一般的软件模拟扩展串口方法，使用1个i/o端口、1个int外部中断和定时器，该方法扩展的串口有2个缺点，①、由于使用了int外部中断，故只能使用2个int外部中断扩展2个串口。②、文中的发送和接收数据的效率比较低，占用了cpu的大量时间，不能与其他任务同时进行，所以使用范围有限。
本文提出的模拟串口方法，仅使用2个普通i/o和1个定时器，由于不需要int的限制，可以扩展出多个串口，且带fifo的功能，该方法扩展模拟串口的收发数据在中断服务中完成，所以非常效率高，一般的单片机都支持定时器中断，所以所以该方法在大多数单片机上都可以应用。
对于低速度的单片机(如89s51)可以扩展出低速串口(9600、4800等)，对于高速单片机(如avr、pic、c8051、stc12)可以扩展高速串口(如19200、28800、38400、57600等)。目前单片机的处理速度越来越高，而价格越来越便宜，本文使用的stc12c1052芯片就具有高速度和低价格，价格仅为每片人民币3.8元。电子产品的开发设计时，要求在保证性能的情况下降低硬件成本，软件模拟扩展串口提供了一种降低成本的好方法。
1、串口通讯原理
在串口的异步通信中，数据以字节为单位的字节帧进行传送，发送端和接收端必须按照相同的字节帧格式和波特率进行通信，其中字节帧格式规定了起始位、数据位、寄偶效验位、停止位。起始位是字节帧的开始，使数据线处于逻辑0状态，用于向接收端表明开始发送数据帧，起到使发送和接收设备实现同步。停止位是字节帧的终止，使数据线处于逻辑1状态，用于向接收端表明数据帧发送完毕。波特率采用标准速度，如4800、9600、19200、28800、38400、57600等。
2、软件uart的设计思想
在本设计对硬件要求方面，仅仅占用单片机的任意2个i/o端口和1个定时器，利用定时器的定时中断功能实现精确的波特率定时，发送和接收都在定时中断的控制之下进行。
数据发送的思想是，当启动字节发送时，通过txd先发起始位，然后发数据位和奇偶数效验位，最后再发停止位，发送过程由发送状态机控制，每次中断只发送1个位，经过若干个定时中断完成1个字节帧的发送。
数据接收的思想是，当不在字节帧接收过程时，每次定时中断以3倍的波特率监视rxd的状态，当其连续3次采样电平依次为1、0、0时，就认为检测到了起始位，则开始启动一次字节帧接收，字节帧接收过程由接收状态机控制，每次中断只接收1个位，经过若干个定时中断完成1个字节帧的接收。
为了提高串口的性能，在发送和接收上都实现了fifo功能，提高通信的实时性。fifo的长度可以进行自由定义，适应用户的不同需要。
波特率的计算按照计算公式进行，在设置最高波特率时一定要考虑模拟串口程序代码的执行时间，该定时时间必须大于模拟串口的程序的规定时间。单片机的执行速度越快，则可以实现更高的串口通讯速度。
3、软件uart设计的实现
本程序在宏晶科技(深圳)生产的stc12c1052高速单片机上进行运行测试，stc12c1052单片机是单时钟/机器周期的mcs51内核单片机，与89c2051引脚完全兼容，其工作频率达35mhz，相当与420mhz的89c2051单片机，每片人民币3.8元。由于该单片机的高速度，使得软件扩展串口的方法，更方便实现高速的串口。
本扩展串口的设计中，stc12c1052使用的晶振频率为22.1184mhz，以波特率的3倍计算定时时间，在接收过程中以此定时进行接收起始位的采样，在发送和接收过程中再3分频得到标准波特率定时，进行数据发送与接收。
3.1、数据定义
定义模拟串口程序所必须的一些资源，如i/o引脚、波特率、数据缓冲区等。
#definefosc22118400//晶振频率
#definebaud38400//波特率
#definebaudt(fosc/baud/3/12)
#definebuflong16//fifo长度
sbitrxd1=p1^7;//模拟接收rxd
sbittxd1=p1^6;//模拟发送txd
bitbrxd1,srxd1;//rxd检测电平
byterbuf1[buflong];//fifo接收区
byterptr1,rnum1;
bytetbuf1[buflong];//fifo发送区
bytetptr1,tnum1;
bytetimcnt1a,timcnt1b;
bytemtbuf1,mrbuf1,txdcnt1,rxdcnt1;
3.2、数据接收子程序
数据接收过程中，依次存储rxd的逻辑位形成字节数据，当数据接收完毕且停止位为1时，表示接收到了有效数据，就将结果存储到接收fifo队列中去。
voidrecv()
{
if(rxdcnt1＞0)//存数据位8个
{
mrbuf1＞＞=1;
if(rxd1==1)mrbuf1=mrbuf1|0x80;
}
rxdcnt1--;
if(rxdcnt1==0&&rxd1==1)//数据接收完毕
{
rbuf1[rptr1]=mrbuf1;//存储到fifo队列
if(++rptr1＞buflong-1)rptr1=0;
if(++rnum1＞buflong)rnum1=buflong;
}
}