預(yù)值為256-96=140,十六進制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
器0中斷
EA=1; //中斷允許
總開關(guān)
}
//接收一個字符
uchar RByte()
{
uchar Output=0;
uchar i=8;
TR0=1; //啟動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
}
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)置標志位。
}
//查詢傳輸標志位
void WaitTF0( void )
{
while(!TM0_FLAG);
TM0_FLAG=0; //清標志位
}
中斷法也是我推薦的方法,和計數(shù)法大同小異。發(fā)送程序參考計數(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：用定時器控制普通IO口輸出位
輸入：用外部中斷+定時器,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),或定時查詢,或用任意一個IO口中斷,則每個引腳都有可能
現(xiàn)在還有些問題,全雙工同時收發(fā)時發(fā)送偶爾出錯,占用兩個定時器有些浪費,以后再修改吧,最好加上各種波率
本程序為直接摘出部分,刪了無關(guān)的部分,在此可能有些變量沒用,或有段落遺漏,請諒
#include
#include
#include
#include
#define Sbit1() PORTD =1<#define Sbit0() PORTD&=~(1<
volatile unsigned int
eep_ms,//毫秒計時
keytime, //等待時間
SoundOnTime; ////
volatile unsigned char
rdata,
key,
start=0,
keycode, //
*TxPoint,
rtime,
INT0_time, //中斷次數(shù)
RxLength=0, //接收長度
RUDR, //摸擬串口接收的數(shù)據(jù)
TxLength, //串口發(fā)送數(shù)據(jù)長度
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< EIMSK =1< }
void Initial_timer0(void) //定時器0初始化
{
TCCR0B =(1< TIMSK0 =(1< }
void Initial_timer1(void)
{
TCCR1A=(1< TCCR1B=(1< ICR1=1000;
TIMSK1 =(1< }
void Initial_timer2(void)
{
TCCR2B=(1< TIMSK2 =(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10mS后啟動發(fā)送,回送驗證數(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;
}
}
/*定時器0,100us溢出中斷*/
SIGNAL(SIG_OVERFLOW0)
{
TCNT0=151;//重載數(shù)據(jù),計時區(qū)間為151---255,共104uS,一個位的時間
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;
}//
}
}
/*定時器1,1ms溢出中斷*/
SIGNAL(SIG_OVERFLOW1)
{
eep_ms++;
}
/*定時器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)標志
eep_ms=0;
if(RxLength<10)DispBuff[RxLength++]=RUDR;
}
if(rtime<4)rtime++;//字節(jié)間隔時間,間隔3個字節(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)//一個字節(jié)第一個下降沿中斷,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;//取一個高/低電平的寬度
if(temp2>10)//濾過窄電平（干擾信號）
{
pre_TCNT2=temp;//記錄前一次的時間值
temp=0;
while(temp2>13)//計算位的個數(shù),約13為一個位（8*13=104uS）
{
temp2-=13;//
temp++;
}
if(temp2>6)temp++;//計算位的個數(shù),一般13為一個位
if(INT0_time==1)temp-=1;
if(INT0_time&1)//奇數(shù)次中斷
{
while(temp)//位0的個數(shù)
{
RUDR&=~(1< temp--;
j++;
}
}
else j+=temp;//偶數(shù),位1的個數(shù),跳過
INT0_time++;//中斷次數(shù)加一
}
}
rtime=0;
}
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