你是否遇到过某个MCU串口不够的情况？这时我们可以考虑用GPIO去模拟，如何具体实现呢？

(资料图片仅供参考)

首选我们需要了解串口的传输协议，

UART使用异步模式工作，不需要时钟信号，其一般格式为：起始位+数据位+校验位+停止位。其中起始位1位，数据位5~8位，校验位0或1位，停止位1、1.5或2位。不过最常用的格式是1位起始位、8位数据位、没有奇偶校验、1位停止位，简记为8/N/1。

8/N/1格式的时序图如下：

空闲时数据线上规定为逻辑1。

开始传输数据时先发送起始位，规定为逻辑0，接收端会检测这个下降沿，以便之后开始采样接收数据。

起始位之后是数据位，规定先发送最低位，即LSB First。因为UART没有时钟信号，故使用波特率来确定每一位的长度，不过为保证检测的准确性，实际采样频率会高于波特率，一般每一位会进行若干次采样，取中间的采样值作为这一位的结果。

奇偶校验位一般不使用。

停止位一般使用1位，规定为逻辑1，除了表示传输结束外，停止位还可以起到时钟同步的作用。

需要注意的是，这里的逻辑0并不一定是0V，这与使用的电平标准有关。对于TTL电平而言，逻辑0是0V，逻辑1是高电平（一般为3.3V或5V）；对于RS-232电平而言，逻辑0是3V~15V，逻辑1是-3~-15V。

除了TX、RX、GND信号外，UART中还会有诸如RTS、CTS等流控信号，因为用得不是很多，此处就不总结了。

以发送0x23（无奇偶校验）为例来说明，传输时序如下：

注意是LSB First，也就是最低位先传输哦。

0x23，二进制表示为00100011，传输顺序为1->1->0->0->0->1->0->0

掌握清楚这个时序那么也就好用GPIO模拟了，除了需要两个GPIO，还需要两个定时器（分别用于接收和发送时序控制），另外需要说明的是，为方便起见，采样频率这里就设置成了波特率。

1） 对于接收，当RX引脚检测到下降沿时，进入GPIO中断，然后开启一个定时器，第一次定时器周期设置为1/波特率的一半(目的是为了在中心处判断是否为低电平，以表示是否为起始位)，再之后就可以设置定时器周期为1/波特率，每隔此周期在定时器中断里去采样RX引脚电平，将数据接收完毕

2）对于发送，首先发送一个起始位，之后以1/波特率为周期，在定时器中断里去发送比特位即可。