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  • 51單片機(jī)三種模擬串口的設(shè)計(jì)方案解析
    51單片機(jī)三種模擬串口的設(shè)計(jì)方案解析
  • 51單片機(jī)三種模擬串口的設(shè)計(jì)方案解析
  •   發(fā)布日期: 2019-11-20  瀏覽次數(shù): 1,170

    隨著單片機(jī)的使用日益頻繁,用其作前置機(jī)進(jìn)行采集和通信也常見于各種應(yīng)用,一般是利用前置機(jī)采集各種終端數(shù)據(jù)后進(jìn)行處理、存儲(chǔ),再主動(dòng)或被動(dòng)上報(bào)給管理站。這種情況下下,采集會(huì)需要一個(gè)串口,上報(bào)又需要另一個(gè)串口,這就要求單片機(jī)具有雙串口的功能,但我們知道一般的51系列只提供一個(gè)串口,那么另一個(gè)串口只能靠程序模擬。

    本文所說的模擬串口, 就是利用51的兩個(gè)輸入輸出引腳如P1.0和P1.1,置1或0分別代表高低電平,也就是串口通信中所說的位,如起始位用低電平,則將其置0,停止位為高電平,則將其置1,各種數(shù)據(jù)位和校驗(yàn)位則根據(jù)情況置1或置0。至于串口通信的波特率,說到底只是每位電平持續(xù)的時(shí)間,波特率越高,持續(xù)的時(shí)間越短。如波特率為9600BPS,即每一位傳送時(shí)間為1000ms/9600=0.104ms,即位與位之間的延時(shí)為為0.104毫秒。單片機(jī)的延時(shí)是通過執(zhí)行若干條指令來達(dá)到目的的,因?yàn)槊織l指令為1-3個(gè)指令周期,可即是通過若干個(gè)指令周期來進(jìn)行延時(shí)的,單片機(jī)常用11.0592M的的晶振,現(xiàn)在我要告訴你這個(gè)奇怪?jǐn)?shù)字的來歷。用此頻率則每個(gè)指令周期的時(shí)間為(12/11.0592)us,那么波特率為9600BPS每位要間融多少個(gè)指令周期呢?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(gè)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。

     

    51單片機(jī)三種模擬串口的設(shè)計(jì)方案解析

    方法一:延時(shí)法

    通過上述計(jì)算大家知道,串口的每位需延時(shí)0.104秒,中間可執(zhí)行96個(gè)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(shí)

    #define RDDYN 43 //讀延時(shí)

    //往串口寫一個(gè)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(yàn)位(無)

    TXD=(bit)1; //發(fā)送結(jié)束位

    Delay2cp(46);

    }

    //從串口讀一個(gè)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(gè)指令周期

    }

    while(--temp) //在指定的時(shí)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(shí)程序*

    void Delay2cp(unsigned char i)

    {

    while(--i); //剛好兩個(gè)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(zhǔn)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(gè)串口,實(shí)際中采用它的人也很多,但如果你用KeilC,本人不建議使用此種方法,上述程序在P89C52、AT89C52、W78E52三種單片機(jī)上實(shí)驗(yàn)通過。

    方法二:計(jì)數(shù)法

    51的計(jì)數(shù)器在每指令周期加1,直到溢出,同時(shí)硬件置溢出標(biāo)志位。這樣我們就可以通過預(yù)置初值的方法讓機(jī)器每96個(gè)指令周期產(chǎn)生一次溢出,程序不斷的查詢溢出標(biāo)志來決定是否發(fā)送或接收下一位。

    //計(jì)數(shù)器初始化

    void S2INI(void)

    {

    TMOD |=0x02; //計(jì)數(shù)器0,方式2

    TH0=0xA0; //預(yù)值為256-96=140,十六進(jìn)制A0

    TL0=TH0;

    TR0=1; //開始計(jì)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(yàn)位(無)

    //發(fā)送結(jié)束位

    TXD=(bit)1;

    WaitTF0();

    TR0=0;

    }

    //查詢計(jì)數(shù)器溢出標(biāo)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(gè)人感覺不錯(cuò),接收和發(fā)送都很準(zhǔn)確,另外不需要計(jì)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(jì)數(shù)器的方法差不多,只是當(dāng)計(jì)算器溢出時(shí)便產(chǎn)生一次中斷,用戶可以在中斷程序中置標(biāo)志,程序不斷的查詢該標(biāo)志來決定是否發(fā)送或接收下一位,當(dāng)然程序中需對(duì)中斷進(jìn)行初始化,同時(shí)編寫中斷程序。本程序使用Timer0中斷。

    #define TM0_FLAG P1_2 //設(shè)傳輸標(biāo)志位

    //計(jì)數(shù)器及中斷初始化

    void S2INI(void)

    {

    TMOD |=0x02; //計(jì)數(shù)器0,方式2

    TH0=0xA0; //預(yù)值為256-96=140,十六進(jìn)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(shí)器0中斷

    EA=1; //中斷允許總開關(guān)

    }

    //接收一個(gè)字符

    uchar RByte()

    {

    uchar Output=0;

    uchar i=8;

    TR0=1; //啟動(dòng)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(shí)

    }

    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(biāo)志位。

    }

    //查詢傳輸標(biāo)志位

    void WaitTF0( void )

    {

    while(!TM0_FLAG);

    TM0_FLAG=0; //清標(biāo)志位

    }

    中斷法也是我推薦的方法,和計(jì)數(shù)法大同小異。發(fā)送程序參考計(jì)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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