89C51单片机I/O口模拟串行通信实现

"89C2051单片机串口通信实现及原理" 89C2051是一款基于8051内核的单片机，它具有丰富的I/O资源，但在标准配置下只有一个UART（通用异步收发传输器）串行通信接口。在某些需要多个串行接口的应用场景，如多机通信系统，扩展额外的串行接口芯片如8251或8250是常见的解决方案。然而，通过巧妙的编程技巧，89C2051的普通I/O口也能模拟实现串行通信功能。 串行通信有两种基本方式：同步和异步。异步通信是最常用的，其特点是数据传输以起始位和停止位为边界，通常采用7或8位数据编码，并可选择奇偶校验位。一个典型的帧格式是N.8.1，即无奇偶校验，8位数据，1位起始位，1位停止位。波特率决定了每秒钟传送的数据位数，例如1200波特意味着每秒传送120个字节，每个位的传输时间为0.833毫秒。 硬件电路方面，89C2051与PC机的RS232串口通信需要进行电平转换，因为PC机的串口遵循RS232C标准，采用负逻辑电平，而89C2051使用的是TTL电平。MAX232芯片常用于这种电平转换，可以仅用+5V电源实现RS232的逻辑电平转换。在示例电路中，P1.0口模拟串行数据的发送，P1.1口模拟接收。 接口程序设计是模拟串行通信的关键。在89C2051中，需要编写控制P1.0和P1.1口的程序，以实现串行通信的时序。发送数据时，需要精确控制数据的发送时机，确保在正确的时钟周期内切换I/O口的状态。接收数据时，要检测输入引脚的变化，同时处理起始位、数据位、校验位和停止位。 软件实现串行通信通常涉及以下步骤： 1. 初始化：设置波特率，这通常通过改变定时器的预分频值和工作模式来实现。 2. 发送数据：根据波特率控制P1.0口输出数据，每个位之间要有适当的延时。 3. 接收数据：通过中断或轮询方式检测P1.1口，读取数据并解析起始位、数据位和停止位。 4. 错误检测：如果接收到的数据不符合预定的帧格式，应进行错误处理。 为了提高通信的可靠性，还可以加入握手协议，如硬件握手（如RTS/CTS、DTR/DSR）或软件握手（如XON/XOFF）。此外，对于奇偶校验位的处理，可以通过软件计算校验和并与接收到的校验位比较，确保数据的准确性。 89C2051单片机通过I/O口模拟串行通信是一种节省资源的方案，尤其适用于资源有限的嵌入式系统。通过精确的时序控制和合理的软件设计，可以实现与多个设备的高效通信。