2021年11月08日 | 51单片机实现在串口接收中断里即时解析数据头的特殊程序框架

一、使用proteus绘制简单的电路图，用于后续仿真

二、编写程序

/********************************************************************************************************************

---- @Project: USART

---- @File: main.c

---- @Edit: ZHQ

---- @Version: V1.0

---- @CreationTime: 20200712

---- @ModifiedTime: 20200712

---- @Description:

---- 波特率是：9600 。

---- 通讯协议：EB  GG XX XX XX XX ED

---- 其中第1位EB就是数据头.

---- 其中第2位GG就是数据类型。01代表驱动蜂鸣器，02代表驱动Led灯。

---- 其中第3,4,5,6位XX就是有效数据长度。高位在左，低位在右。

---- 其中第7位ED就是数据尾，在这里也起一部分校验的作用，虽然不是累加和的方式。

---- 在本程序中，

---- 当数据类型是01时，4个有效数据代表一个long类型数据，如果这个数据等于十进制的123456789，那么蜂鸣器就鸣叫一声表示正确。

---- 当数据类型是02时，4个有效数据代表一个long类型数据，如果这个数据等于十进制的123456789，那么LED灯就会闪烁一下表示正确。

---- 十进制的123456789等于十六进制的75bcd15 。

---- 发送以下测试数据，将会分别控制蜂鸣器Led灯。

---- 控制蜂鸣器发送：eb 01 07 5b cd 15 ed

---- 控制LED灯发送：eb 02 07 5b cd 15 ed

---- 单片机：AT89C52

********************************************************************************************************************/

#include "reg52.h"

/*——————宏定义——————*/

#define FOSC 11059200L

#define BAUD 9600

#define T1MS (65536-FOSC/12/500)   /*0.5ms timer calculation method in 12Tmode*/

#define const_rc_size 20 /*接收串口中断数据的缓冲区数组大小*/

#define const_receive_time 5 /*如果超过这个时间没有串口数据过来，就认为一串数据已经全部接收完，这个时间根据实际情况来调整大小*/

#define const_voice_short 80 /*蜂鸣器短叫的持续时间*/

#define const_led_short 80 /*LED灯亮的持续时间*/

/*——————变量函数定义及声明——————*/

/*蜂鸣器的驱动IO口*/

sbit BEEP = P2^7;

/*LED*/

sbit LED = P3^5;

unsigned int uiRcregTotal = 0; /*代表当前缓冲区已经接收了多少个数据*/

unsigned char ucRcregBuf[const_rc_size]; /*接收串口中断数据的缓冲区数组*/

/*为串口计时器多增加一个原子锁，作为中断与主函数共享数据的保护*/

unsigned char ucVoiceLock = 0; /*蜂鸣器鸣叫的原子锁*/

unsigned char ucLedLock = 0; /*Led灯点亮时间的原子锁*/

unsigned int uiVoiceCnt = 0; /*蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器*/

unsigned int uiRcVoiceTime = 0; /*蜂鸣器发出声音的持续时间*/

unsigned int uiLedCnt = 0; /*Led灯点亮的计时器*/

unsigned long ulBeepData = 0; /*蜂鸣器的数据*/

unsigned long ulLedData = 0; /*LED的数据*/

unsigned char ucUsartStep = 0; /*串口接收字节的步骤变量*/

/**

* @brief  定时器0初始化函数

* @param  无

* @retval 初始化T0

**/

void Init_T0(void)

{

TMOD = 0x01;                    /*set timer0 as mode1 (16-bit)*/

TL0 = T1MS;                     /*initial timer0 low byte*/

TH0 = T1MS >> 8;                /*initial timer0 high byte*/

}

/**

* @brief  串口初始化函数

* @param  无

* @retval 初始化T0

**/

void Init_USART(void)

{

SCON = 0x50;

TMOD = 0x21;                    

TH1=TL1=-(FOSC/12/32/BAUD);

}

/**

* @brief  外围初始化函数

* @param  无

* @retval 初始化外围

* 让数码管显示的内容转移到以下几个变量接口上，方便以后编写更上一层的窗口程序。

* 只要更改以下对应变量的内容，就可以显示你想显示的数字。

**/

void Init_Peripheral(void)

{

ET0 = 1;/*允许定时中断*/

TR0 = 1;/*启动定时中断*/

TR1 = 1;

ES = 1; /*允许串口中断*/

EA = 1;/*开总中断*/  

}

/**

* @brief  初始化函数

* @param  无

* @retval 初始化单片机

**/

void Init(void)

{

LED  = 0;

BEEP = 1;

Init_T0();

Init_USART();

}

/**

* @brief  延时函数

* @param  无

* @retval 无

**/

void Delay_Long(unsigned int uiDelayLong)

{

   unsigned int i;

   unsigned int j;

   for(i=0;i   {

      for(j=0;j<500;j++)  /*内嵌循环的空指令数量*/

          {

             ; /*一个分号相当于执行一条空语句*/

          }

   }

}

///**

//* @brief  延时函数

//* @param  无

//* @retval 无

//**/

//void Delay_Short(unsigned int uiDelayShort)

//{

//   unsigned int i;

//   for(i=0;i//   {

// ; /*一个分号相当于执行一条空语句*/

//   }

//}

/**

* @brief  Led灯的服务程序

* @param  无

* @retval 无

**/

void led_service(void)

{

if(uiLedCnt < const_led_short)

{

LED = 1; /*LED亮*/

}

else

{

LED = 0;

}

}

/**

* @brief  定时器0中断函数

* @param  无

* @retval 无

**/

void ISR_T0(void) interrupt 1

{

TF0 = 0;  /*清除中断标志*/

TR0 = 0; /*关中断*/

/* 

* 此处多增加一个原子锁，作为中断与主函数共享数据的保护

*/

if(ucVoiceLock == 0) /*原子锁判断*/

{

if(uiVoiceCnt != 0)

{

uiVoiceCnt --;

BEEP = 0;

}

else

{

;

BEEP = 1;

}

}

if(ucLedLock == 0) /*原子锁判断*/

{

if(uiLedCnt < const_led_short)

{

uiLedCnt ++; /*Led灯点亮的时间计时器*/

}

}

TL0 = T1MS;                     /*initial timer0 low byte*/

TH0 = T1MS >> 8;                /*initial timer0 high byte*/

  TR0 = 1; /*开中断*/

}

/**

* @brief  串口接收数据中断

* @param  无

* @retval 以下是在串口接收中断里即时解析数据头的特殊程序框架，

* 它的特点是靠数据头来启动接受有效数据，靠数据尾来识别一串数据接受完毕，

* 这里的数据尾也起到一部分的校验作用，让数据更加可靠。这种程序结构适合应用

* 在传输的数据长度不是很长，而且要求响应速度非常高的实时场合。在这种实时要求

* 非常高的场合中，就不像之前一样做数据累加和的复杂运算校验，只用数据尾来做简单的

* 校验确认，目的是尽可能提高处理速度。

**/

void usart_receive(void) interrupt 4

{

if(RI == 1)

{

RI = 0;

switch(ucUsartStep) /*串口接收字节的步骤变量*/

{

case 0:

ucRcregBuf[0] = SBUF;

if(ucRcregBuf[0] == 0xeb) /*数据头判断*/

{

ucRcregBuf[0] = 0; /*数据头及时清零，为下一串数据的接受判断做准备*/

uiRcregTotal = 1; /*缓存数组的下标初始化*/

ucUsartStep = 1; /*如果数据头正确，则切换到下一步，依次把上位机来的数据存入数组缓冲区*/

}

break;

case 1:

ucRcregBuf[uiRcregTotal] = SBUF; /*依次把上位机来的数据存入数组缓冲区*/

uiRcregTotal ++;

if(uiRcregTotal >= 7) /*已经接收了7个字节*/

{

if(ucRcregBuf[6] == 0xed) /*数据尾判断，也起到一部分校验的作用，让数据更加可靠,虽然没有用到累加和的检验方法*/

{

ucRcregBuf[6] = 0; /*数据尾及时清零，为下一串数据的接受判断做准备*/

switch(ucRcregBuf[1]) /*根据不同的数据类型来做不同的数据处理*/

{

case 0x01: /*与蜂鸣器相关*/

ulBeepData = ucRcregBuf[2]; /*把四个字节的数据合并成一个long型的数据*/

ulBeepData = ulBeepData << 8;

ulBeepData += ucRcregBuf[3];

ulBeepData = ulBeepData << 8;

ulBeepData += ucRcregBuf[4];

ulBeepData = ulBeepData << 8;

ulBeepData += ucRcregBuf[5];

if(ulBeepData == 123456789) /*如果此数据等于十进制的123456789，表示数据正确*/

{

ucVoiceLock = 1; /*共享数据的原子锁加锁*/

uiVoiceCnt = const_voice_short; /*蜂鸣器发出声音*/

ucVoiceLock = 0; /*共享数据的原子锁解锁*/

}

break;

case 0x02: /*与Led灯相关*/

ulLedData = ucRcregBuf[2]; /*把四个字节的数据合并成一个long型的数据*/

ulLedData = ulLedData << 8;

ulLedData += ucRcregBuf[3];

ulLedData = ulLedData << 8;

ulLedData += ucRcregBuf[4];

ulLedData = ulLedData << 8;

ulLedData += ucRcregBuf[5];

if(ulLedData == 123456789) /*如果此数据等于十进制的123456789，表示数据正确*/

{

ucLedLock = 1; /*共享数据的原子锁加锁*/

uiLedCnt = 0; /*在本程序中，清零计数器就等于自动点亮Led灯*/

ucLedLock = 0; /*共享数据的原子锁解锁*/

}

break;

}

}

ucUsartStep = 0; /*返回上一步数据头判断，为下一次的新数据接收做准备*/

}

break;

}

}

else

{

TI = 0;

}

}

/*————————————主函数————————————*/

/**

* @brief  主函数

* @param  无

* @retval 实现LED灯闪烁

**/

void main()

{

/*单片机初始化*/

Init();

/*延时，延时时间一般是0.3秒到2秒之间，等待外围芯片和模块上电稳定*/

Delay_Long(100);

/*单片机外围初始化*/

Init_Peripheral();

while(1)

{

led_service(); /*Led灯的服务程序*/

}

}

三、仿真实现