51单片机模拟串口:三种实现方法解析

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"本文主要介绍了如何使用51系列单片机的普通IO口模拟串口通信,以解决单片机仅有一个串口而需要多个串口功能的问题。模拟串口的关键在于控制IO口的电平变化来模拟串口通信中的位传输,并通过精确的延时来实现不同波特率的设置。文中提到了11.0592MHz晶振的特殊性,使得在某些常见波特率下,延时可以精确到整数个指令周期,简化了编程。文章列举了三种模拟串口的方法,其中一种是延时法,通过计算每个位需要的延时时间(例如9600BPS时为0.104秒),并执行相应数量的指令周期来实现。" 详细知识点: 1. 单片机模拟串口:在51系列单片机只有一个串口的情况下,通过编程技巧使用普通IO口模拟串口通信,实现多串口功能,满足数据采集和上报的需求。 2. 串口通信基础:串口通信通常包括起始位、数据位、校验位和停止位,电平高低变化代表二进制位的0和1。波特率决定了每秒传输的位数,例如9600bps表示每秒传输9600位。 3. 波特率与延时计算:为了模拟不同波特率的串口,需要精确控制每个位的电平持续时间。如9600bps时,每位持续时间为1/(9600bps) = 0.104ms。单片机通过执行一定数量的指令周期来实现延时,这里的11.0592MHz晶振使得特定波特率的延时可以被整除,简化了编程。 4. 11.0592MHz晶振选择的原因:选择11.0592MHz作为晶振频率是因为它能确保在常见的波特率(如9600、4800、19200bps等)下,延时的指令周期数为整数,方便计算和实现。 5. 延时法模拟串口:通过计算每个位所需的延时,然后在程序中执行相应的指令周期数。例如,9600bps时,每个位需要96个指令周期。这种方法需要精确的延时函数,如Delay2cp()。 6. C语言定义与IO口操作:在C语言中,使用#define定义宏,如uchar代表无符号字符型,sbit定义特殊功能寄存器位,如P1_0、P1_1等。同时,使用RXD、TXD等宏定义模拟串口的输入输出。 7. 模拟串口的其他方法:虽然只提及了延时法,但通常还有中断法和定时器法等其他方法,这些方法可能更高效或更适用于特定场景,如中断法可以在接收到信号时立即响应,而定时器法可以更精确地控制时序。 8. 源代码示例:给出的源代码片段展示了如何使用延时法发送一个字节,首先发送起始位,然后逐位发送数据位,每次发送后执行延时函数。 通过上述知识点,开发者可以理解如何在没有额外硬件支持的情况下,利用51系列单片机的IO口模拟串口通信,这对于资源有限的嵌入式系统设计是非常有用的。