PIC单片机I/O口单线通讯的实现

    中、低档PIC单片机有些不带串口,有些虽然有串行口,却受串口固定协议的限制或留作他用,故需用普通I/O口进行通讯。由于中、低档机I/O口数量相对较少,为节省口线,就要用I/O口模拟串行通讯。
    本文以两片采用不同主频的PIC单片机(A机时钟频率为6MHz,使用口线RB6;B机时钟频率为4MHz,使用口线RB4)之间用异步通讯方式传送一组数据为例,说明I/O口一线通讯的实现方法。
    一、设计思想
    1. 时钟同步问题
    因两个单片机的时钟不同,故采用异步通讯方式。发送、接收一位数据时,采用软件延时,保证发送、接收完全同步。
    2. 数据发送、接收方式
    I/O口一线串行通讯,并-串(或串-并)转换用软件完成。将欲发送的字节存于16H中,经移位指令移至进位位。根据进位位的值,将口线RB6置0或1。接收端RB4接收并判断后,置进位标志为0或1,再经移位指令移入14H中。这样循环执行8次,就可将一个字节由低位到高位一位位地发送出去。数据传送速率可用延时循环的方法进行调节。
    3. 握手协议
    先发握手信号,后发数据。假定A机为发送,B机为接收。A机开始发送时,先发送一个握手数据信号,B机收到后回送一个应答信号,表示同意接收。
    A机收到应答信号后,开始发送数据。握手信号和数据信号都按异步通讯格式,先发准备信号“1”,接着发送起始位“0”,然后发数据位。
    4. 数据传送
    异步通讯时,发送时钟控制数据位的定时移位串行输出,接收时钟检测起始位,并控制数据的定时接收移入。两个时钟信号不是通过信号线传递,而是采用编程约定的办法,使之和实际使用的数据速率基本保持一致,而数据信号中的起始位则是发和收的同步控制。接收时钟为数据传送波特率的16倍频信号,即一个数据位宽的时间内将会出现16个接收时钟的信号,这是检测起始位和保证在数据位中央位置接收数据所需要的。为排除瞬时干扰,在检测到数据输入线的电平由“1”变为“0”之后,接收端将继续检测。仅当连续8个接收时钟周期内都检测到数据线上的电平为“0”时,才确认是起始位,且发送端每一个“0”或“1”都发送16次,接收端将以16倍的时钟周期,即以位宽时间为间隔,接收各数据位(在其中央位置接收数据)。一个字长数据(8位)接收完后,子程序返回。
    二、程序框图和源程序
    下面给出发送、接收一字长(8位)信号的子程序框图(见图1、图2)和PIC单片机源程序(发送、接收联络信号与数据信号相同)。注:所有延时程序略。
    1. 发送子程序
   list p=16c65,f=inhx8m
portb  equ 6
trisb  equ 16h
status equ 3
rp0    equ 5
        org 0x100
fs    bsf   status,rp0 ;选存储体1
       bcf   trisb,6    ;置RB6为输出
       bcf   status,rp0 ;恢复存储体0
       bsf    portb,6   ;发准备信号“1”
       movlw 0x08
       movwf 1f       ;置发送字长
       call   ystb      ;延时同步
       movlw 0x10
       movwf 1c
fs1  bcf    portb,6   ;发16个起始位
       decfsz 1c,1
       goto   fs1
ts    call   ystj      ;延时调节波特率
       rrf    16h,1     ;发送字节移位
       btfsc  status,0
       goto    ty
       movlw 0x10
       movwf 1c
fs2  bcf    portb,6   ;位为0,发16个“0”
       decfsz 1c, 1
       goto   fs2
       goto     tr
ty    movlw 0x10
       movwf 1c
fs3  bsf    portb,6   ;位为1,发16个“1”
       decfsz 1c, 1
      goto         fs3
tr    decfsz 1f,  1
      goto    ts        ;发送未完,延时发下一位
       return          ;发送结束返回
      end
    2. 接收子程序
   list p=16c65,f=inhx8m
portb  equ 6
trisb  equ 16h
status equ 3
rp0     equ 5
         org   0x200
js    bsf    status,rp0  ;选存储体1
      bsf     trisb,4     ;置RB4为输入
      bcf    status,rp0  ;恢复存储体0
js1  btfss   portb,4    ;检测收到“1”否
      goto    js1        ;未收到“1”继续检测
      movlw 0x08      ;置接收字长8位
      movwf 1f
loop1 movlw 0x08      ;置循环次数8
       movwf 1d
loop  btfsc  portb,4    ;检测起始位
        goto   loop1     ;未收到“0”重置8次循环
        decfsz 1d,1
       goto   loop       ;收到“0”继续检测
jz    call     ystb       ;收到8个“0”,延时同步,接收数据
        btfsc    portb,4     ;测试接收位
        goto   jy
      bcf    status,0    ;收到“0”置c=0
      goto   j1
jy    bsf    status,0    ;收到“1”置c=1
j1    rrf     14h,1      ;接收位移入14h
      decfsz  1f,1
      goto   jz         ;未接收完,延时接收下一位
        return            ;接收完返回
        end

       

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