在用單片機(jī)開發(fā)各種嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)中，由于異步串行通訊連接簡單，因而成為經(jīng)常用到的一種通信模式，很多應(yīng)用中還要求實現(xiàn)多路異步串行通信。為了提高系統(tǒng)的性能價格比，就要求設(shè)計工程師用軟件增加實現(xiàn)一路或多路異步串行通信。本文即是對模擬串口的波特率做出的一點分析。
  首先簡單的介紹一下串行異步通訊的數(shù)據(jù)格式定義，發(fā)送或接收一個完整的字節(jié)信息，必須有“起始位”、“若干數(shù)據(jù)位”、“奇偶校驗位”和“停止位”；定義每位信息的時間寬度——每秒發(fā)送的信息位個數(shù)，即為“波特率”。本文附帶的模擬串口源程序采用數(shù)據(jù)幀的格式為 1位起始位（低電平），8位數(shù)據(jù)位（先低位在高位），1位停止位（高電平），且在線路空閑狀態(tài)時總是保持為高電平。當(dāng)在11M晶振時鐘頻率下，采用波特率為9600或19200時。該模擬串口都可以無誤差的進(jìn)行傳輸，具體分析后面進(jìn)行。
  參照源程序，我們知道，在這個模擬串口設(shè)計中，模擬的是單片機(jī)串行異步通訊方式1，由P1^0做接收端，P1^1做發(fā)送端，通過定時器1定時溢出中斷來確定每位數(shù)據(jù)的時間，由StartBitOn()函數(shù)不斷查詢接收端的狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)低電平（即起始位）的時候，調(diào)用接收程序，接收發(fā)送的數(shù)據(jù)。
針對以下附帶的源程序分析知，PGetChar()，PSendChar()都是通過移位方式來接收數(shù)據(jù)，每接收一位數(shù)據(jù)，需要定時器溢出產(chǎn)生中斷一次，故要得到一幀的數(shù)據(jù)，就必須經(jīng)過10個數(shù)據(jù)位的時間才能完成，同樣的，在模擬串口的發(fā)送端，要完整的發(fā)送一幀數(shù)據(jù)也要經(jīng)過10個數(shù)據(jù)位的時間。因而在如下連接時，引出了以下的問題。
當(dāng)RS232單次發(fā)送一個字符時，可以正常接收和發(fā)送回RS232。
當(dāng)RS232連續(xù)發(fā)送一串字符時，通過模擬串口返回給RS232的字符只有原來的一半。如發(fā)送1234567890這樣一個字符串時，接收的字符為13579。
那為什么在單獨發(fā)送一個字符是不會丟失，而連續(xù)發(fā)送時就只有原來的一半了呢！
____________         ______________________________
|       |       |                     |
|       |       |                     |
| PC     |---------->| PGetChar()             |
|     RS232|       |   |     MCU         |
|       |       |   V                 |
|       |<----------| PSendChar()             |
-------------         -------------------------------
源程序：
/**********************************************
IO 口模擬232串行異步通訊程序

**********************************************/
#include <reg51.h>
sbit BT_SND =P1^1;
sbit BT_REC =P1^0;

#define F_TM F0 //自定義標(biāo)志位，作為中斷標(biāo)志位
#define TIMER0_ENABLE TL0=TH0; TR0=1;//TR0 = 1,啟動T
#define TIMER0_DISABLE TR0=0;

// Acc 累加器做發(fā)送的移位寄存器
sbit ACC0 = ACC^0;
sbit ACC1 = ACC^1;
sbit ACC2 = ACC^2;
sbit ACC3 = ACC^3;
sbit ACC4 = ACC^4;
sbit ACC5 = ACC^5;
sbit ACC6 = ACC^6;
sbit ACC7 = ACC^7;

//定時器計數(shù)器0的中斷
void IntTimer0() interrupt 1
{
    F_TM=1;
}
//發(fā)送一個字符
//數(shù)據(jù)格式一個啟動位（0），8數(shù)據(jù)位，一個停止位（1）
void PSendChar(unsigned char Getch)
{
    ACC=Getch;
    F_TM=0;
    BT_SND=0; //啟動位
    TIMER0_ENABLE; //記數(shù)器0啟動
  while(!F_TM) ;
    BT_SND=ACC0; //先送出低位
    F_TM=0;
  while(!F_TM) ;
    BT_SND=ACC1;
    F_TM=0;
  while(!F_TM) ;
    BT_SND=ACC2;
    F_TM=0;
  while(!F_TM);
    BT_SND=ACC3;
    F_TM=0;
  while(!F_TM);
    BT_SND=ACC4;
    F_TM=0;
  while(!F_TM);
    BT_SND=ACC5;
    F_TM=0;
  while(!F_TM);
    BT_SND=ACC6;
    F_TM=0;
  while(!F_TM);
    BT_SND=ACC7;
    F_TM=0;
  while(!F_TM);
    BT_SND=1;
    F_TM=0;
  while(!F_TM);
  TIMER0_DISABLE; //停止timer
}
//接收一個字符
unsigned char PGetChar()
{
unsigned char rch,ii;
TIMER0_ENABLE;
F_TM=0;
ii=0;
rch=0;
while(!F_TM); //等過起始位

while(ii<8)
{
  rch>>=1;
  if(BT_REC)
  {
  rch|=0x80;
  }
ii++;
F_TM=0;
while(!F_TM);

}
F_TM=0;
while(!F_TM)
{
  if(BT_REC)
  {
    break;
  }
}
TIMER0_DISABLE; //停止timer
return rch;

}
//檢查是不是有起始位
bit StartBitOn()
{
  return (BT_REC==0);

}
void main()
{
unsigned char Getch;

TMOD=0x22; /*定時器1為工作模式2(8位自動重裝)，0為模式2(8位
自動重裝) */
PCON=00;
TR0=0; //在發(fā)送或接收才開始使用
TF0=0;
TH0=(256-96); //9600bps 就是 1000000/9600=104.167微秒 執(zhí)行的
//時間是104.167*11.0592/12= 96
TL0=TH0;
ET0=1;//定時器/記數(shù)器T0的溢出中斷允許位，ET，允 許中斷
EA=1;
  while(1)
  {
      
  if(StartBitOn())
  {
    Getch=PGetChar();
    PSendChar(Getch);
  }
}
}
實驗環(huán)境：
  串口調(diào)試助手軟件
  AT89S51單片機(jī)及相應(yīng)的硬件設(shè)備
  win2000操作系統(tǒng)
原因分析如下：
PC的RS232像單片機(jī)發(fā)送1234567890字符串時，是連續(xù)一次發(fā)送的。當(dāng)StartBitOn()檢測到低電平起始位時，運行Getch=PGetChar()函數(shù)，顯然上面說過要得到一幀的數(shù)據(jù)，就必須經(jīng)過10個數(shù)據(jù)位的時間，同樣運行PSendChar(Getch)函數(shù)時，也必須經(jīng)過10個數(shù)據(jù)位的時間，且都是在忽略單片機(jī)本身執(zhí)行指令的時間得到的。因而在當(dāng)單片機(jī)接收了一個數(shù)據(jù)在接收下一位數(shù)據(jù)期間，必須至少消耗20個數(shù)據(jù)位的時間，等它在開始檢測起始位時候，已經(jīng)傳輸?shù)降谌齻�字符了，因而才會出現(xiàn)第上面的情況，當(dāng)發(fā)送1234567890，而接收的字符是13579的原因。也就才會出現(xiàn)了很多工程師朋友們會對用軟件實現(xiàn)的UART在可靠性和效率方面持懷疑態(tài)度的現(xiàn)象
if(StartBitOn())
    {
        Getch=PGetChar();   //采用移位方式要消耗10個數(shù)據(jù)位的時間
        PSendChar(Getch);   //采用移位方式要消耗10個數(shù)據(jù)位的時間
      }

BT_REC 接收到的電平：
第1幀數(shù)據(jù)（10個數(shù)據(jù)位）第2幀（10個數(shù)據(jù)位）第3幀（10個起始位）

起始位1                 起始位2             起始位3
  
  參照上面的數(shù)據(jù)格式示意圖知，當(dāng)單片機(jī)StartBitOn()檢測到起始位1并完成相應(yīng)的接收轉(zhuǎn)發(fā)Getch=PGetChar(); PSendChar(Getch)，在進(jìn)行下一次檢測時，檢測到的下一個起始位就是起始位3了。

  綜合上面分析可得出以下結(jié)論，在用軟件模擬串行通訊時候，是以時間來模擬硬件設(shè)備的，用軟件實現(xiàn)的UART的效率肯定沒有辦法和硬件UART比，在上敘連接時候，實際接收的數(shù)據(jù)確實只能有原來的一半，因為它是連續(xù)進(jìn)行接收和發(fā)送兩項工作的，但在實際應(yīng)用中，可以通過一定的手段，比如先一次接收好PC所發(fā)送過來的所有數(shù)據(jù)，保存在預(yù)先設(shè)置的緩沖區(qū)里，稍后再去進(jìn)行發(fā)送的工作，這樣在接收的時候消耗的時間就只有10個數(shù)據(jù)位，在接收過程中不會丟失數(shù)據(jù)，能正確接收到所發(fā)送的所有字符。