《PIC单片机软件异步串行口实现技巧》

简单的C语言参源程序如下：

#include //PIC单片机通用头文件，实际型号为16F84

__CONFIG(XT | PROTECT | PWRTEN | WDTEN);//程序中设定配置信息

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//定义软件UART发送／接收引脚

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#defineRX_PINRB0//串行接收脚

#defineTX_PINRB1//串行发送脚

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//定义软件UART状态机控制字

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#defineRS_IDLE0 //空闲

#defineRS_DATA_BIT1 //数据位

#defineRS_STOP_BIT2 //停止位

#defineRS_STOP_END3 //停止位结束

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//定义软件UART采样频率

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#defineOSC_FREQ4000//单片机工作频率（单位：KHz）

#defineBAUDRATE1200 //通讯波特率

#defineTMR0PRE2 //TMR0预分频比1:2

#defineTMR0CONST117//256 - OSC_FREQ*1000/TMR0PRE/4/(BAUDRATE*3)

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//定义函数类型

void UART_Out(void);

void UART_In(void);

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//定义位变量

bit rsTxBusy; //串行发送忙标志

//定义串行发送的数据结构

struct {

unsigned char state;//发送状态机控制单元

unsigned char sliceCount; //波特率控制

unsigned char shiftBuff; //字节数据发送移位寄存器

unsigned char shiftCount; //字节数据发送移位计数器

} rsTx;

//定义串行接收的数据结构

struct {

unsigned char state;//接收状态机控制单元

unsigned char sliceCount; //波特率（采样点）控制

unsigned char shiftBuff; //字节数据接收移位寄存器

unsigned char shiftCount; //字节数据接收移位计数器

unsigned char dataBuff[8]; //接收数据FIFO缓冲队列

unsigned char putPtr, getPtr;//FIFO队列存放／读取指针

} rsRx;

//用于串行发送的变量定义

unsigned char outBuff[10]; //发送队列

unsigned char outPtr,//发送队列指针

outTotal,//发送的字节总数

chkSum;//发送的校验码

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//主程序

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void main(void)

{

PORTA= 0;

PORTB= 0;

TRISB=0b01; //输入输出定义

OPTION = 0b10000000;//TMR0选择内部指令周期计数

//TMR0预分频 1:2

rsRx.state= RS_IDLE; //初始化接收状态

rsTxBusy= 0;//发送空闲

INTCON= 0b00100000; //T0IE使能

GIE = 1;//打开中断

while(1) {//程序主循环

asm("clrwdt");//清看门狗

UART_In();//接收串行数据

UART_Out();//发送串行数据

}

}

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//查询在接收FIFO队列中是否有新数据到

//然后解读数据

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void UART_In(void)

{

unsigned char data1;

if (rsRx.putPtr==rsRx.getPtr)

return; //如果读取和存放的指针相同，则队列为空

data1 = rsRx.dataBuff[rsRx.getPtr]; //读取1个数据字节

rsRx.getPtr++;//调整读取指针到下一位置

rsRx.getPtr &= 0x07;//考虑环形队列回绕

//此处为数据解读分析，略

}

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//软件UART发送数据

//数据在outBuff中,outTotal为总字节数

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void UART_Out(void)

{

if (rsTxBusy==1)

return;//正处于移位发送忙

//可以发送新数据

if (outTotal) {//如果有字节要发送

rsTx.shiftBuff = outBuff[outPtr++]; //取字节到发送移位寄存器

rsTxBusy = 1;//置发送忙标志，启动发送

outTotal--;//字节计数器减1

}

}

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//中断服务程序

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void interrupt isr(void)

{

//利用TMR0 定时中断实现全双工软件UART

if (T0IE && T0IF) {

T0IF = 0;//清TMR0中断标志

//实现串行接收 RX 状态机控制

switch (rsRx.state) {//判当前接收状态

case RS_IDLE:

//当前状态为"空闲", 唯一要做的就是判"起始位"出现

if (RX_PIN==0) {//如果接收到低电平

rsRx.sliceCount = 4; //准备4＊Ts时间间隔

rsRx.shiftCount = 8; //总共接收8位数据位

//改变此数值可以实现任意位数的数据接收

rsRx.state = RS_DATA_BIT; //切换到数据位接收状态

}

break;

case RS_DATA_BIT:

//当前状态为"数据接收"

if (--rsRx.sliceCount==0) {//等采样时间到

rsRx.shiftBuff >>= 1;//接收移位寄存器右移1位

if (RX_PIN) rsRx.shiftBuff|=0x80; //保存最新收到的数据位

rsRx.sliceCount = 3;//下次采样间隔为3＊Ts

if (--rsRx.shiftCount==0) { //已经收到8位数据位？

//保存数据字节到FIFO缓冲队列

rsRx.dataBuff[rsRx.putPtr] = rsRx.shiftBuff;

//队列存放指针调整，最多8个字节缓冲

rsRx.putPtr = (rsRx.putPtr+1) & 0x07;

//转去下个状态，判停止位

rsRx.state = RS_STOP_BIT;

}

}

break;

case RS_STOP_BIT:

//当前状态为停止位判别（此程序没有判别）

if (--rsRx.sliceCount==0) { //等采样时间到

//此处可以判RX_PIN是否为1

rsRx.state = RS_IDLE; //复位接收过程

}

break;

default:

//异常处理

rsRx.state = RS_IDLE; //复位接收过程

}

//实现串行发送 TX 状态机控制

switch (rsTx.state) {//判当前发送状态

case RS_IDLE://发送起始位

if (rsTxBusy) {//如果发送启动

TX_PIN = 0;//发出起始位低电平

rsTx.sliceCount = 3; //持续时间3＊Ts

rsTx.shiftCount = 8; //数据位数为8位

rsTx.state = RS_DATA_BIT; //转去下一状态

} else TX_PIN = 1;//如果没有数据发送则保证数据线为空闲

break;

case RS_DATA_BIT://发送8位数据位

if (--rsTx.sliceCount==0) { //码元宽度定时到

if (rsTx.shiftBuff & 0x01)//看数据位是0还是1

TX_PIN = 1;//发送1

else

TX_PIN = 0;//发送0

rsTx.shiftBuff >>= 1; //准备下次数据位发送

rsTx.sliceCount = 3; //数据位宽度为3＊Ts

if (--rsTx.shiftCount==0) {

//8位数据位发送结束，转去发送停止位

rsTx.state = RS_STOP_BIT;

}

}

break;

case RS_STOP_BIT://发送1位停止位

if (--rsTx.sliceCount==0) { //等数据位发送结束

TX_PIN = 1;//发送停止位高电平

rsTx.sliceCount = 9; //持续宽度9＊Ts

//额外考虑字节连续发送的时间间隔

rsTx.state = RS_STOP_END; //转停止位宽度延时

}

break;

case RS_STOP_END://等待停止位时间宽度结束

if (--rsTx.sliceCount==0) { //如果停止位结束时间到

rsTxBusy = 0;//一个字节发送过程结束，清发送忙标志

rsTx.state = RS_IDLE; //复位发送过程

}

break;

default:

//异常处理

rsTx.state = RS_IDLE; //复位发送过程

}

TMR0 += TMR0CONST;//重载TMR0，实现下次定时中断

}

}