• 串口中断(9)即时解析用户自定义通讯协议--接收数据固定情况

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    目录

    一、系统设计要求

    二、系统设计原理

    三、硬件设计

    3.1串口设计

    3.2LED电路设计

    3.3蜂鸣器设计

    四、软件设计

    4.1串口初始化

    4.2接收中断

    4.3定时器T0初始化

    4.4定时器中断

    4.5发送数据函数

    4.6主程序

    4.7uart.h

    五、结果展示

    5.1控制LED

    5.2控制蜂鸣器

    六、效验软件推荐

    一、系统设计要求

    虚拟终端com1发数据给单片机com1，接收后将数据重新发给com3。

    com3发送到数据：帧头(1、2帧)+数据类型(3帧)+数据块(4、5帧)+效验位(6、7帧)

    帧头：共2帧，55 AA   

    数据类型：共1帧，01时控制LED灯，02时控制蜂鸣器

    数据块：共2帧，第一帧为高8位，第二帧为低8位，两帧合并为16位2进制，用于控制LED亮/蜂鸣器发声时间。

    效验位：共2帧，第一帧为和效验，第二帧为异或效验。

    com1将数据重新的数据：发送到数据不是将接收到的数据全部发送给com3，而是第3-5帧数据发送给com3。

    二、系统设计原理

    本次实验采取"边接收边处理式"的思路。

    由于串口通信是一帧一帧接收的，所以我们可以每接收一帧就判断帧头数据的正确性。

    至于com1要重新发送的数据，可以定义一个数组recv_buf用于存储com1要发送的数据。

    使用switch-case语句，分支0、1，分别判断帧头数据55和AA后,进入下一个分支。

    分支2接收类型+代码快（共3帧），并将3帧存储到数组recv_buf，同时定义两个专门计算效验值的变量（和效验变量sum_check和异或效验变量xor_check），在分支2中计算出第3-5帧的和效验值、异或效验值。

    然后进入分支3、4，用于判断计算出的和效验、异或效验值是否与接收到效验帧数据相同。如果和效验和异或效验位正确，则接收完成标志位recv_flag置1，代表接收数据完成且正确 。

    主程序中，在recv_flag==1的基础上进行，根据类型数据帧，采用switch-case语句分别处理LED/蜂鸣器。

    持续时间：高8位左移8位+低8位

    LED发亮持续时间：led_data=recv_buf[1]<<8+recv_buf[2];

    蜂鸣器发声时间：beep_data=recv_buf[1]<<8+recv_buf[2];

    注：recv_buf[0]是数据类型，recv_buf[1]是高8位，recv_buf[2]是低8位。

    三、硬件设计

    3.1串口设计

    com1发送端TXD接com2发送端TXD，com1接收端RXD接com2接收端RXD。

    虚拟终端RXD接TXD（因为单片机发送数据给com3，而虚拟终端可以理解为虚拟串口com3）。

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    3.2LED电路设计

    LED灯采用共阳极接法，左端接电源（高电平1），右端通过电阻接P1^0，P1^0低电平时，LED导通，发亮；P1^0高电平时，LED不导通，不亮（熄灭）。

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    3.3蜂鸣器设计

    R2右端接到P1^7，P1^7为低电平时，三极管导通，+5V电源（提供电压电流的作用）与蜂鸣器连接，蜂鸣器正极为高电平；P1^7为高电平，三极管不导通，蜂鸣器正极为低电平。

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    四、软件设计

    4.1串口初始化

    波特率9600b/s，晶振频率为11.0592Mhz，串口工作方式1(8位异步通信，波特率可变)，定时器T1的工作方式2(8位自动重载)。

    1. void UartInit(void)		//9600bps@11.0592MHz
    2. {
    3. 	PCON &= 0x7F;		//波特率不倍速
    4. 	SCON = 0x50;		//8位数据,可变波特率
    5. 	TMOD &= 0x0F;		//设置定时器模式
    6. 	TMOD |= 0x20;		//设置定时器模式
    7. 	TL1 = 0xFD;			//设置定时初始值
    8. 	TH1 = 0xFD;			//设置定时重载值
    9. 	ET1 = 0;			  //禁止定时器中断
    10. 	ES=1;           //串口中断打开
    11. 	TR1 = 1;			  //定时器1开始计时
    12. }

    4.2接收中断

    帧头判断55 AA==>将3帧(1帧类型+2帧数据块),计算和效验值、异或效验值==>判断和效验、异或效验是否正确==>正确则接收完成标志位recv_flag置1。

    不直接用数组recv_buf来存储接收数据，因为recv_buf存储的数据用于发送给com3，而单片机只将一部分数据发送给com3，不能将接收到的数据全存储到recv_buf。需要定义recv_data(中间值)，用于接收com3发来的数据。

    1. void ES_timers() interrupt 4 //接收中断
    2. {
    3. 	static unsigned char machine_step=0;//分支变量
    4. 	static unsigned char sum_check;//和效验
    5. 	static unsigned char xor_check;//异或效验
    6. 	if(RI)
    7. 	{ 
    8. 		RI=0; //RI清0
    9. 		recv_data=SBUF;//接收数据
    10. 		switch(machine_step)
    11. 		{
    12. 			case 0:
    13. 				 if(recv_data==0x55)//帧头：55
    14. 				 {
    15. 					 machine_step=1;
    16. 				 }
    17. 				 else
    18. 				 {
    19. 					 machine_step=0;
    20. 				 }
    21. 				break;
    22. 			case 1:
    23. 				 if(recv_data==0xAA)//帧头：AA
    24. 				 {
    25. 					 machine_step=2;
    26. 					 recv_cnt=0;
    27. 				 }
    28. 				 else
    29. 				 {
    30. 					 machine_step=0;
    31. 				 }
    32. 				break;
    33. 			case 2:
    34. 				 recv_buf[recv_cnt]=recv_data;//将单片机com1要发送到数据存储到数组recv_buf
    35. 				 recv_cnt++;
    36. 				 sum_check+=recv_data; //计算和效验
    37. 				 xor_check^=recv_data; //计算异或效验
    38. 				 if(recv_cnt>2) //存储完3个数据(类型01/02+代码快)后进入下一分支
    39. 				 {
    40. 					 machine_step=3;
    41. 				 }
    42. 				 else
    43. 				 {
    44. 					 machine_step=2;
    45. 				 }
    46. 			   break;
    47. 			case 3:
    48. 				 if(sum_check==recv_data) //和效验正确
    49. 				 {
    50. 					 machine_step=4;
    51. 				 }
    52. 				 else
    53. 				 {
    54. 					 machine_step=0;
    55. 				 }
    56. 			   break; 
    57. 			 case 4:
    58. 				 if(xor_check==recv_data) //异或效验正确
    59. 				 {
    60. 					 recv_flag=1;//接收正确
    61. 						
    62. 				 }
    63. 				 machine_step=0;
    64. 				 sum_check=0;//和效验变量清0
    65. 				 xor_check=0;//异或效验变量清0
    66. 				 recv_cnt=0;
    67. 			   break; 			
    68. 			 default:break;		 
    69. 		}
    70.    }
    71. }

    4.3定时器T0初始化

    1. void Timer0_Init(void)		//1毫秒@11.0592MHz
    2. {
    3. 	TMOD &= 0xF0;			//设置定时器模式
    4. 	TMOD |= 0x01;			//设置定时器模式
    5. 	TL0 = 0x66;				//设置定时初始值
    6. 	TH0 = 0xFC;				//设置定时初始值
    7. 	TF0 = 0;				//清除TF0标志
    8. 	ET0=1;                  //定时器0中断打开
    9. 	TR0 = 1;				//定时器0开始计时
    10. }

    4.4定时器中断

    1. void T0_timer() interrupt 1 //利用1ms计数，判断是否接收完成
    2. {
    3. 	    TR0=0;
    4. 		if(led_cnt//LED发亮
    5. 		{
    6. 			LED=0;
    7. 			led_cnt++;
    8. 		}
    9. 		else //LED灯灭
    10. 		{
    11. 			LED=1;
    12. 		}
    13. 		if(beep_cnt!=0) //蜂鸣器发声
    14. 		{
    15. 			Beep=~Beep;
    16. 			beep_cnt--;
    17. 		}
    18. 	    TL0 = 0x66;				//设置定时初始值
    19. 	    TH0 = 0xFC;				//设置定时初始值
    20. 	    TR0=1;
    21. }

    4.5发送数据函数

    1. void sendByte(unsigned char dat) //发送一帧数据功能函数
    2. {
    3. 	SBUF=dat;
    4. 	while(!TI);
    5. 	TI=0;
    6. }
    7.  
    8. void sendString(unsigned char *dat)//发送字符串函数
    9. {
    10. 	while(*dat != '\0')
    11. 	{
    12. 		sendByte(*dat++);
    13. 	}
    14. }

    4.6主程序

    1. #include 
    2. #include "uart.h"
    3.  
    4. void Timer0_Init(); //定时器0函数声明
    5.  
    6. sbit LED=P1^0;//位定义
    7. sbit Beep=P1^7;
    8.  
    9. void main()
    10. {
    11. 	UartInit();     //调用串口初始化函数
    12. 	Timer0_Init();
    13. 	EA=1;           //总中断允许
    14. 	while(1)
    15. 	{
    16. 		if(recv_flag==1)//接收完成
    17. 		{
    18. 			recv_flag=0;
    19. 			sendString(recv_buf);//发送缓冲区数据
    20. 			switch(recv_buf[0])//根据类型判断对LED处理还是蜂鸣器处理
    21. 			{
    22. 				case 0x01:
    23. 					led_data=recv_buf[1]<<8;//高8位recv_buf[1]左移8位
    24. 					led_data=led_data+recv_buf[2];//计算LED控制时间
    25. 					led_cnt=0;
    26. 					break;
    27. 				case 0x02:
    28. 					beep_data=recv_buf[1]<<8;//高8位recv_buf[1]左移8位
    29. 					beep_data=beep_data+recv_buf[2];//计算蜂鸣器控制时间
    30. 					beep_cnt=beep_data;
    31. 					break;
    32. 				default:clr_recvbuffer(recv_buf);//清除缓存
    33. 				break;	
    34. 			}
    35. 		}
    36. 	}
    37. }

    4.7uart.h

    1. #ifndef __UART_H__
    2. #define __UART_H__
    3.  
    4. #include 
    5. #include 
    6.  
    7. #define MAX_REX_NUM 20
    8. #define MAX_timer_cnt 5
    9.  
    10. extern unsigned char recv_buf[MAX_REX_NUM];
    11. extern unsigned char recv_cnt;
    12. extern unsigned char start_timer;
    13. extern unsigned char recv_timer_cnt;
    14. extern unsigned char recv_flag;
    15. extern unsigned int led_data;
    16. extern unsigned int beep_data;
    17. extern unsigned int led_cnt;
    18. extern unsigned int beep_cnt;
    19.  
    20. void UartInit(void);
    21. void sendByte(unsigned char dat);
    22. void sendString(unsigned char *dat);
    23. char putchar(char c);
    24. void clr_recvbuffer(unsigned char *buf);
    25.  
    26. #endif

    五、结果展示

    5.1控制LED

    com3发送给com1的数据：55 AA 01 20 20 41 01

    com1重新发回给com3的数据:01 20 20

    结果：LED亮2020ms，2020ms后灭。

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    5.2控制蜂鸣器

    com3发送给com1的数据：55 AA 02 20 20 42 02

    com1重新发回给com3的数据:02 20 20

    结果：蜂鸣器发声2020ms，2020ms后停止发声。

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    六、效验软件推荐

    为方便读者们学习串口通信，为大家推荐效验计算工具。

    链接：

    异或校验/BCC校验计算-ME2在线工具 (metools.info)

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    亲爱的读者敬请期待，下一文更精彩！！！

    一日不读书，胸臆无佳想。我叫不白吃，喜欢我的，可以支持我，博主名叫@日月同辉,与我共生

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