本文提出的模拟串口设计方法，其独特之处在于：仅仅使用任意2个普通I/O引脚和1个定时中断实现了全双工串口，对硬件的占用较少，具有多可串口扩展能力；在串口接收的起始位判别时采用了连续3次采样的判别方法，该方法实现简单、准确率高；用定时中断实现了串口数据的发送和接收，并实现了FIFO队列，使串口发送和接收工作效率高。
【基于单片机的软件UART设计思想】
在嵌入式系统设计中，串行通信是一种常用的接口技术，尤其在资源有限的单片机系统中，软件UART（通用异步接收发送器）是一种实用且经济的解决方案。软件UART设计的核心是通过软件模拟硬件UART的功能，以实现串行通信。本文提出了一种高效且灵活的软件UART设计方法，其主要特点如下：
1. **硬件资源利用率高**：只需两个普通的I/O引脚（TxD和RxD）和一个定时中断，即可构建全双工串口。这种方法极大地减少了对硬件的需求，同时具备扩展多个串口的能力。
2. **起始位判别**：在接收端，采用了连续3次采样的方法来判断起始位，这种方法简单易行，提高了识别的准确性，避免了误触发。
3. **定时中断驱动**：通过定时中断控制数据的发送和接收，确保了波特率的精确性，同时也实现了FIFO（先进先出）队列，提升了串口数据传输的效率和稳定性。
4. **FIFO队列**：在发送和接收端都实现FIFO，使得数据的处理更加流畅，减少了因等待数据准备或发送而导致的中断延迟，提高了系统响应速度。
5. **适用性广泛**：由于大多数单片机都支持定时器中断，这种设计方法可以广泛应用在不同型号的单片机上，包括低速（如89S51）和高速（如AVR、PIC、C8051、STC12）的单片机，适应不同速率的串口通信需求。
6. **降低成本**：随着单片机处理速度的提升和价格的下降，软件UART提供了一种有效的降低成本的途径，尤其适合对硬件成本敏感的电子产品开发。
具体实现过程中，单片机在发送数据时，由发送状态机控制整个过程，每个定时中断发送一个位，直至完成一个字节帧的发送。而在接收端，通过定时中断进行起始位的采样，接收到停止位后，将接收到的数据存储到FIFO队列中。例如，在STC12C1052单片机上，采用晶振频率22.1184MHz，计算波特率定时时间，并进行3分频以获得标准波特率。
总结来说，基于单片机的软件UART设计通过软件算法和中断机制，成功地在硬件资源有限的环境中实现了高效、可靠的串口通信功能，这对于资源受限的嵌入式系统设计具有重要的实践意义。
