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第四十一节：在串口接收中断里即时解析数据头

第四十一节：在串口接收中断里即时解析数据头的特殊程序框架。

开场白：
上一节讲了常用的自定义串口通讯协议的程序框架，这种框架在判断一串数据是否接收完毕的时候，都是靠“超过规定的时间内，没有发现串口数据”来判定的，这是我做绝大多数项目的串口程序框架，但是在少数要求实时反应非常快的项目中，这样的程序框架可能会满足不了系统对速度的要求，这一节就是要介绍另外一种响应速度更加快的串口程序框架，要教会大家一个知识点：在串口接收中断里即时解析数据头的特殊程序框架。我在这种程序框架里，会尽量简化数据头和数据尾，同时也简化校验，目的都是为了提高响应速度。
具体内容，请看源代码讲解。

（1）硬件平台：
基于朱兆祺51单片机学习板。

（2）实现功能：
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

（3）源代码讲解如下：

  1. #include "REG52.H"
  4. #define const_rc_size  20  //接收串口中断数据的缓冲区数组大小
  5. #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
  7. #define const_voice_short  80   //蜂鸣器短叫的持续时间
  8. #define const_led_short  80    //LED灯亮的持续时间
  10. void initial_myself(void);    
  11. void initial_peripheral(void);
  12. void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
  16. void T0_time(void);  //定时中断函数
  17. void usart_receive(void); //串口接收中断函数
  18. void led_service(void);  //Led灯的服务程序。
  20. sbit led_dr=P3^5;  //Led的驱动IO口
  21. sbit beep_dr=P2^7; //蜂鸣器的驱动IO口
  24. unsigned int  uiRcregTotal=0;  //代表当前缓冲区已经接收了多少个数据
  25. unsigned char ucRcregBuf[const_rc_size]; //接收串口中断数据的缓冲区数组
  27. unsigned int  uiVoiceCnt=0;  //蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器
  28. unsigned char  ucVoiceLock=0;  //蜂鸣器鸣叫的原子锁
  32. unsigned int  uiRcVoiceTime=0;  //蜂鸣器发出声音的持续时间
  34. unsigned int  uiLedCnt=0;   //Led灯点亮的计时器
  35. unsigned char ucLedLock=0;  //Led灯点亮时间的原子锁
  37. unsigned long ulBeepData=0; //蜂鸣器的数据
  38. unsigned long ulLedData=0; //LED的数据
  40. unsigned char ucUsartStep=0; //串口接收字节的步骤变量
  42. void main() 
  43.   {
  44.    initial_myself();  
  45.    delay_long(100);   
  46.    initial_peripheral(); 
  47.    while(1)  
  48.    { 
  49.        led_service(); //Led灯的服务程序
  50.    }
  52. }
  54. void led_service(void)
  55. {
  56.    if(uiLedCnt<const_led_short)
  57.    {
  58.       led_dr=1; //开Led灯
  59.    }
  60.    else
  61.    {
  62.       led_dr=0; //关Led灯
  63.    }
  64. }
  68. void T0_time(void) interrupt 1    //定时中断
  69. {
  70.   TF0=0;  //清除中断标志
  71.   TR0=0; //关中断
  73. /* 注释一：
  74.   * 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，实际上是借鉴了"红金龙吸味"关于原子锁的建议.
  75.   */  
  77.   if(ucVoiceLock==0) //原子锁判断
  78.   {
  79.      if(uiVoiceCnt!=0)
  80.      {
  82.         uiVoiceCnt--; //每次进入定时中断都自减1，直到等于零为止。才停止鸣叫
  83.         beep_dr=0;  //蜂鸣器是PNP三极管控制，低电平就开始鸣叫。
  84.      
  85.      }
  86.      else
  87.      {
  89.         ; //此处多加一个空指令，想维持跟if括号语句的数量对称，都是两条指令。不加也可以。
  90.         beep_dr=1;  //蜂鸣器是PNP三极管控制，高电平就停止鸣叫。
  91.         
  92.      }
  93.   }
  95.   if(ucLedLock==0)  //原子锁判断
  96.   {
  97.      if(uiLedCnt<const_led_short)
  98.      {
  99.             uiLedCnt++;  //Led灯点亮的时间计时器
  100.      }
  102.   }
  104.   TH0=0xfe;   //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
  105.   TL0=0x0b;
  106.   TR0=1;  //开中断
  107. }
  110. void usart_receive(void) interrupt 4                 //串口接收数据中断        
  111. {        
  112. /* 注释二：
  113.   * 以下就是吴坚鸿在串口接收中断里即时解析数据头的特殊程序框架，
  114.   * 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，
  115.   * 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
  116.   * 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
  117.   * 非常高的场合中，我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
  118.   * 校验确认，目的是尽可能提高处理速度。
  119.   */  
  121.    if(RI==1)  
  122.    {
  123.         RI = 0;
  125.         switch(ucUsartStep) //串口接收字节的步骤变量
  126.         {
  127.             case 0:
  128.                              ucRcregBuf[0]=SBUF;     
  129.                  if(ucRcregBuf[0]==0xeb)  //数据头判断
  130.                  {
  131.                                      ucRcregBuf[0]=0;  //数据头及时清零，为下一串数据的接受判断做准备
  132.                                      uiRcregTotal=1;  //缓存数组的下标初始化
  133.                      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
  134.                  }
  135.                  break;
  136.             case 1:
  137.                              ucRcregBuf[uiRcregTotal]=SBUF;  //依次把上位机来的数据存入数组缓冲区
  138.                                  uiRcregTotal++; //下标移动
  139.                                  if(uiRcregTotal>=7)  //已经接收了7个字节
  140.                                  {
  141.                    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
  142.                                    {
  143.                                        ucRcregBuf[6]=0;  //数据尾及时清零，为下一串数据的接受判断做准备                                       
  144.                                        switch(ucRcregBuf[1]) //根据不同的数据类型来做不同的数据处理
  145.                                            {
  146.                                                case 0x01:  //与蜂鸣器相关
  147.                                 ulBeepData=ucRcregBuf[2]; //把四个字节的数据合并成一个long型的数据
  148.                                                             ulBeepData=ulBeepData<<8;
  149.                                                             ulBeepData=ulBeepData+ucRcregBuf[3];
  150.                                                             ulBeepData=ulBeepData<<8;
  151.                                                             ulBeepData=ulBeepData+ucRcregBuf[4];
  152.                                                             ulBeepData=ulBeepData<<8;
  153.                                                             ulBeepData=ulBeepData+ucRcregBuf[5];
  154.                                                                 if(ulBeepData==123456789)  //如果此数据等于十进制的123456789，表示数据正确
  155.                                                                 {
  156.                                                                     ucVoiceLock=1;  //共享数据的原子锁加锁
  157.                                     uiVoiceCnt=const_voice_short; //蜂鸣器发出声音
  158.                                     ucVoiceLock=0;  //共享数据的原子锁解锁
  159.                                                                 }
  161.                                                         break;
  163.                                                case 0x02:  //与Led灯相关
  164.                                 ulLedData=ucRcregBuf[2]; //把四个字节的数据合并成一个long型的数据
  165.                                                             ulLedData=ulLedData<<8;
  166.                                                             ulLedData=ulLedData+ucRcregBuf[3];
  167.                                                             ulLedData=ulLedData<<8;
  168.                                                             ulLedData=ulLedData+ucRcregBuf[4];
  169.                                                             ulLedData=ulLedData<<8;
  170.                                                             ulLedData=ulLedData+ucRcregBuf[5];
  171.                                                                 if(ulLedData==123456789)  //如果此数据等于十进制的123456789，表示数据正确
  172.                                                                 {
  173.                                                                     ucLedLock=1;  //共享数据的原子锁加锁
  174.                                     uiLedCnt=0;  //在本程序中，清零计数器就等于自动点亮Led灯
  175.                                     ucLedLock=0;  //共享数据的原子锁解锁
  176.                                                                 }
  180.                                                         break;
  181.                                            }
  183.                                    }
  185.                    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
  186.                                  }
  187.                  break;
  188.         }
  189.     
  190.    }
  191.    else  //我在其它单片机上都不用else这段代码的，可能在51单片机上多增加" TI = 0;"稳定性会更好吧。
  192.    {
  193.         TI = 0;
  194.    }
  195.                                                          
  196. }                                
  199. void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
  200. {
  201.    unsigned int i;
  202.    unsigned int j;
  203.    for(i=0;i<uiDelayLong;i++)
  204.    {
  205.       for(j=0;j<500;j++)  //内嵌循环的空指令数量
  206.           {
  207.              ; //一个分号相当于执行一条空语句
  208.           }
  209.    }
  210. }
  213. void initial_myself(void)  //第一区 初始化单片机
  214. {
  215.   led_dr=0; //关Led灯
  216.   beep_dr=1; //用PNP三极管控制蜂鸣器，输出高电平时不叫。
  218.   //配置定时器
  219.   TMOD=0x01;  //设置定时器0为工作方式1
  220.   TH0=0xfe;   //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
  221.   TL0=0x0b;
  224.   //配置串口
  225.   SCON=0x50;
  226.   TMOD=0X21;
  227.   TH1=TL1=-(11059200L/12/32/9600);  //这段配置代码具体是什么意思，我也不太清楚，反正是跟串口波特率有关。
  228.   TR1=1;
  230. }
  232. void initial_peripheral(void) //第二区 初始化外围
  233. {
  235.    EA=1;     //开总中断
  236.    ES=1;     //允许串口中断
  237.    ET0=1;    //允许定时中断
  238.    TR0=1;    //启动定时中断
  240. }

总结陈词：

前面花了4节内容仔细讲了各种串口接收数据的常用框架，从下一节开始，我开始讲串口发送数据的程序框架，这种程序框架是什么样的？欲知详情，请听下回分解-----通过串口用delay延时方式发送一串数据。

永不止步步 发表于01-24 15:56 浏览65535次
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