2021年11月08日 | 51单片机实现判断数据头来接收一串数据的串口通用程序框架

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: 20200710

---- @ModifiedTime: 20200710

---- @Description:

---- 波特率是：9600 。

---- 通讯协议：EB 00 55  XX YY  

---- 加无效填充字节后,上位机实际上应该发送：00  EB 00 55  XX YY 

---- 其中第1位00是无效填充字节，防止由于硬件原因丢失第一个字节。

---- 其中第2,3,4位EB 00 55就是数据头

----           后2位XX YY就是有效数据

---- 任意时刻，单片机从电脑“串口调试助手”上位机收到的一串数据中，只要此数据中包含关键字EB 00 55 ，并且此关键字后面两个字节的数据XX YY 分别为01 02,那么蜂鸣器鸣叫一声表示接收的数据头和有效数据都是正确的。

---- 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_voice_short 19 /*蜂鸣器短叫的持续时间*/

#define const_rc_size 10 /*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*/

/*——————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 uiSendCnt = 0; /*用来识别串口是否接收完一串数据的计时器*/

unsigned char ucSendLock = 1; /*串口服务程序的自锁变量，每次接收完一串数据只处理一次*/

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*/

unsigned int uiRcMoveIndex = 0; /*用来解析数据协议的中间变量*/

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

/**

* @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;

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  串口服务程序

* @param  无

* @retval 在main函数里

* 识别一串数据是否已经全部接收完了的原理:

* 在规定的时间里，如果没有接收到任何一个字节数据，那么就认为一串数据被接收完了，然后就进入数据协议

* 解析和处理的阶段。这个功能的实现要配合定时中断，串口中断的程序一起阅读，要理解他们之间的关系。

**/

void usart_service(void)

{

/*如果超过了一定的时间内，再也没有新数据从串口来*/

if(uiSendCnt >= const_receive_time && ucSendLock == 1)

{

ucSendLock = 0; /*处理一次就锁起来，不用每次都进来,除非有新接收的数据*/

/*下面的代码进入数据协议解析和数据处理的阶段*/

uiRcMoveIndex = 0; /*由于是判断数据头，所以下标移动变量从数组的0开始向最尾端移动*/

/*

* 判断数据头，进入循环解析数据协议必须满足两个条件:

* 第一：最大接收缓冲数据必须大于一串数据的长度（这里是5。包括2个有效数据，3个数据头）

* 第二：游标uiRcMoveIndex必须小于等于最大接收缓冲数据减去一串数据的长度（这里是5。包括2个有效数据，3个数据头）

*/

while(uiRcregTotal >= 5 && uiRcMoveIndex <= (uiRcregTotal - 5))

{

if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex + 0] == 0xeb && ucRcregBuf[uiRcMoveIndex + 1] == 0x00 && ucRcregBuf[uiRcMoveIndex + 2] == 0x55)

{

/*有效数据01 02的判断*/

if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex + 3] == 0x01 && ucRcregBuf[uiRcMoveIndex + 4] == 0x02)

{

uiVoiceCnt = const_voice_short; /*蜂鸣器发出声音，说明数据头和有效数据都接收正确*/

LED = ~LED; /*LED亮灭*/

}

break; /*退出循环*/

}

uiRcMoveIndex ++; /*因为是判断数据头，游标向着数组最尾端的方向移动*/

}

uiRcregTotal = 0; /*清空缓冲的下标，方便下次重新从0下标开始接受新数据*/

}

}

/**

* @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*/

if(uiSendCnt < const_receive_time) /*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*/

{

uiSendCnt ++; /*表面上这个数据不断累加，但是在串口中断里，每接收一个字节它都会被清零，除非这个中间没有串口数据过来*/

ucSendLock = 1; /*开自锁标志*/

}

if(uiVoiceCnt != 0)

{

uiVoiceCnt --;

BEEP = 0;

}

else

{

;

BEEP = 1;

}

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 无

**/

void usart_receive(void) interrupt 4

{

if(RI == 1)

{

RI = 0;

++ uiRcregTotal;

if(uiRcregTotal > const_rc_size)

{

uiRcregTotal = const_rc_size;

}

ucRcregBuf[uiRcregTotal - 1] = SBUF; /*将串口接收到的数据缓存到接收缓冲区里*/

uiSendCnt = 0; /*及时喂狗，虽然main函数那边不断在累加，但是只要串口的数据还没发送完毕，那么它永远也长不大,因为每个中断都被清零。*/

}

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)

{

usart_service();

}

}

三、仿真实现