单片机通用软件模拟串口三倍采样同步收发 (amobbs.com 阿莫电子技术论坛) -

xyb852 发表于 2018-11-7 12:54:50

单片机通用软件模拟串口三倍采样同步收发

本人前段时间参考小小调度器写的单片机通用软件模拟串口
使用方法:

1、定义接收和发送的IO口
//C51
sbit IO_RX P2^1;
sbit IO_TX P2^2;

//PIC
#define IO_RX RC3 //定义接收的IO口
#define IO_TX RC4 //定义发送的IO口

2、在main主程序while(1)循环之前加上串口初始化代码
UART_INIT();
3、设置一个定时器的中断时间为34.6uS,在定时器中断里加上下边的代码
UART_TX();
UART_RX();
4、在main主程序while(1)循环中判断，UART_RX_STA标志是否是RX_DATAOK,如果是则收到新数据，可以处理收到的数据或将数据转存。
if(UART_RX_STA==RX_DATAOK)
{
unsigned char dat;
dat=rx_buff; //rx_buff里的数据为串口收到的数据
UART_RREST(); //准备接收下一字节数据
}
5、在发送数据前判断UART_TX_STA标志是否是TX_FREE空闲状态，是空闲状态
if(UART_TX_STA==TX_FREE)
{
unsigned char dat;
dat=0xF2;
UART_TDATA(dat); //将dat从串口发送出去
}

su33691 发表于 2018-11-7 13:25:59

51和PIC通用。不错。

hzpyl 发表于 2018-11-7 13:31:36

软件模拟串口，以前用过。

retention 发表于 2018-11-7 13:41:52

我模拟 UART接收，都是用下沿中断来触发的，程序比LZ的复杂了一点，好在没有数据过来的时候，不会产生频繁的定时中断。

LZ有没有做过长时间接收测试，效果如何

xyb852 发表于 2018-11-7 13:46:30

retention 发表于 2018-11-7 13:41
我模拟 UART接收，都是用下沿中断来触发的，程序比LZ的复杂了一点，好在没有数据过来的时候，不会产生频繁 ...

已经用在产品上了的，一直稳定正常

xiaomu 发表于 2018-11-7 14:06:46

不错，学习一下！

laujc 发表于 2018-11-7 14:08:29

retention 发表于 2018-11-7 13:41
我模拟 UART接收，都是用下沿中断来触发的，程序比LZ的复杂了一点，好在没有数据过来的时候，不会产生频繁 ...

有一点点干扰都会导致接收错误。

我用的定时，以2倍的速度采样，通信很稳定。

retention 发表于 2018-11-7 14:24:00

laujc 发表于 2018-11-7 14:08
有一点点干扰都会导致接收错误。

我用的定时，以2倍的速度采样，通信很稳定。 ...

你的意思是说用下沿中断触发来接收，容易被干扰吗？

laujc 发表于 2018-11-7 14:30:41

retention 发表于 2018-11-7 14:24
你的意思是说用下沿中断触发来接收，容易被干扰吗？

是的，
不过感觉你不是这么简单处理的吧？

mashan75 发表于 2018-11-7 14:36:25

有排版强迫症的患者给他重新排了版。
//串口接收
#define UART_RX()
{
switch(f_rx.STA)
{
case 0:
{
if (IO_RX == 0)
{
f_rx.STA=1;
f_rx.NUM=8;
rx_buff=0;
f_rx.CNT=0;
}
}break;
case 1:
{
f_rx.CNT++;
if (f_rx.CNT == 3)
{
if(IO_RX)
{
rx_buff|=0x80;
}else
{
rx_buff&=0x7F;
}
f_rx.CNT=0;
f_rx.NUM--;
if (f_rx.NUM > 0)
{
rx_buff>>=1;
}else
{
f_rx.STA=2;
}
}
}break;
case 2:
{
f_rx.CNT++;
if (f_rx.CNT == 3)
{
f_rx.STA = 3;
}
}break;
default:
break;
}
}
#define UART_TX()
{
switch(f_tx.STA)
{
case 0:
break;
case 1:
{
f_tx.CNT++;
if (f_tx.CNT == 1)
{
IO_TX=0;
}else if (f_tx.CNT == 3)
{
f_tx.STA=2;
f_tx.CNT=0;
f_tx.NUM=8;
}
}break;
case 2:
{
f_tx.CNT++;
if (f_tx.CNT == 1)
{
IO_TX=tx_buff&0X01;
tx_buff=(tx_buff>>1);
f_tx.NUM--;
}else if (f_tx.CNT == 3)
{
f_tx.CNT=0;
if(f_tx.NUM==0)
{
f_tx.STA=3;
}
}
}break;
case 3:
{
f_tx.CNT++;
if (f_tx.CNT ==1 )
{
IO_TX=1;
}else if (f_tx.CNT == 3)
{
f_tx.STA=0;
}
}break;
default:
break;
}
}

retention 发表于 2018-11-7 14:41:03

我的流程是：MCU使能RX脚的下沿中断，接收到中断后启动1/9600（9600为波特率）的定时中断，

然后在定时器中断里面接收 8个数据位和一个停止位，最后判断停止位是否为高电平，如果为高电平则认为是合法的数据。。。

经你这么提醒，我采样每个bit的时候，只采样一次的，这里可能会产生搞干扰能力不足的问题，但是碍于定时器中断得太频繁会干扰主程序运行，

所以就没以数倍于波特率的速度来采样

wsx 发表于 2018-11-15 17:05:28

留个记号，有空学习一下

rootxie 发表于 2019-1-15 16:58:30

好像有问题，粤原点试了下，定时是对的
实际上位机COM设置9600 8 1
下面发送0X14，上位机收到0X2C

xyb852 发表于 2019-1-15 20:00:06

rootxie 发表于 2019-1-15 16:58
好像有问题，粤原点试了下，定时是对的
实际上位机COM设置9600 8 1
下面发送0X14，上位机收到0X2C ...

我一直在粤原点上用，很正常的，你设置的定时器中断时间是多少？

zhiwei 发表于 2019-1-15 20:35:03

我的经验，4倍采样误码率比较低。

kinsno 发表于 2019-1-15 20:59:00

说实在话，我从来没用过这种，不过下次有机会可以试一试。。。

chunjiu 发表于 2019-1-15 21:07:13

我也是四倍采样率，可以消除边沿误差与偶发干扰，再低就信不过了。

lylm123 发表于 2019-1-15 23:19:12

学习了，有机会验证一下。

rootxie 发表于 2019-1-16 00:40:38

xyb852 发表于 2019-1-15 20:00
我一直在粤原点上用，很正常的，你设置的定时器中断时间是多少？

83系列，上面的问题是用T0定时，中断34.5us，16M 4T。刚才换成T2，还是将0x14收成34，用的是虚拟串口

xyb852 发表于 2019-1-16 06:50:35

rootxie 发表于 2019-1-16 00:40
83系列，上面的问题是用T0定时，中断34.5us，16M 4T。刚才换成T2，还是将0x14收成34，用的是虚拟串口 ...

只要T0的中断时间是对的，T0中断里UART_RX();UART_TX();放的位置对的就不会误码。
中断代码void interrupt ISR(void) //中断处理程序
{
if (T0IE && T0IF) //TMRE0中断约34.6us
{
TMR0 = c_TMR0; //T0置初值中断时间约34.6us
UART_TX(); //串口发送服务
UART_RX(); //串口接收服务
T0IF = 0; //清T0中断标志
}
}
定时器0初始化//16M 2T
#define c_TMR0 128 //定时器0初值 128=34.6us

void Timer0_Init(void)
{
//option
T0CS = 0; //0=定时器 1=计数器
PSA = 0;//0=预分频给定时器 1=预分频给看门狗
PS2 = 0;//预分频
PS1 = 0;
PS0 = 0;
TMR0 = c_TMR0; //赋初值
T0IF = 0;
T0IE = 1;
GIE = 1;
}

xyb852 发表于 2019-1-16 06:54:53

zhiwei 发表于 2019-1-15 20:35
我的经验，4倍采样误码率比较低。

主要是为了平衡CPU资源占用和误码率，所以选择三倍采样率了

rootxie 发表于 2019-1-16 08:09:51

跟指令执行周期有关，T2定时器，换成2T指令执行周期就没问题了，我估计1T的应该效果更好

rootxie 发表于 2019-1-16 09:01:42

本帖最后由 rootxie 于 2019-1-16 09:06 编辑

xyb852 发表于 2019-1-16 06:50
只要T0的中断时间是对的，T0中断里UART_RX();UART_TX();放的位置对的就不会误码。
中断代码
定时器0初始 ...

这个初始值好像很奇怪，128
TIMER0 的定时中断为 1/16M * 2T * 2（分频） * (256-128) = 32us，实际并不是34.6us
难道是为了平衡其他指令执行消耗的时间留下的buffer？

实际上用T2更好一些，无需赋初始值，但是用4T指令还是不行

下午拿热风枪对着吹一下看看会不会出现误码

kap 发表于 2019-1-16 09:38:55

软件模拟串口做好了，很稳定。

sup888 发表于 2019-1-16 09:43:49

有个疑问，好像ADC过采不是每次都进去累加的么！那么
                     f_rx.CNT++;
                     if (f_rx.CNT == 3)
                     {
                           f_rx.STA = 3;
                     }
像这段代码，只有累加三次后才进去判断，能算是过采么？请教！

Bicycle 发表于 2019-1-16 11:03:15

粤原点的ide是不是会破坏原来的mplab

xyb852 发表于 2019-1-16 20:57:20

sup888 发表于 2019-1-16 09:43
有个疑问，好像ADC过采不是每次都进去累加的么！那么
f_rx.CNT++;
...

这里是等待停止位时间结束

xyb852 发表于 2019-1-16 20:59:58

rootxie 发表于 2019-1-16 09:01
这个初始值好像很奇怪，128
TIMER0 的定时中断为 1/16M * 2T * 2（分频） * (256-128) = 32us，实际并 ...

还有中断后现场保护代码执行占用的时间

xyb852 发表于 2019-3-22 08:23:56

2019-03-22 更新1.11版：
取消结构体的定义，解决部分冷门单片机编译器的兼容问题。
兼容的代价是,RAM的占用从1.01版的4字节增加到8字节.

woshigeshuai 发表于 2019-3-22 08:37:59

STM32 本身有好几个串口，本身的串口和模拟的。10个应该没问题

xyb852 发表于 2019-3-22 11:43:17

woshigeshuai 发表于 2019-3-22 08:37
STM32 本身有好几个串口，本身的串口和模拟的。10个应该没问题

以后有时间争取再搞一个支持扩展多个模拟串口的版本{:smile:}

waothom 发表于 2019-3-22 15:31:35

3倍率应该是比较合适的，误差范围也是可以的，我自己在慢速通信时喜欢用自己做的模拟UART，还能用单IO口做半双工通信，用在产品上一直很稳定

kingaaa 发表于 2019-4-20 21:01:36

mark，备用......

throg 发表于 2019-12-26 20:32:54

大佬们好，有不有在粤原点上使用的完整例程啊，{:hug:}我鼓捣不好嗯。

bad_fpga 发表于 2019-12-26 23:02:27

模拟串口，不错

xyb852 发表于 2019-12-27 21:25:50

throg 发表于 2019-12-26 20:32
大佬们好，有不有在粤原点上使用的完整例程啊，我鼓捣不好嗯。

明天争取搞一个完整例程发上来{:smile:}

throg 发表于 2020-1-1 18:35:28

xyb852 发表于 2019-12-27 21:25
明天争取搞一个完整例程发上来

大佬，我照着整了一个，一直在无限的发发发发，帮看下那里不对哟。

throg 发表于 2020-1-1 22:28:37

throg 发表于 2020-1-1 18:35
大佬，我照着整了一个，一直在无限的发发发发，帮看下那里不对哟。

又整了一个，这个可以发送一次，但是不会接收{:dizzy:}

xyb852 发表于 2020-1-2 10:32:35

throg 发表于 2020-1-1 22:28
又整了一个，这个可以发送一次，但是不会接收

最近特别忙
我发一个之前测试的MS84F的调度器+软件串口上来给你参考,软件串口请替换成本贴的稳定版.

a22785 发表于 2020-3-10 23:39:16

感谢，我拿来用了

xyb852 发表于 2020-5-27 14:34:25

2020-05-27更新1.20版：
优化结构体定义,修改了接收发送缓存的定义
优化串口接收部分，接收更稳定正确

异步收发接收和发送同时进行互不影响
三倍采样率如9600波特率，定时器中断时间为34.6uS
使用方法:

1、定义接收和发送的IO口
//C51
sbit IO_RX P2^1;
sbit IO_TX P2^2;

//PIC
#define IO_RX RC3 //定义接收的IO口
#define IO_TX RC4 //定义发送的IO口

2、在main主程序while(1)循环之前加上串口初始化代码
UART_INIT();
3、设置一个定时器的中断时间为34.6uS,在定时器中断里加上下边的代码
UART_TX();
UART_RX();
4、在main主程序while(1)循环中判断，UART_RX_STA标志是否是RX_DATAOK,如果是则收到新数据，可以处理收到的数据或将数据转存。
if(UART_RX_STA==RX_DATAOK)
{
unsigned char dat;
dat=UART_RX_BUFF; //UART_RX_BUFF里的数据为串口收到的数据
UART_RREST(); //准备接收下一字节数据
}
5、在发送数据前判断UART_TX_STA标志是否是TX_FREE空闲状态，是空闲状态
if(UART_TX_STA==TX_FREE)
{
unsigned char dat;
dat=0xF2;
UART_TDATA(dat); //将dat从串口发送出去
}

chen849928055 发表于 2020-5-28 21:22:56

这个挺好，下载测试下

yelong98 发表于 2020-5-29 09:33:32

没看出来哪里三倍采样了，纯等待时间，并没有多次采样判断干扰，可能我水平低，有谁看出来的提点一下

mxper88 发表于 2020-5-29 21:26:24

学习一下，准备测试

shower.xu 发表于 2020-6-4 11:35:20

xyb852 发表于 2020-5-27 14:34
2020-05-27更新1.20版：
优化结构体定义,修改了接收发送缓存的定义
优化串口接收部分，接收更 ...

请教个问题，发送字符串怎么比较好，有没有不一直占用等待单字节的代码，以供参考。谢谢

bbbbbv 发表于 2020-6-4 11:37:23

留个记号，有空学习一下

xyb852 发表于 2020-6-4 18:34:25

shower.xu 发表于 2020-6-4 11:35
请教个问题，发送字符串怎么比较好，有没有不一直占用等待单字节的代码，以供参考。谢谢 ...

可以用论坛里的小小调度器，可以找找楼上有例子可以参考

mdcao 发表于 2020-6-18 09:03:12

不错，学习一下！

kap 发表于 2020-6-18 12:35:57

早期用PIC和台湾MCU很多都是用模拟串口，非常稳定

xyb852 发表于 2020-6-20 21:23:36

Bicycle 发表于 2019-1-16 11:03
粤原点的ide是不是会破坏原来的mplab

新版的辉芒和粤原点的IDE，C编译器会互相冲突，也和MPLAB的PICC编译器冲突。基本是只能用一个。

xyb852 发表于 2020-6-20 21:40:17

yelong98 发表于 2020-5-29 09:33
没看出来哪里三倍采样了，纯等待时间，并没有多次采样判断干扰，可能我水平低，有谁看出来的提点一下 ...

可能是我理解的不一样，这里的意思是把基准时间分成三等份，采样点的位置在三份的交汇点上。

BS_good200xy 发表于 2020-8-17 15:50:29

正在研究模拟串口，多谢分享！

BS_good200xy 发表于 2020-8-17 21:43:44

在STM32上成功移植。

chinazhsj 发表于 2021-5-14 21:23:15

好好研究一下{:smile:}

wqy0410 发表于 2021-5-14 23:25:53

这个中断cpu太频繁了吧

qwe2231695 发表于 2021-5-16 02:11:53

本帖最后由 qwe2231695 于 2021-5-16 02:16 编辑

要进行115200通信 , 一秒钟中断345600次, 每次间隔0.0029ms , 约3us.中断占用必须短,用汇编.

weiwei4 发表于 2021-6-29 14:16:26

楼主使用的这个方法很好，最近可能用得上
感谢分享

bbbbbv 发表于 2021-6-29 16:10:58

有机会验证一下。

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单片机通用软件模拟串口 三倍采样 同步收发

单片机通用软件模拟串口三倍采样同步收发