IO模拟串口

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。