51单片机普通IO口模拟串行口之查询方式

论坛新老朋友们。祝大家新年快乐。在新的一年开始的时候，给大家一点小小的玩意。工程师经常碰到需要多个串口通信的时候，而低端单片机大多只有一个串行口，甚至没有串口。这时候无论是选择高端芯片，还是更改系统设计都是比较麻烦的事。我把以前搞的用普通I/O口模拟串行口通讯的程序拿出来，供大家参考，希望各位兄弟轻点拍砖。基本原理：我们模拟的是串行口方式1.就是最普通的方式。一个起始位、8个数据位、一个停止位。模拟串行口最关键的就是要计算出每个位的时间。以波特率9600为例，每秒发9600个位，每个位就是1/9600秒，约104个微秒。我们需要做一个精确的延时，延时时间+对IO口置位的时间=104微秒。起始位是低状态，再延时一个位的时间。停止位是高状态，也是一个位的时间。数据位是8个位，发送时低位先发出去，接收时先接低位。了解这些以后，做个IO模拟串口的程序，就是很容易的事。我们开始。先上简单原理图：就一个MAX232芯片，没什么好说的，一看就明白。使用单片机普通I/O口，232数据输入端使用51单片机P3.2口（外部中断1口，接到普通口上也可以，模拟中断方式的串行口会有用。呵呵）。数据输出为P0.4（随便哪个口都行）。

下面这个程序，您只需吧P0.4 和P3.2 当成串口直接使用即可，经过测试完全没有问题.
2、底层函数代码如下：

sbit TXD1 = P0^4;	//定义模拟输出脚
sbit RXD1 = P3^2;   //定义模拟输入脚

bdata unsigned char SBUF1;   //定义一个位操作变量
sbit SBUF1_bit0 = SBUF1^0;
sbit SBUF1_bit1 = SBUF1^1;
sbit SBUF1_bit2 = SBUF1^2;
sbit SBUF1_bit3 = SBUF1^3;
sbit SBUF1_bit4 = SBUF1^4;
sbit SBUF1_bit5 = SBUF1^5;
sbit SBUF1_bit6 = SBUF1^6;
sbit SBUF1_bit7 = SBUF1^7;

void delay_bps() {unsigned char i; for (i = 0; i < 29; i++); _nop_();_nop_();} //波特率9600 模拟一个9600波特率

unsigned char getchar2()	//模拟接收一个字节数据
{
	while (RXD1);
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    delay_bps();
    SBUF1_bit0 = RXD1; //0       
    delay_bps();
    SBUF1_bit1 = RXD1; //1       
    delay_bps();
    SBUF1_bit2 = RXD1; //2       
    delay_bps();
    SBUF1_bit3 = RXD1; //3       
    delay_bps();
    SBUF1_bit4 = RXD1; //4       
    delay_bps();
    SBUF1_bit5 = RXD1; //5       
    delay_bps();
    SBUF1_bit6 = RXD1; //6       
    delay_bps();
    SBUF1_bit7 = RXD1; //7       
	delay_bps();
    return(SBUF1) ;      //返回读取的数据
}

void putchar2(unsigned char input)    //模拟发送一个字节数据
{
    SBUF1 = input;
    TXD1 = 0;  //起始位
    delay_bps();    
    TXD1 = SBUF1_bit0;  //0
    delay_bps();    
    TXD1 = SBUF1_bit1;  //1
    delay_bps();    
    TXD1 = SBUF1_bit2;  //2
    delay_bps();    
    TXD1 = SBUF1_bit3;  //3
    delay_bps();    
    TXD1 = SBUF1_bit4;  //4
    delay_bps();    
    TXD1 = SBUF1_bit5;  //5
    delay_bps();    
    TXD1 = SBUF1_bit6;  //6
    delay_bps();    
    TXD1 = SBUF1_bit7;  //7
    delay_bps();    
    TXD1 = 1;       //停止位
    delay_bps();    
}

3、实现串行通讯。在主程序文件中直接调用上面的getchar2()和putchar2()函数，配合电脑的串行口，即可实现串行通讯功能

4、请参考完整程序文件，不过此串行通讯为程序查询方式，如果程序中有中断程序，很可能会造成接收数据丢失。在一会继续发一个帖子，把利用中断方式串行通讯程序也发来给大家看看。注意问题：1、波特率是可以有误差，但每个位的误差，不能大于3%2、中断可能会改变延时的时间。如果你的中断里的程序较长，应该在模拟串口接收和发送时禁止中断。3、接收时要延时1.5个的位时间（一个起始位+半个数据位）。使数据位的采样点尽量放在数据位的中间。[page]

完整程序工程源代码：点击下载
 
主程序：

#include 
#include "delay.h"
#include "sub4094.c"
#include 
sbit spk = P2^5;    //定义蜂鸣器使用的I/O口P2.5
sbit LED = P2^7;
#include "subuart2.c"


void main (void)
{
unsigned char first,zjgs,order,zhen_xh,jym,end;  //定义起始字、字节个数、命令码、帧序号、校验码、结束字
unsigned char i;       //定义1个随机变量
unsigned char sum;     //定义单片机计算用的校验码
unsigned char LED_contrl;  //指示灯控制字
unsigned contrl_1,contrl_2; //移位变量
//unsigned int delay_counter;
P5=0xEF;   //使能流水灯，屏蔽数码管
P4=0x00;      //流水灯全部点亮	
update4094(); //刷新流水灯状态
delay_ms(300);
P4=0xFF;      //流水灯全部熄灭
update4094(); //刷新流水灯状态
while(1)
{
	first=getchar2();   //读取6个数据进行处理。 
	zjgs=getchar2();
	order=getchar2();
	zhen_xh=getchar2();
	jym=getchar2();
	end=getchar2();
	if(0xfa != first) goto end;
	sum=zjgs+order+zhen_xh;
	if(sum != jym) 
	{
		putchar2(0xfa);   //起始字
		putchar2(0x07);    //字节个数
		sum=0x07;
		putchar2(order);   //接收到的命令码
		sum+=order;
		putchar2(zhen_xh); //接收到的帧序号
        putchar2(0x00);    //命令校验错误标志位
		sum+=zhen_xh;
		putchar2(sum);     //校验码
		putchar2(0xfb);
		//蜂鸣器发出报警声音，指示灯闪烁
		for(i=0;i<8;i++)  
		{
		    LED=~LED;     //取反指示灯
			spk=~spk;     //取反蜂鸣器
			delay_ms(200); 
		}
		goto end;
	} 
	if(0xfb != end) goto end;
	switch(order)
	{
		case 1: //将收到的命令返回给串行口
				LED=0;
				putchar2(first);      //起始字  
				putchar2(zjgs);       //字节个数 
				putchar2(order);      //命令码
				putchar2(zhen_xh);    //帧序号
				putchar2(jym);        //校验码
				putchar2(end);      //结束字
				delay_ms(50);
				LED=1;
				//流水灯效果 循环右移
				P4=0xff;                       //熄灭所有指示灯
				update4094();
   				LED_contrl=0x01;               //初始化指示灯控制字节
 				delay_ms(50);                 //延时300MS
 				for(i=0;i<8;i++)
        		{
            	    P4=~LED_contrl;            //点亮控制字节相应指示灯
            		update4094();
					delay_ms(50);
					LED_contrl<<=1;
        		}
				P4=0xff;                       //熄灭所有指示灯
				update4094();
				break;
		case 2: //将收到的命令返回给串行口
				putchar2(first);      //起始字  
				putchar2(zjgs);       //字节个数 
				putchar2(order);      //命令码
				putchar2(zhen_xh);    //帧序号
				putchar2(jym);        //校验码
				putchar2(end);      //结束字
				//流水灯效果 从左到右逐个点亮
				P4=0xff;         //熄灭所有指示灯
    			update4094();
				LED_contrl=0xff;   //初始化指示灯控制字节
 				delay_ms(50);
  				for(i=0;i<8;i++)
     			{
   				    LED_contrl<<=1;
		    		P4=LED_contrl;
					update4094();
					delay_ms(50);
                }
				break;
		case 3: //将收到的命令返回给串行口
				putchar2(first);      //起始字  
				putchar2(zjgs);       //字节个数 
				putchar2(order);      //命令码
				putchar2(zhen_xh);    //帧序号
				putchar2(jym);        //校验码
				putchar2(end);      //结束字
				//流水灯效果  循环对撞
				P4=0xff;          //熄灭所有指示灯
				update4094();
				contrl_1=0x02;   //初始化移位变量1
 				contrl_2=0x80;   //初始化移位变量2
 				delay_ms(50);
  				for(i=0;i<8;i++)
    			{
		            LED_contrl=contrl_1|contrl_2;
  					P4=~LED_contrl; //点亮控制字节相应指示灯
     				update4094();
					delay_ms(50);
  					contrl_1<<=1;  //移位变量1左移1位
   					contrl_2>>=1;  //移位变量2右移1位
     			} 
                P4=0xff;                       //熄灭所有指示灯
				update4094();
                break;
		default:break;
	}
	end:;

}
}