关于89C51单片机I/O口模拟串行通信实现方法

　　目前普遍采用的MCS51 和PIC 系列单片机通常只有一个（或没有）UART异步串行通信接口，在应用系统中若需要多个串行接口（例如在多机通信系统中，主机既要和从机通信又要和终端通信）的情况下，通常的方法是扩展一片8251 或 8250 通用同步/异步接收发送芯片（USART），需额外占用单片机I/O 资源。本文介绍一种用单片机普通I/O 口实现串行通信的方法，可在单片机的应用系统中实现与两个以上串行接口设备的多机通信。

　　1．串行接口的基本通信方式

　　串行接口的有异步和同步两种基本通信方式。异步通信采用用异步传送格式，如图1 所示。数据发送和接收均将起始位和停止位作为开始和结束的标志。在异步通信中，起始位占用一位（低电平）。

　　异步通信采用用异步传送格式

　　用来表示字符开始。其后为7 或8 位的数据编码，第8 位通常做为奇偶校验位。为停止位（高电平）用来表示字符传送结束。上述字符格式通常作为一个串行帧，如无奇偶校验位，即为常见的N.8.1帧格式。串行通信中，每秒传送的数据位称为波特率。如数据传送的波特率为1200 波特，采用N.8.1 帧格式（10 位），则每秒传送字节为120 个，而字节中每一位传送时间即为波特率的倒数：T=I/1200=0.833ms。同样，如数据传送的波特率为9600 波特，则字节中每一位传送时间为T=1/9600=0.104 ms。

　　根据数据传送的波特率即字节中每一位的传送时间，我们便可用普通I/O 口来模拟实现串行通信的时序。

　　2．硬件电路

　　89C51 单片机通过普通I/O 口与PC 机RS232 串口实现通信的硬件接口电路如图2 所示。由于PC 系列微机串行口为RS232C 标准接口，与输入、输出均采用TTL 电平的89C51 单片机在接口规范上不一致，因此TTL电平到RS232 接口电平的转换采用MAXIM 公司的MAX232 标准RS232接口芯片，该芯片可以用单电压（+5V）实现RS232接口逻辑“1”（-3V～215V）和逻辑“0”（+3V～15V）的电平转换。图中89C51 的P1.0 模拟发送端，P1.1 模拟接收端。

　　89C51 单片机通过普通I/O 口与PC 机RS232 串口实现通信的硬件接口电路

　　3．接口程序设计

　　软件设计中，89C51 单片机的P1.0 和P1.1 口分别模拟串行通信的发送和接收，其接口程序主要由INPUT 发送子程序和OUTPUT接收子程序组成。通信速率1200 bit /s，帧格式为N.8.1。发送时，先发送一个起始位（低电平），接着按低位在先的顺序发送8 位数据，发送停止位。接收时，先判断P1.1 接收端口是否有起始低电平出现，如有则按低位在先的顺序接收8 位数，判断P1.1 口是否有停止高电平出现，如有则完成一个数据接收，否则继续等待。其中软件编写要严格按照异步通信的时序进行，每bit 位传送时间间隔按通信速率1200 bit /s计算为833μs。

　　其模拟串行通信程序清单见下，系统要求单片机晶振为6M。程序清单如下：

　　程序

　　程序

　　本文介绍的用 89C51 单片机I/O 口模拟实现串行通信的方法，已成功地应用在某电压数据采集系统中，实践证明能可靠地传送和接收数据。