C8051F310单片机多UART扩展与软件实现

本文主要探讨了一种基于C8051F310单片机的多UART接口扩展方案，针对硬件方法在工程实施中的局限性，提出了一种创新的解决方案。C8051F310单片机被用作数据收发的中继器，通过软件模拟的方式实现对多个UART接口的集中管理和通信需求。 首先，文章指出8位UART的数据传输机制，通过RX和TX信号线进行双向通信，发送过程包括起始位、数据位和停止位的传输。发送过程中，TX线在发送前保持高电平，发送时置低，随后恢复高电平等待。单个UART的实现依赖于单片机的定时器来控制波特率，通过定时读取或发送位数据，模拟硬件UART的工作。 硬件连接部分，利用C8051F310单片机的定时器T0以双八位定时模式产生波特率，并通过PCA0的边沿捕捉功能监测接收信号。发送状态机通过发送缓冲寄存器与SW_TX端口交互，接收状态机则利用PCA0捕捉SW_RX信号的变化进行数据接收。 在扩展多个UART接口时，文章强调了软件UART的中断管理机制。由于中断处理需要时间，设计中采用多个定时器（T0、T2、T3和PCA定时器）并设定统一的波特率（9600 b/s）以确保同步。为了保证通信的高效，必须确保所有中断处理时间不超过1/2个位时间，尤其是在最不利的并发中断情况下。 本文详细介绍了如何利用C8051F310单片机进行UART接口的扩展，包括硬件连接、软件实现以及多UART接口的管理策略，这对于需要处理多串口通信的工程项目具有实际应用价值。通过这种方法，可以简化硬件设计，提高系统的灵活性和可靠性。