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”
　ｍｏｖｌｗ０ｘ０８
　 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
　ｂｔｆｓｃ 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 　ｅｑｕ５
　　　ｏｒｇ ０ｘ２００
ｊｓ ｂｓｆ ｓｔａｔｕｓ，ｒｐ０ ；選存儲體１
　　ｂｓｆ 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
　　ｍｏｖｌｗ０ｘ０８ ；置接收字長８位
　　 ｍｏｖｗｆ１ｆ
ｌｏｏｐ１ ｍｏｖｌｗ０ｘ０８ ；置循環次數８
　　 　　ｍｏｖｗｆ１ｄ
ｌｏｏｐ ｂｔｆｓｃ ｐｏｒｔｂ，４ ；檢測起始位
　 　 ｇｏｔｏ ｌｏｏｐ１ ；未收到“０”重置８次循環
　　ｄｅｃｆｓｚ１ｄ，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