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？

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首选我们需要了解串口的传输协议，
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  |6 K  N7 \+ `- ]* BUART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。
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4 Z4 X: P+ b- [
" {) u& Q7 u9 j8/N/1格式的时序图如下：

4 ]# s! p% a, M+ K9 k

& B/ y$ a' l4 |. S9 k$ {) ~# o空闲时数据线上规定为逻辑1。

, W: c, \, U3 I' ~  U+ z: e% b: C
9 d$ K% a$ b. M& Y' g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。
8 c# L" B! ]4 t8 s* r* T
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+ o. I1 X1 E; X# Z, l2 p/ ?奇偶校验位一般不使用。


# ]( N& G, W9 E% h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。

+ ^7 B! Z1 D0 h. i3 D- `# v
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。
4 g$ c$ w& r* U4 A* B2 v
" W; i- ^  M0 B3 D) E6 r
5 T- C" u) I5 h+ t3 ~( I# `/ [0 c1 i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。
0 C0 v5 B6 n8 ?/ w% @5 B
* x. R- ^4 Z' `3 B
: N- ?6 W& @' [以发送0x23（无奇偶校验）为例来说明，传输时序如下：
  V  s9 u$ t) m


注意是LSB First，也就是最低位先传输哦。

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; @  C( ?' ?. c/ J7 L0x23，二进制表示为00100011，传输顺序为1->1->0->0->0->1->0->0
, h1 m8 R% T7 a. K9 a; E3 Q7 V% G
( I' U3 h; V8 P3 u* l
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。
0 a: p* _: ^, _, L" _9 N

% k1 W& B! P6 S4 T8 h! g7 ^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

0 Y4 B. u9 y$ L# B
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。

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我在NXP的MCU上做了实现，经过测试波特率可以达到38400. 有需要代码的添加管理员微信获取(见本文最后二维码)。
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# @4 T: h9 ]3 o5 f6 P2 k) H' m
# b2 u) \! {+ Q- D4 R# m6 z' Q以下是对程序的简单说明：
7 i1 `% {) l6 ?, D. H, L
5 D. }: {8 _3 v" ~4 u5 j
/ ]. d* {+ m. _% e1）gpio_uart_demo_init() 里可以配置UART的相关参数，如波特率，奇偶校验，数据位长度

1 o9 u  n' @8 C( d% {* m
2）void gpio_uart_read(uint8_t *bufptr, uint32_t size, void (*rx_callback)(void)) 这个函数为uart 接收函数，第一个参数为数据存放buffer，第二个数据为接收长度，第三个参数为callback函数。注意目前的实现是调用此函数后，当接收完指定长度数据后，会停止接收数据。 如果之后要继续接收，需要再次调用这个函数。

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1 |# C3 \+ t2 J" Y9 W: d3）void gpio_uart_write(uint8_t *databuf, uint32_t num,void (*tx_callback)(void))这个函数为uart发送函数，第一个参数为发送数据buffer，第二个数据为发送长度，第三个参数为callback函数。


4）移植到其他不同平台非常容易，只需要修改下GPIO和定时器配置即可。