IO模擬串口通信

單片機IO口模擬串口實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信1設(shè)計任務(wù)與要求本設(shè)計為單片機IO口模擬串口實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，它可以用單片機的IO口實現(xiàn)單片機RX和TX的功能。具體要求如下：用單片機的P3.4和P3.5分別模擬RX和TX的串行通信功能，能夠接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。通過PC機的鍵盤輸入字符，并傳送給單片機，由單片機接收后，發(fā)達給PC機，由PC機加以顯示。單片機接收由鍵盤輸入的數(shù)據(jù)后，如果是數(shù)字，則由數(shù)碼管顯示，并由LED燈表示其ASCII碼，如果是其他字符，則由僅由LED燈顯示其ASCII碼。２總體方案設(shè)計2.1串行通信的方式設(shè)計本設(shè)計要求用單片機的IO口來模擬串口的串行通信，因此有必要先簡要介紹一下單片機的IO和通信的基本原理與串行口P3.0和P3.1。并行I/O口MCS-51單片機共有4個雙向的8位并行I/O端口（Port），分別記作P0-P3，共有32根口線，各口的每一位均由鎖存器、輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器所組成。實際上P0-P3已被歸入特殊功能寄存器之列。這四個口除了按字節(jié)尋址以外，還可以按位尋址。由于它們在結(jié)構(gòu)上有一些差異，故各口的性質(zhì)和功能有一些差異。P0口是雙向8位三態(tài)I/O口，此口為地址總線（低8位）及數(shù)據(jù)總線分時復(fù)用口，可驅(qū)動8個LS型TTL負載。P1口是8位準(zhǔn)雙向I/O口，可驅(qū)動4個LS型負載。P2口是8位準(zhǔn)雙向I/O口，與地址總線（高8位）復(fù)用，可驅(qū)動4個LS型TTL負載。P3口是8位準(zhǔn)雙向I/O口，是雙功能復(fù)用口，可驅(qū)動4個LS型TTL負載。P1口、P2口、P3口各I/O口線片內(nèi)均有固定的上拉電阻，當(dāng)這3個準(zhǔn)雙向I/O口做輸入口使用時，要向該口先寫“1”，另外準(zhǔn)雙向I/O口無高阻的“浮空”狀態(tài)，故稱為雙向三態(tài)I/O口。通信的基本原理串行通信只用一位數(shù)據(jù)線傳送數(shù)據(jù)的位信號，即使加上幾條通信聯(lián)絡(luò)控制線，也用不了很多電纜線。因此串行通信適合遠距離數(shù)據(jù)傳送。，如大型主機與其遠程終端之間、處于兩地的計算機之間采用串行通信就非常經(jīng)濟。當(dāng)然串行通信要求有轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式、時間控制等邏輯電路，這些電路目前已被集成在大規(guī)模集成電路（稱為可編程串行通信控制器），使用很方便。通信方式有兩種：并行通信和串行通信。通常根據(jù)傳送的的距離決定采用哪種通信方式。例如，在IBM—PC機與外部設(shè)備（如打印機等）通信時，距離小于30m，則可采用并行通信方式，當(dāng)距離大于30m時，則要采用串行通信方式。89C51單片機具有并行和串行兩種基本通信方式。并行通信是指數(shù)據(jù)的各位同時進行傳送（發(fā)送或接收）的通信方式。其優(yōu)點是傳送速度高；缺點是數(shù)據(jù)有多少位，就需要多少根傳送線。例如，89C51單片機與打印機之間的數(shù)據(jù)傳送就屬于并行通信。圖1所示為89C51單片機與外設(shè)之間8位數(shù)據(jù)并行通信的連接方法。并行通信在位數(shù)多、傳送距離又遠時就不太合適了。圖1兩種通信方式連接攔串行豬通信駛指數(shù)粥據(jù)是勿一位晃一位鳳按順揪序傳服送的扔通信做方式家。它底的突議出優(yōu)砌點是術(shù)只需蹲一對輛傳輸逼線（嚷利用率悟線就緊可以油作為雨傳輸箭線）觀，這辦樣大藝大降方低了姑傳送設(shè)成本射，特爭別適愚用于摟遠距祖離通桌信；利其缺放點是麥傳送等速度帥較低縱。假冶設(shè)并濾行傳健送N賀位數(shù)赤據(jù)所揀需時升間為派T，鄉(xiāng)那么投串行瘦傳送防的時追間至膨少為括NT附，實露際上但問題桐總是殃大于往NT三的，繞圖7刃—讀1所堵示為周串行少通信兩方式鍋的連抓接方陵法。顧串行墨通信涉的傳毯送方叢式通生常有謝3種漠：單允向（液或）慣單工吸配置長，只拖允許婆數(shù)據(jù)齒向一漿個方糖向傳繪送；詢半雙踩向（縣或半竿雙工繁）配窗置，梯允許潛數(shù)據(jù)昆向兩裙個方半向中族的任謊一方忍向傳惹送，川但每轎次只靠能有閘一個辨站點范發(fā)送雷；全贈雙向便（或境全工蚊）配乞置，針允許讀同時忠雙向昨傳送箭數(shù)據(jù)董，因替此，綱全雙星工配哭置是姥一對秤單向運配置龍，它詢要求銅兩端盟的通勇信設(shè)悅備都尚有完傳整和良獨立霜的發(fā)讓送和蠻接收桌能力隱。崗串行誠通信秧有兩行種基勇本的梯通信寸方式逢：異墓步通片信和勺同步土通信票。某異步刃通信償在異期步通慢信中費，數(shù)房據(jù)是何一幀燭一幀洲（包析括一互個字哭符代錫碼或狠一字縮節(jié)數(shù)幣據(jù)）翼傳送才的，伍第一商幀的據(jù)數(shù)據(jù)隙格式鈴如圖堪2蠢所示搜。輛在幀申格式柔中，嗓一個沾字符僑由4俊部分鄭組成謹：起破始位濫、數(shù)宗據(jù)位夾、奇端偶校削驗位臨和停謀止位嫩。首尤先是走一個寸起始抬位（領(lǐng)0）我，然騙后是鵲5比—合8位預(yù)數(shù)據(jù)柿（咸規(guī)定蓄低位柄在前擦，高蟲位在挖后）吹，接偵下來徒是奇桂偶校朋驗位塵（可課省略啦），褲最后川是停丟止位方（1水）。甩起始羅位（扣0）約信號按只占蒸一位隙，用逆來通短知接帳收設(shè)牙備一蝴個待腰接收客的字埋符開譯始到添達。承線路究上在繁不傳盆送字泰符時糾應(yīng)保示持為楊1。窄接收概端不沖斷檢告測線刊路的半狀態(tài)愈，若燥連續(xù)孔為1墳以后比又測婚到一恩個0錫，就狀知道而發(fā)來瞞一個筋新字怎符，據(jù)應(yīng)馬牌上準(zhǔn)勿備接巾收。謙字符黎的起辟始位遼還被斤用作斤同步甩接收現(xiàn)端的享時鐘錯，以鋒保證抬以后夾的接澡收能響正確徐進行渠。什起始粥位后撫面緊鏡接著辜是數(shù)俱據(jù)位域，它娃可以危5邪位（枕D0辨—哥D4伏）、初6位開、7碗位或視8位慎（D寬0奇—翼D7跪）。販奇偶歡校驗尖（D輪8）雅只占念一位橫，但車在字怎符中寧也可葬以規(guī)但定不欲用奇舒偶校若驗位低，則珠這一秤位就紡可以每省去褲。也摘可用恩這一勻位（瑞1/忘0）授來確志定這芒一幀爹中的瓶字符梯所代薯表信繭息的浸性質(zhì)讀（地飲址/姻數(shù)據(jù)霧等）靠。館停止城位用斤來表鞏征字增符的口結(jié)束鹽，它屢一定留是高藏電位包（邏亂輯1償）。烘停止暮位可圖以是扭1位姥、1狹.5胡位或開2位拾。接婚收端報收到把停止詢位后采，知瞇道上茅一字況符已咳傳送某完畢顧，同罩時也女為接灑收下董一個尖字符蝴作好絞準(zhǔn)備穴—節(jié)只發(fā)翠再接銳收到睛0，墳就是放新字錦符的醉起始綠位。奪若停凝止位芽以后鏟不是與緊接惜著傳顛送下舒一個返字符嫌，，振則使難線路蔑電平撿保持晴為高薄電平昨（邏幼輯1剃）。雷圖7權(quán)—忠3（洗a）竟表示會一個廳字符訪緊接湊一個乏字符怎傳送招的情飄況，金上一聽個字搏符的畝停止詳位和節(jié)下一魔個字誦符的閘起始疊位是鬼緊鄰選的；層圖7角—句3（灰b）舉則是酸兩個崇字符彩間有滑空閑林位的門情況贏，空私閑位兼為期椅不遠寸，線診路處例于等獵待狀提態(tài)。盲存在霧空閑鞋位正么是異崇步通林信的腹特征池之一謠。斬例如述規(guī)定價用A稈SC債II治編碼酸，字炎符為文7位濤，加月1個保奇偶氏校驗粉位、瓣1個凝起始侮位、困1個參停止勤位，段則一葛幀共式10掃位。羞同步修通信顫年同允步通際信中架，在辣數(shù)據(jù)肯開始科傳送陡前用慈同步算字符隸來指批示（菌常約獅定1絡(luò)—新2個歸），肅并由抗時鐘鞋來實趴現(xiàn)發(fā)娃送端態(tài)和接抽收端青同步剛，即棕檢測猛到規(guī)面定的痰同步胞字符執(zhí)后，邊下面察就連拒續(xù)按嚷順序駕傳送落數(shù)據(jù)篇，直岸到通腔信告膠一段纖落。語同步霉傳送需時，遇字符而與字歉符之榮間沒作有間蓋隙，嗎也不被用起精始位圖和停丑止位減，僅柜在數(shù)慈據(jù)塊銅開始揀時用妄同步市字符削SY依NC存來指鉤示。支波特險率摔潮波特卡率，和即數(shù)燒據(jù)傳攔送速澇率，漁表示草每秒艦鐘傳提送二擺進制飽代碼違的位倘數(shù)，底它的足單位脖是b確/s鐵。波從特率華對于國CP福U與銅外界安的通迅信是底很重嘩要的閘。假燦設(shè)數(shù)衛(wèi)據(jù)傳婚送速赤率是貫12麗0字摘符/耀s，真而每盛個字溪符格聽式包虛含1春個代派碼位輔（1室個起此始位暗、1丟個終濤位、防8個餓數(shù)據(jù)峰位）拳。這斬時，馳傳送贏的波釣特率杠為：脾報值哀慚攜摧災(zāi)紅恨目10脂b／繁字符肯×趟12蝦0字弱符／吹s＝聚12借00粥b／始s善每一賣位代宣碼的零傳送混時間盜Td鞋為波寬特率吵的倒塞數(shù)。些絨候晴怕典室嘉語邪礙Td仇＝1位b／至（1斜20耀0b等s-朵1）騎＝0借.8串33脹ms肝異步得通信淡的傳南送速肢率在迅50手b/孕s-訊-1手92棋00箭b/趴s之敞間，宿常用仇于計粘算機洪到終根端機完和打萍印機蛙之間拳的通鵝信、舊直通麻電報歉以及遲無線針電通物信的譜數(shù)據(jù)峰發(fā)送掘等。碎寇陷就題俯肆枕墳杜州淚圖廚2梅綁異步賭通信街的一丸般數(shù)繪據(jù)格岡式欲串行暗通信塔協(xié)議引哈熄通信嶄協(xié)議逝是對獵數(shù)據(jù)涌傳送爛方式蜘的規(guī)刊定，射包括轟數(shù)據(jù)剪格式位定義軌和數(shù)何據(jù)位譽定義禽等。模通信宇雙方灣必須件遵守盾統(tǒng)一搬的通攀信協(xié)辜議。綁串行連通信誠協(xié)議伴包括喜同步集協(xié)議屋和異惹步協(xié)甘議兩萬種。緒在此智只討鄰論異商步串臺行通彼信協(xié)腰議和那異步智串性識協(xié)議合規(guī)定絕的字以符數(shù)父據(jù)的駛傳送該格式冠。刪（1增）起鎖始位膝通信削線上千沒有光數(shù)據(jù)間被傳夫送時奔處于跌邏輯態(tài)1狀涼態(tài)。擔(dān)當(dāng)發(fā)銷送設(shè)總備要泰發(fā)送騰一個痕字符景數(shù)據(jù)蜓時，羊首先壽發(fā)出奮一個拍邏輯翻0信爆號，梯這個森邏輯蒼低電冬平就售是起狂始位竊。起核始位襖通過憶通信普線傳暮向接舅收設(shè)旺備，添接收今設(shè)備悉檢測僅到這擋個邏蓄輯低迷電平世后，黎就開親始準(zhǔn)命備接址收數(shù)乞據(jù)位稻信號航。起幻始位備所起最的作肢用就韻是設(shè)順備同支步，去通信世雙方遍必須硬在傳鬼送數(shù)強據(jù)位暗前協(xié)卸調(diào)同叨步。長（2亭）數(shù)槍據(jù)位雖當(dāng)接妖收設(shè)沖備收蹦到起怪始位誓后，重緊接壘著就償會收闊到數(shù)萌據(jù)位款。數(shù)奮據(jù)位竊的個儲數(shù)可繼以是嘆5、逆6、捎7或毯8。餅IB煮M-葛PC剩中經(jīng)盛常采按用7攜位或索8位事數(shù)據(jù)優(yōu)傳送然，包89聲C握51廈串行駝口采叔用8狂位或鉛9位步數(shù)據(jù)勸傳送乳。這光些數(shù)著據(jù)位山被接昆收到帝移位螺寄存院器中侮，構(gòu)巡成傳謊送數(shù)嗽據(jù)字籮符。滾在字坐符數(shù)著據(jù)傳迷送過佛程中專，數(shù)年據(jù)位架從最譜低有想效位跡開始票發(fā)送扣，依碰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