PIC單片機ＩＯ口單線通訊的實現

單片機方案開發深圳英銳恩分享PIC單片機Ｉ/Ｏ口單線通訊的實現。中、低檔PIC單片機有些不帶串口，有些雖然有串行口，卻受串口固定協議的限制或留作他用，故需用普通Ｉ／Ｏ口進行通訊。由于中、低檔機Ｉ／Ｏ口數量相對較少，為節省口線，就要用Ｉ／Ｏ口模擬串行通訊。
    本文以兩片采用不同主頻的PIC單片機（Ａ機時鐘頻率為６ＭＨｚ，使用口線ＲＢ６；Ｂ機時鐘頻率為４ＭＨｚ，使用口線ＲＢ４）之間用異步通訊方式傳送一組數據為例，說明Ｉ／Ｏ口一線通訊的實現方法。
    一、設計思想
    １．時鐘同步問題
    因兩個單片機的時鐘不同，故采用異步通訊方式。發送、接收一位數據時，采用軟件延時，保證發送、接收完全同步。
    ２．數據發送、接收方式
    Ｉ／Ｏ口一線串行通訊，并－串（或串－并）轉換用軟件完成。將欲發送的字節存于１６Ｈ中，經移位指令移至進位位。根據進位位的值，將口線ＲＢ６置０或１。接收端ＲＢ４接收并判斷后，置進位標志為０或１，再經移位指令移入１４Ｈ中。這樣循環執行８次，就可將一個字節由低位到高位一位位地發送出去。數據傳送速率可用延時循環的方法進行調節。
    ３．握手協議
    先發握手信號，后發數據。假定Ａ機為發送，Ｂ機為接收。Ａ機開始發送時，先發送一個握手數據信號，Ｂ機收到后回送一個應答信號，表示同意接收。
    Ａ機收到應答信號后，開始發送數據。握手信號和數據信號都按異步通訊格式，先發準備信號“１”，接著發送起始位“０”，然后發數據位。
    ４．數據傳送

異步通訊時，發送時鐘控制數據位的定時移位串行輸出，接收時鐘檢測起始位，并控制數據的定時接收移入。兩個時鐘信號不是通過信號線傳遞，而是采用編程約定的辦法，使之和實際使用的數據速率基本保持一致，而數據信號中的起始位則是發和收的同步控制。接收時鐘為數據傳送波特率的１６倍頻信號，即一個數據位寬的時間內將會出現１６個接收時鐘的信號，這是檢測起始位和保證在數據位中央位置接收數據所需要的。為排除瞬時干擾，在檢測到數據輸入線的電平由“１”變為“０”之后，接收端將繼續檢測。僅當連續８個接收時鐘周期內都檢測到數據線上的電平為“０”時，才確認是起始位，且發送端每一個“０”或“１”都發送１６次，接收端將以１６倍的時鐘周期，即以位寬時間為間隔，接收各數據位（在其中央位置接收數據）。一個字長數據（８位）接收完后，子程序返回。
    二、程序框圖和源程序
    下面給出發送、接收一字長（８位）信號的子程序框圖（見圖１、圖２）和PIC單片機源程序（發送、接收聯絡信號與數據信號相同）。注：所有延時程序略。
    １．發送子程序
   ｌｉｓｔ ｐ＝１６ｃ６５，ｆ＝ｉｎｈｘ８ｍ
ｐｏｒｔｂ  ｅｑｕ６
ｔｒｉｓｂ  ｅｑｕ １６ｈ
ｓｔａｔｕｓ ｅｑｕ３
ｒｐ０    ｅｑｕ５

ｏｒｇ０ｘ１００
ｆｓ    ｂｓｆ   ｓｔａｔｕｓ，ｒｐ０；選存儲體１
　      ｂｃｆ   ｔｒｉｓｂ，６    ；置ＲＢ６為輸出
  　    ｂｃｆ   ｓｔａｔｕｓ，ｒｐ０；恢復存儲體０
    　  ｂｓｆ    ｐｏｒｔｂ，６   ；發準備信號“１”
      ?。恚铮觯欤鳎埃埃?br/>　      ｍｏｖｗｆ１ｆ       ；置發送字長
　      ｃａｌｌ   ｙｓｔｂ      ；延時同步
  　    ｍｏｖｌｗ０ｘ１０
   　   ｍｏｖｗｆ１ｃ
ｆｓ１  ｂｃｆ    ｐｏｒｔｂ，６   ；發１６個起始位
　      ｄｅｃｆｓｚ１ｃ，１
  　    ｇｏｔｏ   ｆｓ１
ｔｓ    ｃａｌｌ   ｙｓｔｊ      ；延時調節波特率
    　  ｒｒｆ    １６ｈ，１     ；發送字節移位
     ?。猓簦妫螅?nbsp; ｓｔａｔｕｓ，０
　      ｇｏｔｏ    ｔｙ
  　    ｍｏｖｌｗ０ｘ１０
   　   ｍｏｖｗｆ１ｃ
ｆｓ２  ｂｃｆ    ｐｏｒｔｂ，６   ；位為０，發１６個“０”
　      ｄｅｃｆｓｚ１ｃ，１
  　    ｇｏｔｏ   ｆｓ２
   　   ｇｏｔｏ     ｔｒ
ｔｙ    ｍｏｖｌｗ０ｘ１０
     　 ｍｏｖｗｆ１ｃ
ｆｓ３  ｂｓｆ    ｐｏｒｔｂ，６   ；位為１，發１６個“１”

 ｄｅｃｆｓｚ１ｃ，１
　     ｇｏｔｏ         ｆｓ３
ｔｒ    ｄｅｃｆｓｚ１ｆ，  １
　　    ｇｏｔｏ    ｔｓ        ；發送未完，延時發下一位
　      ｒｅｔｕｒｎ          ；發送結束返回
　     ｅｎｄ
    ２．接收子程序
   ｌｉｓｔ ｐ＝１６ｃ６５，ｆ＝ｉｎｈｘ８ｍ
ｐｏｒｔｂ  ｅｑｕ６
ｔｒｉｓｂ  ｅｑｕ １６ｈ
ｓｔａｔｕｓ ｅｑｕ ３
ｒｐ０   ?。澹瘢酰?br/>      　　?。铮颍?nbsp;  ０ｘ２００
ｊｓ    ｂｓｆ    ｓｔａｔｕｓ，ｒｐ０  ；選存儲體１
    　?。猓螅?nbsp;    ｔｒｉｓｂ，４     ；置ＲＢ４為輸入
　　    ｂｃｆ    ｓｔａｔｕｓ，ｒｐ０  ；恢復存儲體０
ｊｓ１  ｂｔｆｓｓ   ｐｏｒｔｂ，４    ；檢測收到“１”否

ｇｏｔｏ    ｊｓ１        ；未收到“１”繼續檢測
    　?。恚铮觯欤鳎埃埃?nbsp;     ；置接收字長８位
　　    ｍｏｖｗｆ１ｆ
ｌｏｏｐ１ ｍｏｖｌｗ０ｘ０８      ；置循環次數８
  　　 　?。恚铮觯鳎妫保?br/>ｌｏｏｐ  ｂｔｆｓｃ  ｐｏｒｔｂ，４    ；檢測起始位
　    　  ｇｏｔｏ   ｌｏｏｐ１     ；未收到“０”重置８次循環
     　?。洌澹悖妫螅保?，１
　　　    ｇｏｔｏ   ｌｏｏｐ       ；收到“０”繼續檢測
ｊｚ    ｃａｌｌ     ｙｓｔｂ       ；收到８個“０”，延時同步，接收數據
        ｂｔｆｓｃ    ｐｏｒｔｂ，４     ；測試接收位
        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，延時接收下一位

ｒｅｔｕｒｎ            ；接收完返回
        ｅｎｄ