基于51系列单片机的通用软件UART的实现

表格 1不同波特率对应的定时器初值

由于该通用软件UART发送和接收过程中使用的是同一个定时器，因此是一个半双工的软件UART。在软件中利用宏定义和条件编译实现了根据用户需要对数据帧的格式和波特率进行设置，提高了软件的可移植性。

3通用软件UART的实现

发送

发送过程采用的是单片机主动控制I/O端口，根据设置好的数据帧格式将数据发送出去，在发送过程中为保证每个发送位的发送时钟相同而将其它无关中断关闭。首先，设定定时器为定时初值，启动定时器，关闭其它无关中断，然后开始发送数据帧；发送完起始位space之后，通过循环结构将移位寄存器中的数据按照从低到高的顺序发送出去，同时计算数据的奇偶校验位，并在发送完数据位之后发送出去，最后发送停止位mark；关闭定时器，开放中断，一帧数据发送结束。发送流程图见图2。

接收

接收过程利用单片机的外部中断实现。将中断源的触发方式设置为下降沿触发，当出现中断时在中断处理程序中接收数据，并将数据放入提前设定的缓冲区内，等待单片机将数据读取。在数据读取的过程中，为了保证数据读取的正确性，必须在每个数据位的中间进行数据采样。在主程序中设置外部中断的触发方式，并将该中断设置为高优先级以保证连续接收数据，然后等待外部中断产生；在中断处理程序中，首先设置定时器初值，启动定时器，关闭其它无关中断；然后等待一个半位时钟，使采样点落在第一个数据位的中间位置，接着通过循环结构将数据读入移位寄存器，同时计算奇偶校验位，接收完毕后如果奇偶校验正确则将数据放到数据缓冲单元中，否则弃之不用；最后关闭定时器，恢复中断。接收流程图见图3。

在接收和发送的过程中需要注意的问题是中断响应时间校准、计数定时器T/C的溢出校准和实时读取。为了能够及时、连续、准确的发送和接收数据帧，在实际的应用过程中需要对定时器初值进行相应的调整，并且在发送和接收的过程中要将无关的中断关闭。

4 结论

本文实现的通用软件UART在多个工程项目中得到应用，并且经过多次改进使之具有了较好的可移植性，加快了系统的开发速度，可以应用在各种51系列的单片机中，并且达到了降低应用系统硬件开销、提高单片机资源利用率的目的。是一种值得推广的系统设计思想。

参考文献
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