基于51系列單片機的通用軟件UART的實(shí)現

表格 1不同波特率對應的定時(shí)器初值

由于該通用軟件UART發(fā)送和接收過(guò)程中使用的是同一個(gè)定時(shí)器，因此是一個(gè)半雙工的軟件UART。在軟件中利用宏定義和條件編譯實(shí)現了根據用戶(hù)需要對數據幀的格式和波特率進(jìn)行設置，提高了軟件的可移植性。

3 通用軟件UART的實(shí)現

發(fā)送

發(fā)送過(guò)程采用的是單片機主動(dòng)控制I/O端口，根據設置好的數據幀格式將數據發(fā)送出去，在發(fā)送過(guò)程中為保證每個(gè)發(fā)送位的發(fā)送時(shí)鐘相同而將其它無(wú)關(guān)中斷關(guān)閉。首先，設定定時(shí)器為定時(shí)初值，啟動(dòng)定時(shí)器，關(guān)閉其它無(wú)關(guān)中斷，然后開(kāi)始發(fā)送數據幀；發(fā)送完起始位space之后，通過(guò)循環(huán)結構將移位寄存器中的數據按照從低到高的順序發(fā)送出去，同時(shí)計算數據的奇偶校驗位，并在發(fā)送完數據位之后發(fā)送出去，最后發(fā)送停止位mark；關(guān)閉定時(shí)器，開(kāi)放中斷，一幀數據發(fā)送結束。發(fā)送流程圖見(jiàn)圖2。

接收

接收過(guò)程利用單片機的外部中斷實(shí)現。將中斷源的觸發(fā)方式設置為下降沿觸發(fā)，當出現中斷時(shí)在中斷處理程序中接收數據，并將數據放入提前設定的緩沖區內，等待單片機將數據讀取。在數據讀取的過(guò)程中，為了保證數據讀取的正確性，必須在每個(gè)數據位的中間進(jìn)行數據采樣。在主程序中設置外部中斷的觸發(fā)方式，并將該中斷設置為高優(yōu)先級以保證連續接收數據，然后等待外部中斷產(chǎn)生；在中斷處理程序中，首先設置定時(shí)器初值，啟動(dòng)定時(shí)器，關(guān)閉其它無(wú)關(guān)中斷；然后等待一個(gè)半位時(shí)鐘，使采樣點(diǎn)落在第一個(gè)數據位的中間位置，接著(zhù)通過(guò)循環(huán)結構將數據讀入移位寄存器，同時(shí)計算奇偶校驗位，接收完畢后如果奇偶校驗正確則將數據放到數據緩沖單元中，否則棄之不用；最后關(guān)閉定時(shí)器，恢復中斷。接收流程圖見(jiàn)圖3。

在接收和發(fā)送的過(guò)程中需要注意的問(wèn)題是中斷響應時(shí)間校準、計數定時(shí)器T/C的溢出校準和實(shí)時(shí)讀取。為了能夠及時(shí)、連續、準確的發(fā)送和接收數據幀，在實(shí)際的應用過(guò)程中需要對定時(shí)器初值進(jìn)行相應的調整，并且在發(fā)送和接收的過(guò)程中要將無(wú)關(guān)的中斷關(guān)閉。

4 結論

本文實(shí)現的通用軟件UART在多個(gè)工程項目中得到應用，并且經(jīng)過(guò)多次改進(jìn)使之具有了較好的可移植性，加快了系統的開(kāi)發(fā)速度，可以應用在各種51系列的單片機中，并且達到了降低應用系統硬件開(kāi)銷(xiāo)、提高單片機資源利用率的目的。是一種值得推廣的系統設計思想。

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