牺牲半个定时器，得到一个串口

传统的8051 系列单片机一般都配备一个串口，尤其是PIC系列的低端单片机根本就没有串口。这样就出问题了，假如当前单片机系统要求二个串口或多个串口进行同时通信，单片机只有一个串口可供通信就显得十分尴尬，但是在实际的应用中，有两种方法可以选择。

方法1：使用能够支持多串口通信的单片机，不过通过更换其他单片机多串口单片机会接导致成本的增加。优点就是编程简单，而且通信稳定可靠。

方法2：在IO 资源比较充足的情况下，可以通过IO 来模拟串口的通信，虽然这样会增加编程的难度，模拟串口的波特率会比真正的串口通信低一个层次，但是唯一优点就是成本上得到控制，而且通过不同的IO 组合可以实现更加之多的模拟串口，在实际应用中往往会采用模拟串口的方法来实现多串口通信。

普遍使用串口通信的数据流都是1 位起始位、8 位数据位、1 位停止位的格式的。

要注意的是，起始位作为识别是否有数据到来，停止位标志数据已经发送完毕。起始位固定值为0，停止位固定值为1，那么为什么起始位要是0，停止位要是1 呢？这个很好理解，假设停止位固定值为1，为了更加易识别数据的到来，电平的跳变最为简单也最容易识别，那么当有数据来的时候，只要在规定的时间内检测到发送过来的第一位的电平是否0 值，就可以确定是否有数据到来；另外停止位为1 的作用就是当没有收发数据之后引脚置为高电平起到抗干扰的作用。

在平时使用红外无线收发数据时，一般都采用模拟串口来实现的，但是有个问题要注意，波特率越高，传输距离越近；波特率越低，传输距离越远。对于这些通过模拟串口进行数据传输，波特率适宜为1200b/s来进行数据传输。

下面，就调试一个模拟串口通讯的例程，模拟串口接收引脚为P3.0，发送引脚为P3.1。

说明：

为了达到精确的定时，减少模拟串口时收发数据的累积误差，有必要通过对T/C 进行频繁的使能和禁止等操作。例如宏TIMER_ENABLE 为使能T/C，宏TIMER_DISABLE 禁止T/C，宏TIMER_WAIT 等待T/C 超时。

模拟串口的工作波特率为9600b/s，在串口收发的数据流当中，每一位的时间为1/9600≈104us，若单片机工作在12MHz 频率下，使用T/C0 工作在方式2，那么为了达到104us 的定时时间，TH0、TL0的初值为256-104=152，在实际的模拟串口中，往往出现收发数据不正确的现象。原因就在于TH0、TL0的初值，或许很多人会疑惑，按道理来说，计算T/C0 的初值是没有错的。对，是没有错，但是在SendByte和Recv 的函数当中，执行每一行代码都要消耗一定的时间，这就是所谓的“累积误差”导致收发数据出现问题，因此我们必须通过实际测试得到TH0、TL0 的初值，最佳值256-99=157。那么在T/C 初始化TimerInit 函数中，TH0、TL0 的初值不能够按照常规来计算得到，实际初值在正常初值附近，可以通过实际测试得到。

模拟串口主要复杂在模拟串口发送与接收，具体实现函数在SendByte 和RecvByte 函数，这两个函数必须要遵循“1 位起始位、8 位数据位、1 位停止位”的数据流。

SendByte 函数用于模拟串口发送数据，以起始位“0”作为移位传输的起始标志，然后将要发送的自己从低字节到高字节移位传输，最后以停止位“1”作为移位传输的结束标志。

RecvByte 函数用于模拟串口接收数据，一旦检测到起始位“0”，就立刻将接收到的每一位移位存储，最后以判断停止位“1”结束当前数据的接收。

main 函数完成T/C 的初始化，在while(1)死循环以检测起始位“0”为目的，当接收到的数据达到宏RECEIVE_MAX_BYTES 的个数时，将接收到的数据返发到外设。
    STC12C5A32S2调试通过，临时没有发现错误。其他类型的单片机可根据此算法移植。
UART.C:
#include "stc.h"
#include "S_UART.h"

unsigned char fTimeouts=0;//定时器超时溢出标志位
unsigned char RecvBuf[16];
unsigned char RecvCount=0;

void Delay100ms()  //@12.000MHz
{
 unsigned char i, j, k;

 i = 5;
 j = 144;
 k = 71;
 do
 {
  do
  {
   while (--k);
  } while (--j);
 } while (--i);
}

/****************************************
*函数名称:UARTSendByte
*输    入:byte 要发送的字节
*输    出:无
*功    能:串口发送单个字节
******************************************/
void SendByte(unsigned char b)
{
     unsigned char i=8;    
     TXD=0;

     TIMER_ENABLE();
     TIMER_WAIT();   

     while(i--)
  {
        if(b&1)TXD=1;
        else   TXD=0;
        TIMER_WAIT();       
        b>>=1;
     }    
     TXD=1;
     TIMER_WAIT();
     TIMER_DISABLE();
}
/****************************************
*函数名称:RecvByte
*输    入:无
*输    出:单个字节
*功    能:串口 接收单个字节
******************************************/
unsigned char RecvByte(void)
{
     unsigned char i;
  unsigned char b=0;
    
     TIMER_ENABLE();
     TIMER_WAIT();

     for(i=0;i<8;i++)
  {
      if(RXD)b|=(1<<i);

   TIMER_WAIT();
  }

     TIMER_WAIT();  //等待结束位
     TIMER_DISABLE();
 
  return b;

}
/****************************************
*函数名称:PrintfStr
*输    入:pstr 字符串
*输    出:无
*功    能:串口 打印字符串
******************************************/
void PrintfStr(char * pstr)
{
     while(pstr && *pstr)
  {
        SendByte(*pstr++);
  }
}
/****************************************
*函数名称:TimerInit
*输    入:无
*输    出:无
*功    能:定时器初始化
******************************************/
void TimerInit(void)
{
 AUXR &= 0x7F;  //定时器时钟12T模式
 TMOD &= 0xF0;  //设置定时器模式
 TMOD |= 0x02;  //设置定时器模式
 TL0 = 0x98;  //设置定时初值
 TH0 = 0x98;  //设置定时重载值
 TF0 = 0;  //清除TF0标志
 TR0 = 1;  //定时器0开始计时
 ET0=1;
    EA=1;
}
/****************************************
*函数名称:StartBitCome
*输    入:无
*输    出:0/1
*功    能:是否有起始位到达
******************************************/
unsigned char StartBitCome(void)
{
 return (RXD==0);
}
/****************************************
*函数名称:main
*输    入:无
*输    出:无
*功    能:函数主体
******************************************/
void main(void)
{
     unsigned char i;

     TimerInit();

  PrintfStr("Hello 8051\r\n");

  while(1)
  {
     if(StartBitCome())
     {                 
           RecvBuf[RecvCount++]=RecvByte();          
           if(RecvCount>=RECEIVE_MAX_BYTES)
           {
              RecvCount=0;
              for(i=0;i<RECEIVE_MAX_BYTES;i++)
              {
                  SendByte(RecvBuf[i]);
              }
           }   
        }
     PrintfStr("Hello 8051\r\n");
    Delay100ms();
  }
}
/****************************************
*函数名称:TimerIRQ
*输    入:无
*输    出:无
*功    能:定时器中断服务程序
******************************************/
void TimerIRQ(void) interrupt 1 using 0
{
     fTimeouts=1;
}


UART.h
#ifndef __S_UART_H__
#define __S_UART_H__

#define RXD P3_0            //宏定义:接收数据的引脚
#define TXD P3_1            //宏定义:发送数据的引脚
#define RECEIVE_MAX_BYTES 16//宏定义:最大接收字节数
#define TIMER_ENABLE()  {TL0=TH0;TR0=1;fTimeouts=0;}//使能定时器
#define TIMER_DISABLE() {TR0=0;fTimeouts=0;}//禁止定时器
#define TIMER_WAIT()    {while(!fTimeouts);fTimeouts=0;}//等待定时器超时
extern unsigned char fTimeouts;//定时器超时溢出标志位
extern unsigned char RecvBuf[16];
extern unsigned char RecvCount;

#endif