【IoT】实现模拟串口 UART 的三种方法（51 单片机为例）
一般的 51 系列单片机只提供一个串口，需要更多串口就只能靠程序模拟。
1、什么是模拟串口
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。
2、什么是波特率
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，可通过若干个指令周期来进行延时，
3、指令周期
单片机常用11.0592M的的晶振，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，刚好都为整数个指令周期。
4、模拟串口实现
以11.0592M的晶振为例，实现三种模拟串口的方法：
方法一： 延时法
分析：
此种方法在接收上存在一定的难度，主要是采样定位需较准确，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。
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。
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#define uchar unsigned char
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sbit P1_0 = 0x90;
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sbit P1_1 = 0x91;
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sbit P1_2 = 0x92;
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#define RXD P1_0 //接收脚
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#define TXD P1_1 //发送脚
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#define WRDYN 44 //写延时
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#define RDDYN 43 //读延时
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//延时程序
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void Delay2cp(unsigned char i)
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{
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while(--i); //刚好两个指令周期。
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}
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//往串口发送一个字节
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void WByte(uchar input)
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{
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uchar i=8;
-
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TXD=(bit)0; //发送启始位
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-
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)
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TXD=(bit)1; //发送结束位
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Delay2cp(46);
-
}
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//从串口接收一个字节
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uchar RByte(void)
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{
-
uchar Output=0;
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uchar i=8;
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uchar temp=RDDYN;
-
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//接收8位数据位
-
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Delay2cp(RDDYN*1.5); //此处注意，等过起始位
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while(i--)
-
{
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Output >>=1;
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if(RXD) Output |=0x80; //先收低位
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Delay2cp(35); //(96-26)/2，循环共占用26个指令周期
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}
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while(--temp) //在指定的时间内搜寻结束位。
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{
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Delay2cp(1);
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if(RXD)break; //收到结束位便退出
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}
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return Output;
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}
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方法二： 计数法
分析：
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。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。
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//计数器初始化
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void S2INI(void)
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{
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TMOD |=0x02; //计数器0，方式2
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-
TH0=0xA0; //预值为256-96=140，十六进制A0
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-
TL0=TH0;
-
-
TR0=1; //开始计数
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-
TF0=0;
-
}
-
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//查询计数器溢出标志位
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void WaitTF0( void )
-
{
-
while(!TF0);
-
TF0=0;
-
}
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//向串口发送一个字节数据
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void WByte(uchar input)
-
{
-
//发送启始位
-
uchar i=8;
-
-
TR0=1;
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-
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;
-
}
方法三：中断法
分析：
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。
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。
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#define TM0_FLAG P1_2 //设传输标志位
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//计数器及中断初始化
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void S2INI(void)
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{
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TMOD |=0x02; //计数器0，方式2
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TH0=0xA0; //预值为256-96=140，十六进制A0
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-
TL0=TH0;
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TR0=0; //在发送或接收才开始使用
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TF0=0;
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ET0=1; //允许定时器0中断
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EA=1; //中断允许总开关
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}
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//接收一个字符
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uchar RByte()
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{
-
uchar Output=0;
-
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uchar i=8;
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-
TR0=1; //启动Timer0
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TL0=TH0;
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-
WaitTF0(); //等过起始位
-
-
//接收8位数据位
-
-
while(i--)
-
{
-
Output >>=1;
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-
if(RXD) Output |=0x80; //先收低位
-
-
WaitTF0(); //位间延时
-
}
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while(!TM0_FLAG) if(RXD) break;
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TR0=0; //停止Timer0
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return Output;
-
}
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//中断1处理程序
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void IntTimer0() interrupt 1
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{
-
TM0_FLAG=1; //设置标志位。
-
}
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//查询传输标志位
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void WaitTF0( void )
-
{
-
while(!TM0_FLAG) ;
-
-
TM0_FLAG=0; //清标志位
-
}
refer：
http://www.elecfans.com/d/650267.html
文章来源: blog.csdn.net，作者：简一商业，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。
原文链接：blog.csdn.net/liwei16611/article/details/93503026
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