用单片机普通I_O口模拟串口的一种方法

电子报/2005年/12月/18日/第011版

单片机应用

用单片机普通I/O口模拟串口的一种方法

南昌李春玲

MCS－51系列单片机片内有一个串行I／O端口，通过引脚RXD （P3.0）和TXD（P3.1）与外设进行全双工的串行异步通信。串行端口有四种基本工作方式：方式0主要用于外接移位寄存器，以扩展单片机的I／O接口；方式1多用于双机之间或与外设的通信；方式2、方式3除有方式1的功能外，还可用作主从式多机通信，构成分布式多机系统。

在应用系统中，若需要多个串口，且各串口工作方式要求不同，如：通信波特率不一样，通常的方法是扩展一片可编程串行接口芯片，如8251或8250，但这样增加了硬件开销，且需要占用较多的I／O资源。本文介绍一种用单片机普通I／O口模拟串口的方法。

以A、B两个单片机之间的串行通信为例，电路如图1所示。使用了P1口中的3条普通I／O口，其中P1.0为串行发送端（模拟TXD），P1.1为串行接收端（模拟RXD），P1.2作为对方单片机的中断申请信号INTO的输入线（模拟内部串行口中断源RI／TI）。

串行通信信息帧的发送与接收由软件编程实现。工作过程如下（以A机发送、B机接收为例）：

1.A机从P1.2口输出中断申请信号。

2.A机通过P1.0口发送一帧模拟信息。串行通信采用异步传送格式：包括1位起始位（低电平）、7或8位数据编码、1位奇偶校验位（可不要）、1位停止位（高电平）。串行通信中，如果数据传送的波特率为1200bps，则每位信息维持时间为0.833ms。

程序段TTXD完成上述发送功能。信息帧为10位（1位起始位、8位数据编码、无奇偶校验位、1位停止位）。

3.B机接收到INTO的中断申请信号后，自动进入中断服务程序，同步进行模拟异步接收。当P1.1口从高变低时，说明一帧开始，然后依次接收8位数据编码，采样数据在每一位的中间进行，故接收与发送要错开半位，最后检测到高电平后，跳出中断。一次中断完成一帧信息的接收，获得一个字节的数据。

INTO的中断服务程序段RRXD完成上述接收功能。

程序清单如下：

TTXD：MOV A，＃DATA；发送字节送A

CLR P1.2；送中断申请信号

SETB P1.0

LCALL DELAY417

CLR P1.0

LCALL DELAY417

LCALL DELAY417

；模拟1位起始位

MOV R3，＃8

OUT：RRC A

MOV P1.0，C；发送1位数据

LCALL DELAY417

LCALL DELAY417

；维持0.833ms

DJNZ R3，OUT；发送下一位数据

SETB P1.0

LCALL DELAY417

LCALL DELAY417；模拟停止位

SETB P1.2；“1”送P1.2

RET

RRXD：SETB P1.1

JB P1.1，＄；检测起始位

MOV R3，＃8

LCALL DELAY417；错开半位

IN：LCALL DELAY417

LCALL DELAY417

MOV C，P1.1；接收采样数据

RRC A；移入A中

DJNZ R3，IN；接收下一位

JNB P1.1，＄；检测停止位

RETI

若单片机使用12MHz的晶振，延时约417μs的程序为：

DELAY417：MOV R5，＃205

XH：DJNZ R5，XH

RET

使用该方式亦可实现主从式多机通信。模拟单片机串口方式2和方式3所构成的主从式多机通信电路如图2所示。编程时，发送程序生成欲与之通信的从机地址编号，接收程序接收到地址编码后，与本机地址比较，若相同，则准备接收数据；若不同，则跳出中断服务程序。