51单片机模拟串口的方法的总结

judy的头像

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。

用户喜欢...

RTD 比率式温度测量的模拟前端设计考虑

许多系统设计人员使用-型ADC和RTD(电阻式温度检测器)进行温度测量,但实现ADC数据手册中规定的高性能时有困难。例如,一些设计人员可能只能从16位至18位ADC获得12至13个无噪声位。本文介绍...


突破PLCDCS多通道模拟输入通道间隔离、高密度和EMI高辐射的设计障碍

在高端工厂自动化应用中(如油气厂和电厂),常会要求多路采 集通道与通道之间进行隔离,其中高耐压、小尺寸、低EMI、高可 靠性和低成本等要求在通道间隔离设计中别具挑战性。通常目前...


RTD比例测量的模拟前端设计考虑因素

许多系统设计人员将Sigma-Delta ADC与RTD(电阻温度检测器)一起用于温度测量,但难以实现他们所使用的ADC数据表所规定的高性能。例如,一些设计人员可能只能从16-18位ADC获得12-13个无噪声位。...


通过模拟深入研究5G NR

3第三代合作伙伴计划(3GPP)去年十二月公布的非独立(NSA)5G创新无线电(NR)规范。NSA规范与LTE / NR双连接(DC)相关联。NSA部署需要更复杂的硬件实现,以允许同时连接LTE和NR网络。 在白皮...


MAX30001 生物电势模拟前端 (AFE) 解决方案

Maxim Integrated MAX30001生物电势模拟前端 (AFE) 解决方案是完整的生物电势和生物阻抗 (BioZ) AFE解决方案,非常适合用于可穿戴应用。高性能MAX30001具有超低功耗,延长了电池使用寿命,可用于临床...


ADAS 系统都需要 5V 和 3.3V 轨给各种模拟和数字 IC 组件供电

ADAS 基本知识 高级驾驶员辅助系统 (Advanced Driver Assistance Systems,ADAS) 有助于安全行驶,并在系统检测到来自周围物体有风险时可提醒驾驶员,无论这是什么风险 。增加 ADAS 系统是 2016 年至 202...


为什么单片机中既有Flash又有EEPROM?

单片机运行时的数据都存在于RAM(随机存储器)中,在掉电后RAM 中的数据是无法保留的,那么怎样使数据在掉电后不丢失呢?这就需要使用EEPROM 或FLASHROM 等存储器来实现。 插播一段:ROM最初...


单片机延时问题20问

答:如果用循环语句实现的循环,没法计算,但是可以通过软件仿真看到具体时间,但是一般精精确延时是没法用循环语句实现的。 如果想精确延时,一般需要用到定时器,延时时间与晶振有...


【PIC单片机】Pic单片机基础知识

本次学习采用PIC16F877A芯片及HJ-5G 开发板 一、IO口操作 1.1 设置I/O口方向:input or output TRISx 方向寄存器 (Transport and Receive Index Storage) 1.2 设置I/O口的数值 PORTx 数值寄存器 端口P.S.复位后初始状态:...


单片机小白学步(9) 用万用焊板搭建实验电路

这一篇我们继续上篇《单片机小白学步(8) 用面包板搭建实验电路》的话题,讲解自己搭建电路的另一种方法:用万用焊板搭建电路。在此之前,先普及几点基础知识。 电路板 首先我们了解下...


C51单片机是怎么存储程序和数据的

初学51总是会有这样的疑问,从电脑下载程序到开发板后,程序去哪了? C51中,用户或应用程序,系统程序和数据都是存放在哪的? 51单片机从物理结构上,可分为片内,片外程序存储器,片...


单片机应用系统硬件设计应该考虑的11个问题

(1)存储器扩展: 容量需求,在选择时就考虑到单片机的内部存储器资源,如能满足要求就不需要进行扩展,在必须扩展时注意存储器的类型、容量和接口,一般尽量留有余地,并且尽可能减...


高速ADC模拟输入架构类型详解

采用高速模数转换器(ADC)的系统设计非常困难,对于输入有两类ADC架构可供选择:缓冲型和无缓冲型。 缓冲和无缓冲架构的特征 缓冲架构的基本特征 高线性度缓冲器,但需要更高的功率;...


STM32单片机串口通信波特率计算方法

1. 什么是波特率 不管是什么单片机,在使用串口通信的时候,有一个非常重要的参数:波特率。什么是波特率:波特率就是每秒传送的字节数。双方在传输数据的过程中,波特率一致,这是...


基于AT89S52单片机的智能数字电子时钟设计

(1)数字钟实现对年、月、日、时、分、秒、星期显示的计时装置,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带...


单片机小白学步(8) 用面包板搭建实验电路

前面介绍了几种准备实验板的方案。这里先介绍方案一,我将同大家一起搭建一块简易的单片机实验板,一起感受动手实践的乐趣。 我们有两种自己搭建实验板的方案,一是用面包板,二是...