第41節(jié)：在串口接收中斷里即時解析數(shù)據(jù)頭的特殊程序框架
從業(yè)近十年!手把手教你單片機程序框架 第41講
開場白：
上一節(jié)講了常用的自定義串口通訊協(xié)議的程序框架，這種框架在判斷一串數(shù)據(jù)是否接收完畢的時候，都是靠“超過規(guī)定的時間內(nèi)，沒有發(fā)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)”來判定的，這是我做絕大多數(shù)項目的串口程序框架，但是在少數(shù)要求實時反應(yīng)非?？斓捻椖恐?，這樣的程序框架可能會滿足不了系統(tǒng)對速度的要求，這一節(jié)就是要介紹另外一種響應(yīng)速度更加快的串口程序框架，要教會大家一個知識點：在串口接收中斷里即時解析數(shù)據(jù)頭的特殊程序框架。我在這種程序框架里，會盡量簡化數(shù)據(jù)頭和數(shù)據(jù)尾，同時也簡化校驗，目的都是為了提高響應(yīng)速度。
具體內(nèi)容，請看源代碼講解。
(1)硬件平臺：
基于朱兆祺51單片機學習板。
(2)實現(xiàn)功能：
波特率是：9600.
通訊協(xié)議：EB GG XX XX XX XX ED
其中第1位EB就是數(shù)據(jù)頭.
其中第2位GG就是數(shù)據(jù)類型。01代表驅(qū)動蜂鳴器，02代表驅(qū)動Led燈。
其中第3,4,5,6位XX就是有效數(shù)據(jù)長度。高位在左，低位在右。
其中第7位ED就是數(shù)據(jù)尾，在這里也起一部分校驗的作用，雖然不是累加和的方式。
在本程序中，
當數(shù)據(jù)類型是01時，4個有效數(shù)據(jù)代表一個long類型數(shù)據(jù)，如果這個數(shù)據(jù)等于十進制的123456789，那么蜂鳴器就鳴叫一聲表示正確。
當數(shù)據(jù)類型是02時，4個有效數(shù)據(jù)代表一個long類型數(shù)據(jù)，如果這個數(shù)據(jù)等于十進制的123456789，那么LED燈就會閃爍一下表示正確。
十進制的123456789等于十六進制的75bcd15 。
發(fā)送以下測試數(shù)據(jù)，將會分別控制蜂鳴器Led燈。
控制蜂鳴器發(fā)送：eb 01 07 5b cd 15 ed
控制LED燈發(fā)送：eb 02 07 5b cd 15 ed
(3)源代碼講解如下：
#include "REG52.H"
#define const_rc_size 20 //接收串口中斷數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)數(shù)組大小
#define const_receive_time 5 //如果超過這個時間沒有串口數(shù)據(jù)過來，就認為一串數(shù)據(jù)已經(jīng)全部接收完，這個時間根據(jù)實際情況來調(diào)整大小
#define const_voice_short 80 //蜂鳴器短叫的持續(xù)時間
#define const_led_short 80 //LED燈亮的持續(xù)時間
void initial_myself(void);
void initial_peripheral(void);
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
void T0_time(void); //定時中斷函數(shù)
void usart_receive(void); //串口接收中斷函數(shù)
void led_service(void); //Led燈的服務(wù)程序。
sbit led_dr=P3^5; //Led的驅(qū)動IO口
sbit beep_dr=P2^7; //蜂鳴器的驅(qū)動IO口
unsigned int uiRcregTotal=0; //代表當前緩沖區(qū)已經(jīng)接收了多少個數(shù)據(jù)
unsigned char ucRcregBuf[const_rc_size]; //接收串口中斷數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)數(shù)組
unsigned int uiVoiceCnt=0; //蜂鳴器鳴叫的持續(xù)時間計數(shù)器
unsigned char ucVoiceLock=0; //蜂鳴器鳴叫的原子鎖
unsigned int uiRcVoiceTime=0; //蜂鳴器發(fā)出聲音的持續(xù)時間
unsigned int uiLedCnt=0; //Led燈點亮的計時器
unsigned char ucLedLock=0; //Led燈點亮時間的原子鎖
unsigned long ulBeepData=0; //蜂鳴器的數(shù)據(jù)
unsigned long ulLedData=0; //LED的數(shù)據(jù)
unsigned char ucUsartStep=0; //串口接收字節(jié)的步驟變量
void main()
{
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
led_service(); //Led燈的服務(wù)程序
}
}
void led_service(void)
{
if(uiLedCnt
{
led_dr=1; //開Led燈
}
else
{
led_dr=0; //關(guān)Led燈
}
}
void T0_time(void) interrupt 1 //定時中斷
{
TF0=0; //清除中斷標志
TR0=0; //關(guān)中斷
/* 注釋一：
* 此處多增加一個原子鎖，作為中斷與主函數(shù)共享數(shù)據(jù)的保護，實際上是借鑒了"紅金龍吸味"關(guān)于原子鎖的建議.
*/
if(ucVoiceLock==0) //原子鎖判斷
{
if(uiVoiceCnt!=0)
{
uiVoiceCnt--; //每次進入定時中斷都自減1，直到等于零為止。才停止鳴叫
beep_dr=0; //蜂鳴器是PNP三極管控制，低電平就開始鳴叫。
}
else
{
; //此處多加一個空指令，想維持跟if括號語句的數(shù)量對稱，都是兩條指令。不加也可以。
beep_dr=1; //蜂鳴器是PNP三極管控制，高電平就停止鳴叫。
}
}
if(ucLedLock==0) //原子鎖判斷
{
if(uiLedCnt
{
uiLedCnt++; //Led燈點亮的時間計時器
}
}
TH0=0xfe; //重裝初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;
TR0=1; //開中斷
}
void usart_receive(void) interrupt 4 //串口接收數(shù)據(jù)中斷
{
/* 注釋二：
* 以下就是吳堅鴻在串口接收中斷里即時解析數(shù)據(jù)頭的特殊程序框架，
* 它的特點是靠數(shù)據(jù)頭來啟動接受有效數(shù)據(jù)，靠數(shù)據(jù)尾來識別一串數(shù)據(jù)接受完畢，
* 這里的數(shù)據(jù)尾也起到一部分的校驗作用，讓數(shù)據(jù)更加可靠。這種程序結(jié)構(gòu)適合應(yīng)用
* 在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度不是很長，而且要求響應(yīng)速度非常高的實時場合。在這種實時要求
* 非常高的場合中，我就不像之前一樣做數(shù)據(jù)累加和的復雜運算校驗，只用數(shù)據(jù)尾來做簡單的
* 校驗確認，目的是盡可能提高處理速度。
*/
if(RI==1)
{
RI = 0;
switch(ucUsartStep) //串口接收字節(jié)的步驟變量
{
case 0:
ucRcregBuf[0]=SBUF;
if(ucRcregBuf[0]==0xeb) //數(shù)據(jù)頭判斷
{
ucRcregBuf[0]=0; //數(shù)據(jù)頭及時清零，為下一串數(shù)據(jù)的接受判斷做準備
uiRcregTotal=1; //緩存數(shù)組的下標初始化
ucUsartStep=1; //如果數(shù)據(jù)頭正確，則切換到下一步，依次把上位機來的數(shù)據(jù)存入數(shù)組緩沖區(qū)
}
break;
case 1:
ucRcregBuf[uiRcregTotal]=SBUF; //依次把上位機來的數(shù)據(jù)存入數(shù)組緩沖區(qū)
uiRcregTotal++; //下標移動
if(uiRcregTotal>=7) //已經(jīng)接收了7個字節(jié)
{
if(ucRcregBuf[6]==0xed) //數(shù)據(jù)尾判斷，也起到一部分校驗的作用，讓數(shù)據(jù)更加可靠,雖然沒有用到累加和的檢驗方法
{
ucRcregBuf[6]=0; //數(shù)據(jù)尾及時清零，為下一串數(shù)據(jù)的接受判斷做準備
switch(ucRcregBuf[1]) //根據(jù)不同的數(shù)據(jù)類型來做不同的數(shù)據(jù)處理
{
case 0x01: //與蜂鳴器相關(guān)
ulBeepData=ucRcregBuf[2]; //把四個字節(jié)的數(shù)據(jù)合并成一個long型的數(shù)據(jù)
ulBeepData=ulBeepData<<8;
ulBeepData=ulBeepData+ucRcregBuf[3];
ulBeepData=ulBeepData<<8;
ulBeepData=ulBeepData+ucRcregBuf[4];
ulBeepData=ulBeepData<<8;
ulBeepData=ulBeepData+ucRcregBuf[5];
if(ulBeepData==123456789) //如果此數(shù)據(jù)等于十進制的123456789，表示數(shù)據(jù)正確
{
ucVoiceLock=1; //共享數(shù)據(jù)的原子鎖加鎖
uiVoiceCnt=const_voice_short; //蜂鳴器發(fā)出聲音
ucVoiceLock=0; //共享數(shù)據(jù)的原子鎖解鎖
}
break;
case 0x02: //與Led燈相關(guān)
ulLedData=ucRcregBuf[2]; //把四個字節(jié)的數(shù)據(jù)合并成一個long型的數(shù)據(jù)
ulLedData=ulLedData<<8;
ulLedData=ulLedData+ucRcregBuf[3];
ulLedData=ulLedData<<8;
ulLedData=ulLedData+ucRcregBuf[4];
ulLedData=ulLedData<<8;
ulLedData=ulLedData+ucRcregBuf[5];
if(ulLedData==123456789) //如果此數(shù)據(jù)等于十進制的123456789，表示數(shù)據(jù)正確
{
ucLedLock=1; //共享數(shù)據(jù)的原子鎖加鎖
uiLedCnt=0; //在本程序中，清零計數(shù)器就等于自動點亮Led燈
ucLedLock=0; //共享數(shù)據(jù)的原子鎖解鎖
}
break;
}
}
ucUsartStep=0; //返回上一步數(shù)據(jù)頭判斷，為下一次的新數(shù)據(jù)接收做準備
}
break;
}
}
else //我在其它單片機上都不用else這段代碼的，可能在51單片機上多增加" TI = 0;"穩(wěn)定性會更好吧。
{
TI = 0;
}
}
void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
{
unsigned int i;
unsigned int j;
for(i=0;i
{
for(j=0;j<500;j++) //內(nèi)嵌循環(huán)的空指令數(shù)量
{
; //一個分號相當于執(zhí)行一條空語句
}
}
}
void initial_myself(void) //第一區(qū) 初始化單片機
{
led_dr=0; //關(guān)Led燈
beep_dr=1; //用PNP三極管控制蜂鳴器，輸出高電平時不叫。
//配置定時器
TMOD=0x01; //設(shè)置定時器0為工作方式1
TH0=0xfe; //重裝初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;
//配置串口
SCON=0x50;
TMOD=0X21;
TH1=TL1=-(11059200L/12/32/9600); //這段配置代碼具體是什么意思，我也不太清楚，反正是跟串口波特率有關(guān)。
TR1=1;
}
void initial_peripheral(void) //第二區(qū) 初始化外圍
{
EA=1; //開總中斷
ES=1; //允許串口中斷
ET0=1; //允許定時中斷
TR0=1; //啟動定時中斷
}
復制代碼總結(jié)陳詞：
前面花了4節(jié)內(nèi)容仔細講了各種串口接收數(shù)據(jù)的常用框架，從下一節(jié)開始，我開始講串口發(fā)送數(shù)據(jù)的程序框架，這種程序框架是什么樣的?欲知詳情，請聽下回分解-----通過串口用delay延時方式發(fā)送一串數(shù)據(jù)。
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