将IO口模拟成串口发送数据,使用STC89C51单片机及22.1184MHz晶振,波特率最高可达57600,使用115200的波特率有大量错码,不能正常使用。51的单片机可直接编译烧录使用(根据晶振频率不同对初值更改以改变波特率)。
### IO模拟串口知识点
#### 一、IO模拟串口概念
在嵌入式系统开发过程中,有时会遇到没有硬件串口或者硬件串口数量不足的情况。这时可以通过软件编程的方式,利用通用IO口来模拟串行通信接口的功能,即IO模拟串口。这种方式虽然效率相对较低,但在某些情况下可以作为一种灵活的解决方案。
#### 二、实现原理
**1. 波特率计算**
在本例中使用的STC89C51单片机以及22.1184MHz的晶振下,波特率最高可达57600bps。实现串口通信的关键在于设置正确的波特率,即单位时间内传输的位数。波特率的计算公式如下:
\[ f_{osc} \div (12 \times (256 - TH0)) \]
其中,\(f_{osc}\)为晶振频率,在本例中为22.1184MHz;TH0为定时器0的高8位寄存器的值。当TH0设置为0xE0时,对应的波特率为57600bps。
**2. 数据发送**
为了发送一个字节的数据,需要按位进行发送。首先设置初始状态为低电平,然后通过循环将每一位数据依次发送出去,并且每次发送之后都需要等待定时器溢出标志位TF0变为1,以确保数据位的准确发送。发送停止位,即设置TX为高电平,完成一个字节的发送。
**3. 定时器配置**
为了实现准确的波特率,需要合理配置定时器0。在代码中,定时器0被配置为工作模式2,即自动重装载的8位计数器模式。TH0和TL0的初始值均为0xE0,这样可以确保每过一定的时间周期(由TH0确定),TF0就会置1,用于控制每一位数据的发送间隔。
#### 三、代码分析
- **头文件包含**:`#include<reg52.h>`引入了51系列单片机的标准寄存器定义文件。
- **类型定义**:`typedef unsigned char uchar;` 定义了一个新的类型`uchar`,代表无符号字符型变量。
- **外部IO定义**:`sbit TX=P1^1;` 定义了P1口的第1个引脚作为串口的发送端TX。
- **数据发送函数**:`void sendByte(uchar input)` 实现了发送一个字节数据的功能。该函数通过控制定时器0的溢出标志位TF0来确保每一位数据的准确发送。
- **延时函数**:`void delay()` 实现了一定时间的延时功能,以确保数据间的发送间隔足够大,避免干扰。
- **主函数**:`void main()` 在主函数中初始化了定时器0的工作方式、预置值等,并不断循环发送从0x00到0xFF的字节数据。
#### 四、注意事项
1. **波特率限制**:当尝试使用更高的波特率如115200bps时,由于软件延时的不精确性可能导致大量的错误数据。
2. **定时器配置**:合理的定时器配置是实现准确波特率的关键,不同的晶振频率需要调整TH0的值以适应相应的波特率需求。
3. **硬件资源限制**:IO模拟串口是一种软件实现方案,相比硬件串口,其效率较低,可能不适合高速数据传输的应用场景。
#### 五、总结
通过IO口模拟串口发送数据是一种实用的技术手段,尤其适用于单片机资源有限的情况下。然而,由于其实现基于软件而非硬件,因此存在一定的局限性,如波特率上限较低、数据传输不稳定等问题。在实际应用中应根据具体需求和环境条件选择合适的实现方式。