AVR软件模拟串口程序

liyf

找个双串口单片机真是麻烦，所以想做个软件串口玩玩

环境：
winAVR
M48，8MHz
9600，1,8,1

输出：用定时器控制普通IO口输出位
输入：用外部中断+定时器，判断位的宽度

好几天没休息好了，利用闲暇写的，也没找到别人的参考程序，不过终于算是可以工作了，其实还应该有很多其它的方法可以试一下，比如用PWM输出串行数据，用输入捕获接收数据，或定时查询，或用任意一个IO口中断，则每个引脚都有可能

现在还有些问题，全双工同时收发时发送偶尔出错，别的中断干扰所致吧，占用两个定时器有些浪费，以后再修改吧，最好加上各种波率。软件串口终究不如原串口好用，不过要求不苛刻的话可以一用，如果波特率改到4800应该会稳定许多

本程序为直接摘出部分，删了无关的部分，在此可能有些变量没用，或有段落遗漏，请谅

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/signal.h>
#include <avr/wdt.h>

#define Sbit1() PORTD|=1<<PD1
#define Sbit0() PORTD&=~(1<<PD1)


volatile unsigned int
eep_ms,//毫秒计时
keytime,          //等待时间
SoundOnTime;          ////
volatile unsigned char
rdata,
key,
start=0,
keycode,    //
*TxPoint,
rtime,
INT0_time,        //中断次数

RxLength=0,    //接收长度
RUDR,      //摸拟串口接收的数据
TxLength,          //串口发送数据长度
SUDR;            //串口发送的数据

unsigned char arr[10],DispBuff[10];


void Initial_IO(void)//IO口初始化
  {
   DDRD = 0X82;       //PD1串口输出，PD0串口输入，PD2模拟串口输入（INT0）
   PORTD = 0X82;       //PD1输出高电平
  }

void Initial_INT0(void)
  {
  EICRA|=(1<<ISC00);//边沿触发
   EIMSK|=1<<INT0;
  }

void Initial_timer0(void)             //定时器0初始化
  {
   TCCR0B|=(1<<CS01);              //定时器0：8M/8分频
   TIMSK0|=(1<<TOIE0);
  }

void Initial_timer1(void)
  {
   TCCR1A=(1<<WGM11);         
     TCCR1B=(1<<WGM13)|(1<<WGM12)|(1<<CS11); //定时器1 频率1MHz
   ICR1=1000;
   TIMSK1|=(1<<TOIE1);
  }

void Initial_timer2(void)
  {
   TCCR2B=(1<<CS22); //系统频率/64分频，8us
   TIMSK2|=(1<<TOIE2);                  //中断允许
  }


void Initial_WDR(void)                    //看门狗初始化
  {
  wdt_enable(WDTO_1S);
  wdt_reset();
  }


void Initial(void)
{
  Initial_IO();
  Initial_timer0();
  Initial_timer1();
  Initial_timer2();
  Initial_INT0();
  Initial_WDR();
  sei();
}


/*启动串口发送*/
void SendData(unsigned char *P,unsigned char DataLength)
  {
  TxLength=DataLength;
  TxPoint=P;
  start=0;
  }
  

int main (void)
  {

  Initial();

  while(1)
    {
    wdt_reset();
    if((rdata)&&(eep_ms>10))//收到数据延时10mS后启动发送,回送验证数据
      {
      key=0;
      SendData(&DispBuff[0],9);//发送DispBuff[0]的9位数据
      while(TxLength);//等待发送完成
      rdata=0;
      eep_ms=0;
      }
    }
  }


/*定时器0，100us溢出中断*/
SIGNAL(SIG_OVERFLOW0)
  {
  TCNT0=151;//重载数据,计时区间为151---255，共104uS，一个位的时间
  if(TxLength)//
    {
    if(start==0)
      {
      Sbit0();//起始位
      SUDR=*(TxPoint++);
      }
    else
      {
      if((start<=8))
        {
        if(SUDR&(1<<(start-1)))Sbit1();//数据1
        else Sbit0();//数据0
        }
      else Sbit1();//停止位
      }
    if(start<10)start++;
    else
      {
      TxLength--;//一字节 发送完成，字节数减1
      start=0;
      }//
    }
  }

/*定时器1，1ms溢出中断*/
SIGNAL(SIG_OVERFLOW1)
{
  eep_ms++;
}
/*定时器2*/
SIGNAL(SIG_OVERFLOW2)
  {
  sei();  
  if(INT0_time)//有数据
    {
    INT0_time=0;//中断次数清0
    rdata=1;//置有数据标志
    eep_ms=0;
    if(RxLength<10)DispBuff[RxLength++]=RUDR;
   
    }
  if(rtime<4)rtime++;//字节间隔时间，间隔3个字节重新开始一帧
  else RxLength=0;
  }
  
SIGNAL(SIG_INTERRUPT0)//INT0，边沿触发中断
  {
  unsigned char temp,temp2=0;
  static unsigned char pre_TCNT2,j=0;
  if(INT0_time==0)//一个字节第一个下降沿中断，起始位开始
    {
    TCNT2=130;
    pre_TCNT2=130;
    RUDR=0xff;//接收的数据初值
    j=0;  //位数清零
    INT0_time++;//中断次数加一
    }
  else
    {
    temp=TCNT2;
    if(temp>pre_TCNT2)temp2=temp-pre_TCNT2;//取一个高/低电平的宽度
    if(temp2>10)//滤过窄电平（干扰信号）
      {
      pre_TCNT2=temp;//记录前一次的时间值
      temp=0;
      while(temp2>13)//计算位的个数，约13为一个位（8*13=104uS）
          {
          temp2-=13;//
          temp++;
          }
      if(temp2>6)temp++;//计算位的个数，一般13为一个位
      if(INT0_time==1)temp-=1;
      if(INT0_time&1)//奇数次中断
        {
        while(temp)//位0的个数
          {
          RUDR&=~(1<<j);//相关位置0
          temp--;
          j++;
          }
        }
      else j+=temp;//偶数，位1的个数，跳过
      INT0_time++;//中断次数加一
      }
    }
  rtime=0;
  }