傳統(tǒng)的8051 系列單片機一般都配備一個串口，尤其是PIC系列的低端單片機根本就沒有串口。這樣就出問題了，假如當(dāng)前單片機系統(tǒng)要求二個串口或多個串口進行同時通信，單片機只有一個串口可供通信就顯得十分尷尬，但是在實際的應(yīng)用中，有兩種方法可以選擇。
方法1：使用能夠支持多串口通信的單片機，不過通過更換其他單片機多串口單片機會接導(dǎo)致成本的增加。優(yōu)點就是編程簡單，而且通信穩(wěn)定可靠。
方法2：在IO 資源比較充足的情況下，可以通過IO 來模擬串口的通信，雖然這樣會增加編程的難度，模擬串口的波特率會比真正的串口通信低一個層次，但是唯一優(yōu)點就是成本上得到控制，而且通過不同的IO 組合可以實現(xiàn)更加之多的模擬串口，在實際應(yīng)用中往往會采用模擬串口的方法來實現(xiàn)多串口通信。
普遍使用串口通信的數(shù)據(jù)流都是1 位起始位、8 位數(shù)據(jù)位、1 位停止位的格式的。
要注意的是，起始位作為識別是否有數(shù)據(jù)到來，停止位標(biāo)志數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢。起始位固定值為0，停止位固定值為1，那么為什么起始位要是0，停止位要是1 呢？這個很好理解，假設(shè)停止位固定值為1，為了更加易識別數(shù)據(jù)的到來，電平的跳變最為簡單也最容易識別，那么當(dāng)有數(shù)據(jù)來的時候，只要在規(guī)定的時間內(nèi)檢測到發(fā)送過來的第一位的電平是否0 值，就可以確定是否有數(shù)據(jù)到來；另外停止位為1 的作用就是當(dāng)沒有收發(fā)數(shù)據(jù)之后引腳置為高電平起到抗干擾的作用。
在平時使用紅外無線收發(fā)數(shù)據(jù)時，一般都采用模擬串口來實現(xiàn)的，但是有個問題要注意，波特率越高，傳輸距離越近；波特率越低，傳輸距離越遠(yuǎn)。對于這些通過模擬串口進行數(shù)據(jù)傳輸，波特率適宜為1200b/s來進行數(shù)據(jù)傳輸。
下面，就調(diào)試一個模擬串口通訊的例程，模擬串口接收引腳為P3.0，發(fā)送引腳為P3.1。
說明：
為了達到精確的定時，減少模擬串口時收發(fā)數(shù)據(jù)的累積誤差，有必要通過對T/C 進行頻繁的使能和禁止等操作。例如宏TIMER_ENABLE 為使能T/C，宏TIMER_DISABLE 禁止T/C，宏TIMER_WAIT 等待T/C 超時。
模擬串口的工作波特率為9600b/s，在串口收發(fā)的數(shù)據(jù)流當(dāng)中，每一位的時間為1/9600≈104us，若單片機工作在12MHz 頻率下，使用T/C0 工作在方式2，那么為了達到104us 的定時時間，TH0、TL0的初值為256-104=152，在實際的模擬串口中，往往出現(xiàn)收發(fā)數(shù)據(jù)不正確的現(xiàn)象。原因就在于TH0、TL0的初值，或許很多人會疑惑，按道理來說，計算T/C0 的初值是沒有錯的。對，是沒有錯，但是在SendByte和Recv 的函數(shù)當(dāng)中，執(zhí)行每一行代碼都要消耗一定的時間，這就是所謂的“累積誤差”導(dǎo)致收發(fā)數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題，因此我們必須通過實際測試得到TH0、TL0 的初值，最佳值256-99=157。那么在T/C 初始化TimerInit 函數(shù)中，TH0、TL0 的初值不能夠按照常規(guī)來計算得到，實際初值在正常初值附近，可以通過實際測試得到。
模擬串口主要復(fù)雜在模擬串口發(fā)送與接收，具體實現(xiàn)函數(shù)在SendByte 和RecvByte 函數(shù)，這兩個函數(shù)必須要遵循“1 位起始位、8 位數(shù)據(jù)位、1 位停止位”的數(shù)據(jù)流。
SendByte 函數(shù)用于模擬串口發(fā)送數(shù)據(jù)，以起始位“0”作為移位傳輸?shù)钠鹗紭?biāo)志，然后將要發(fā)送的自己從低字節(jié)到高字節(jié)移位傳輸，最后以停止位“1”作為移位傳輸?shù)慕Y(jié)束標(biāo)志。
RecvByte 函數(shù)用于模擬串口接收數(shù)據(jù)，一旦檢測到起始位“0”，就立刻將接收到的每一位移位存儲，最后以判斷停止位“1”結(jié)束當(dāng)前數(shù)據(jù)的接收。
main 函數(shù)完成T/C 的初始化，在while(1)死循環(huán)以檢測起始位“0”為目的，當(dāng)接收到的數(shù)據(jù)達到宏RECEIVE_MAX_BYTES 的個數(shù)時，將接收到的數(shù)據(jù)返發(fā)到外設(shè)。
STC12C5A32S2調(diào)試通過，臨時沒有發(fā)現(xiàn)錯誤。其他類型的單片機可根據(jù)此算法移植。
UART.C:
#include "stc.h"
#include "S_UART.h"
unsigned char fTimeouts=0;//定時器超時溢出標(biāo)志位
unsigned char RecvBuf[16];
unsigned char RecvCount=0;
void Delay100ms() //@12.000MHz
{
unsigned char i, j, k;
i = 5;
j = 144;
k = 71;
do
{
do
{
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}
/****************************************
*函數(shù)名稱:UARTSendByte
*輸 入:byte 要發(fā)送的字節(jié)
*輸 出:無
*功 能:串口發(fā)送單個字節(jié)
******************************************/
void SendByte(unsigned char b)
{
unsigned char i=8;
TXD=0;
TIMER_ENABLE();
TIMER_WAIT();
while(i--)
{
if(b&1)TXD=1;
else TXD=0;
TIMER_WAIT();
b>>=1;
}
TXD=1;
TIMER_WAIT();
TIMER_DISABLE();
}
/****************************************
*函數(shù)名稱:RecvByte
*輸 入:無
*輸 出:單個字節(jié)
*功 能:串口 接收單個字節(jié)
******************************************/
unsigned char RecvByte(void)
{
unsigned char i;
unsigned char b=0;
TIMER_ENABLE();
TIMER_WAIT();
for(i=0;i<8;i++)
{
if(RXD)b|=(1<<i);
TIMER_WAIT();
}
TIMER_WAIT(); //等待結(jié)束位
TIMER_DISABLE();
return b;
}
/****************************************
*函數(shù)名稱:PrintfStr
*輸 入:pstr 字符串
*輸 出:無
*功 能:串口 打印字符串
******************************************/
void PrintfStr(char * pstr)
{
while(pstr && *pstr)
{
SendByte(*pstr++);
}
}
/****************************************
*函數(shù)名稱:TimerInit
*輸 入:無
*輸 出:無
*功 能:定時器初始化
******************************************/
void TimerInit(void)
{
AUXR &= 0x7F; //定時器時鐘12T模式
TMOD &= 0xF0; //設(shè)置定時器模式
TMOD |= 0x02; //設(shè)置定時器模式
TL0 = 0x98; //設(shè)置定時初值
TH0 = 0x98; //設(shè)置定時重載值
TF0 = 0; //清除TF0標(biāo)志
TR0 = 1; //定時器0開始計時
ET0=1;
EA=1;
}
/****************************************
*函數(shù)名稱:StartBitCome
*輸 入:無
*輸 出:0/1
*功 能:是否有起始位到達
******************************************/
unsigned char StartBitCome(void)
{
return (RXD==0);
}
/****************************************
*函數(shù)名稱:main
*輸 入:無
*輸 出:無
*功 能:函數(shù)主體
******************************************/
void main(void)
{
unsigned char i;
TimerInit();
PrintfStr("Hello 8051\r\n");
while(1)
{
if(StartBitCome())
{
RecvBuf[RecvCount++]=RecvByte();
if(RecvCount>=RECEIVE_MAX_BYTES)
{
RecvCount=0;
for(i=0;i<RECEIVE_MAX_BYTES;i++)
{
SendByte(RecvBuf[i]);
}
}
}
PrintfStr("Hello 8051\r\n");
Delay100ms();
}
}
/****************************************
*函數(shù)名稱:TimerIRQ
*輸 入:無
*輸 出:無
*功 能:定時器中斷服務(wù)程序
******************************************/
void TimerIRQ(void) interrupt 1 using 0
{
fTimeouts=1;
}
UART.h
#ifndef __S_UART_H__
#define __S_UART_H__
#define RXD P3_0 //宏定義:接收數(shù)據(jù)的引腳
#define TXD P3_1 //宏定義:發(fā)送數(shù)據(jù)的引腳
#define RECEIVE_MAX_BYTES 16//宏定義:最大接收字節(jié)數(shù)
#define TIMER_ENABLE() {TL0=TH0;TR0=1;fTimeouts=0;}//使能定時器
#define TIMER_DISABLE() {TR0=0;fTimeouts=0;}//禁止定時器
#define TIMER_WAIT() {while(!fTimeouts);fTimeouts=0;}//等待定時器超時
extern unsigned char fTimeouts;//定時器超時溢出標(biāo)志位
extern unsigned char RecvBuf[16];
extern unsigned char RecvCount;
#endif
