21ic电子技术开发论坛 › 单片机与嵌入式系统 › 新唐MCU › 模拟串口
返回列表 发新帖我要提问

[DemoCode下载] 模拟串口

[复制链接]
1364|9
 楼主| dongnanxibei 发表于 2017-2-22 14:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
模拟串口, 单片机, 通信, 串口通信, 系列单片机
/***************************************************
*作    者:温子祺

*说    明:模拟串口实验   
***************************************************/
传统的8051系列单片机一般都配备一个串口，而STC89C52RC增强型单片机也不例外，只有一个串口可供使用，这样就出问题了，假如当前单片机系统要求二个串口或多个串口进行同时通信，8051系列单片机只有一个串口可供通信就显得十分尴尬，但是在实际的应用中，有两种方法可以选择。
方法1：使用能够支持多串口通信的单片机，不过通过更换其他单片机来代替8051系列单片机，这样就会直接导致成本的增加，优点就是编程简单，而且通信稳定可靠。
方法2：在IO资源比较充足的情况下，可以通过IO来模拟串口的通信，虽然这样会增加编程的难度，模拟串口的波特率会比真正的串口通信低一个层次，但是唯一优点就是成本上得到控制，而且通过不同的IO组合可以实现更加之多的模拟串口，在实际应用中往往会采用模拟串口的方法来实现多串口通信。
普遍使用串口通信的数据流都是1位起始位、8位数据位、1位停止位的格式的,如表1。
表1
起始位
8位数据位
停止位
0
Bit0
Bit1
Bit2
Bit3
Bit4
Bit5
Bit6
Bit7
1
要注意的是，起始位作为识别是否有数据到来，停止位标志数据已经发送完毕。起始位固定值为0，停止位固定值为1，那么为什么起始位要是0，停止位要是1呢？这个很好理解，假设停止位固定值为1，为了更加易识别数据的到来，电平的跳变最为简单也最容易识别，那么当有数据来的时候，只要在规定的时间内检测到发送过来的第一位的电平是否0值，就可以确定是否有数据到来；另外停止位为1的作用就是当没有收发数据之后引脚置为高电平起到抗干扰的作用。
在平时使用红外无线收发数据时，一般都采用模拟串口来实现的，但是有个问题要注意，波特率越高，传输距离越近；波特率越低，传输距离越远。对于这些通过模拟串口进行数据传输，波特率适宜为1200b/s来进行数据传输。
   例子：在使用单片机的串口接收数据实验当中，使用串口调试助手发送16字节数据，单片机采用模拟串口的方法将接收到的数据返发到PC机。

回复

收藏1 举报

相关帖子
 楼主| dongnanxibei 发表于 2017-2-22 14:45 | 显示全部楼层
模拟串口实验代码：
复制
  1. #include "stc.h"
    


  2. 

  3.  #define RXD P3_0              //宏定义:接收数据的引脚
    

  4.  #define TXD P3_1              //宏定义:发送数据的引脚
    

  5.  #define RECEIVE_MAX_BYTES 16//宏定义:最大接收字节数
    


  6. 

  7.  #define TIMER_ENABLE()  {TL0=TH0;TR0=1;fTimeouts=0;}//使能T/C
    

  8.  #define TIMER_DISABLE() {TR0=0;fTimeouts=0;}//禁止T/C
    

  9.  #define TIMER_WAIT()    {while(!fTimeouts);fTimeouts=0;}//等待T/C超时
    


  10. 


  11. 

  12. unsigned char fTimeouts=0;//T/C超时溢出标志位
    

  13.  unsigned char RecvBuf[16];//接收数据缓冲区
    

  14.  unsigned char RecvCount=0;//接收数据计数器
    

  15.  
    


  16. 

  17.  /****************************************
    

  18. *函数名称:SendByte
    

  19. *输    入:byte 要发送的字节
    

  20. *输    出:无
    

  21. *功    能:串口发送单个字节
    

  22. ******************************************/
    

  23.  void SendByte(unsigned char b)
    

  24. {
    

  25.      unsigned char i=8;
    

  26.      
    

  27.      TXD=0;
    


  28. 

  29.      TIMER_ENABLE();
    

  30.      TIMER_WAIT();
    

  31.      
    


  32. 

  33.      while(i--)
    

  34.      {
    

  35.         if(b&1)TXD=1;
    

  36.         else    TXD=0;
    


  37. 

  38.         TIMER_WAIT();
    

  39.         
    

  40.         b>>=1;
    


  41. 

  42.      }
    


  43. 

  44.      
    

  45.      TXD=1;
    


  46. 

  47.      TIMER_WAIT();
    

  48.      TIMER_DISABLE();
    

  49. }
    

  50.  /****************************************
    

  51. *函数名称:RecvByte
    

  52. *输    入:无
    

  53. *输    出:单个字节
    

  54. *功    能:串口 接收单个字节
    

  55. ******************************************/
    

  56. unsigned char RecvByte(void)
    

  57. {
    

  58.      unsigned char i;
    

  59.      unsigned char b=0;
    

  60.      
    

  61.      TIMER_ENABLE();
    

  62.      TIMER_WAIT();
    


  63. 

  64.      for(i=0;i<8;i++)
    

  65.      {
    

  66.          if(RXD)b|=(1<<i);
    


  67. 

  68.          TIMER_WAIT();
    

  69.      }
    


  70. 

  71.      TIMER_WAIT();  //等待结束位
    

  72.       TIMER_DISABLE();
    

  73.   
    

  74.      return b;
    


  75. 

  76. }
    

  77.  /****************************************
    

  78. *函数名称:PrintfStr
    

  79. *输    入:pstr 字符串
    

  80. *输    出:无
    

  81. *功    能:串口 打印字符串
    

  82. ******************************************/
    

  83.  void PrintfStr(char * pstr)
    

  84. {
    

  85.       while(pstr && *pstr)
    

  86.      {
    

  87.            SendByte(*pstr++);
    

  88.      }
    

  89. }
    

  90.  /****************************************
    

  91. *函数名称:TimerInit
    

  92. *输    入:无
    

  93. *输    出:无
    

  94. *功    能:T/C初始化
    

  95. ******************************************/
    

  96.  void TimerInit(void)
    

  97. {
    

  98.      TMOD=0x02; 
    

  99.      TR0=0;
    

  100.      TF0=0;
    

  101.      TH0=(256-99);
    

  102.      TL0=TH0;
    

  103.      ET0=1;
    

  104.      EA=1;
    

  105. }
    

  106.  /****************************************
    

  107. *函数名称:StartBitCome
    

  108. *输    入:无
    

  109. *输    出:0/1
    

  110. *功    能:是否有起始位到达
    

  111. ******************************************/
    

  112. unsigned char StartBitCome(void)
    

  113. {
    

  114.          return (RXD==0);
    

  115. }
    

  116.  /****************************************
    

  117. *函数名称:main
    

  118. *输    入:无
    

  119. *输    出:无
    

  120. *功    能:函数主体
    

  121. ******************************************/
    

  122.  void main(void)
    

  123. {
    

  124.      unsigned char i;
    


  125. 

  126.      TimerInit();
    


  127. 

  128.      PrintfStr("Hello 8051\r\n");
    


  129. 

  130.      while(1)
    

  131.      {
    

  132.         if(StartBitCome())
    

  133.         {                     
    

  134.            RecvBuf[RecvCount++]=RecvByte();
    

  135.            
    

  136.            if(RecvCount>=RECEIVE_MAX_BYTES)
    

  137.            {
    

  138.               RecvCount=0;
    


  139. 

  140.               for(i=0;i<RECEIVE_MAX_BYTES;i++)
    

  141.               {
    

  142.                   SendByte(RecvBuf[i]);
    

  143.               }
    

  144.            }       
    

  145.         }
    

  146.  
    

  147.      }
    

  148. }
    

  149.  /****************************************
    

  150. *函数名称:TimerIRQ
    

  151. *输    入:无
    

  152. *输    出:无
    

  153. *功    能:T/C0中断服务函数
    

  154. ******************************************/
    

  155.  void Timer0IRQ(void) interrupt 1 using 0
    

  156. {
    

  157.      fTimeouts=1;
    

  158. }
回复

收藏1 举报

 楼主| dongnanxibei 发表于 2017-2-22 14:46 | 显示全部楼层
代码分析

在模拟串口实验代码中，宏的使用占用了相当的一部分。

#define RXD P3_0          //宏定义:接收数据的引脚

#define TXD P3_1          //宏定义:发送数据的引脚

#define TIMER_ENABLE()  {TL0=TH0;TR0=1;fTimeouts=0;}//使能T/C

#define TIMER_DISABLE() {TR0=0;fTimeouts=0;}//禁止T/C

#define TIMER_WAIT()    {while(!fTimeouts);fTimeouts=0;}//等待T/C超时

   

模拟串口接收引脚为P3.0，发送引脚为P3.1。为了达到精确的定时，减少模拟串口时收发数据的累积误差，有必要通过对T/C进行频繁的使能和禁止等操作。例如宏TIMER_ENABLE为使能T/C，宏TIMER_DISABLE禁止T/C，宏TIMER_WAIT等待T/C超时。

模拟串口的工作波特率为9600b/s，在串口收发的数据流当中，每一位的时间为1/9600≈104us，

若单片机工作在12MHz频率下，使用T/C0工作在方式2，那么为了达到104us的定时时间，TH0、TL0的初值为256-104=152，在实际的模拟串口中，往往出现收发数据不正确的现象。原因就在于TH0、TL0的初值，或许很多人会疑惑，按道理来说，计算T/C0的初值是没有错的。对，是没有错，但是在SendByte和Recv的函数当中，执行每一行代码都要消耗一定的时间，这就是所谓的“累积误差”导致收发数据出现问题，因此我们必须通过实际测试得到TH0、TL0的初值，最佳值256-99=157。那么在T/C初始化TimerInit函数中，TH0、TL0的初值不能够按照常规来计算得到，实际初值在正常初值附近，可以通过实际测试得到。

模拟串口主要复杂在模拟串口发送与接收，具体实现函数在SendByte和RecvByte函数，这两个函数必须要遵循“1位起始位、8位数据位、1位停止位”的数据流。

SendByte函数用于模拟串口发送数据，以起始位“0”作为移位传输的起始标志，然后将要发送的自己从低字节到高字节移位传输，最后以停止位“1”作为移位传输的结束标志。

RecvByte函数用于模拟串口接收数据，一旦检测到起始位“0”，就立刻将接收到的每一位移位存储，最后以判断停止位“1”结束当前数据的接收。
回复

收藏1 举报

 楼主| dongnanxibei 发表于 2017-2-22 14:47 | 显示全部楼层
main函数完成T/C的初始化，在while(1)死循环以检测起始位“0”为目的，当接收到的数据达到宏RECEIVE_MAX_BYTES的个数时，将接收到的数据返发到外设。
回复

收藏1 举报

zhuomuniao110 发表于 2017-2-22 18:10 | 显示全部楼层
在51的世界里，IO口模拟各种通信协议是必须会的。
回复

收藏1 举报

xixi2017 发表于 2017-4-20 17:16 | 显示全部楼层
起始位作为识别是否有数据到来，停止位标志数据已经发送完毕
回复

收藏1 举报

Tiger535 发表于 2017-4-22 19:13 | 显示全部楼层
不错，真需要。这方面的资料。
回复

收藏1 举报

heisexingqisi 发表于 2017-4-23 15:13 | 显示全部楼层
波特率越低，传输距离越远。波特率低的话，抗干扰能力越强。
回复

收藏1 举报

643757107 发表于 2017-4-24 11:26 | 显示全部楼层
使用能够支持多串口通信的单片机，不过通过更换其他单片机来代替8051系列单片机，这样就会直接导致成本的增加，优点就是编程简单，而且通信稳定可靠。
回复

收藏1 举报

捉虫天师 发表于 2017-4-24 22:45 | 显示全部楼层
通信接口的IO模拟关键是时序。
回复

收藏1 举报

返回列表 发新帖
高级模式
B Color Image Link Quote Code Smilies
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

dongnanxibei

225

主题

3870

帖子

18

粉丝
快速回复 在线客服 返回列表 返回顶部