2021年11月05日 | 51单片机实现主机的串口收发

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: 20200720

---- @ModifiedTime: 20200720

---- @Description: 实现功能：

---- 显示和独立按键部分根据数码管显示的程序来改编，用S1,S5,S9,S13作为独立按键。

----      一共有4个窗口。每个窗口显示一个参数。有两种更改参数的方式：

---- 第一种：按键更改参数：

----     第8,7,6,5位数码管显示当前窗口，P-1代表第1个窗口，P-2代表第2个窗口，P-3代表第3个窗口，P-4代表第1个窗口。

----     第4,3,2,1位数码管显示当前窗口被设置的参数。范围是从0到9999。S1是加按键，按下此按键会依次增加当前窗口的参数。S5是减按键，按下此按键会依次减少当前窗口的参数。S9是切换窗口按键，按下此按键会依次循环切换不同的窗口。S13是启动发送数据和复位按键，当系统处于待机状态时，按下此按键会启动发送数据；当通讯超时蜂鸣器报警时，可以按下此键清除报警，返回到待机的状态。

----

---- 第二：通过串口把更改的参数发送给从机。

---- 波特率是：9600.

---- 通讯协议：EB 00 55  GG 00 02 XX XX  CY

---- 其中第1,2,3位EB 00 55就是数据头

---- 其中第4位GG就是数据类型。01代表更改参数1，02代表更改参数2，03代表更改参数3，04代表更改参数4，

---- 其中第5,6位00 02就是有效数据长度。高位在左，低位在右。

---- 其中从第7，8位XX XX是被更改的参数。高位在左，低位在右。

---- 第9位CY是累加和，前面所有字节的累加。

---- 一个完整的通讯必须发送完4串数据，每串数据之间的间隔时间不能超过10秒钟，否则认为通讯超时主机会重发数据，如果连续三次都没有返回，则引发蜂鸣器报警。如果接收到得数据校验正确，主机继续发送新的一串数据，直到把4串数据发送完毕为止。

----

----    系统处于待机状态时，LED灯一直亮，

----    系统处于非待机状态时，LED灯闪烁，

----    系统处于出错状态时，LED灯闪烁，并且蜂鸣器间歇鸣叫报警。

----

---- 通过电脑的串口助手来模拟从机，返回不同的应答

---- 从机返回校验正确应答：eb 00 55 f5 00 00 35

---- 从机返回校验出错应答：eb 00 55 fa 00 00 3a

---- 单片机：AT89C52

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#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_key_time1 9 /*按键去抖动延时的时间*/

#define const_key_time2 9 /*按键去抖动延时的时间*/

#define const_key_time3 9 /*按键去抖动延时的时间*/

#define const_key_time4 9 /*按键去抖动延时的时间*/

#define const_led_0_5s 32 /*大概0.5秒的时间*/

#define const_led_1s 64 /*大概1秒的时间*/

#define const_send_time_out 640 /*通讯超时出错的时间 大概10秒*/

#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_send_size 10 /*串口发送数据的缓冲区数组大小*/

#define const_voice_short 20 /*蜂鸣器短叫的持续时间*/

/*——————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;

/*按键*/

sbit Key_S1 = P0^0; /*对应S1键，加键*/

sbit Key_S2 = P0^1; /*对应S5键，减键*/

sbit Key_S3 = P0^2; /*对应S9键，切换窗口*/

sbit Key_S4 = P0^3; /*对应S13键，复位*/

sbit Key_Gnd = P0^4;

/*数码管*/

sbit Dig_Hc595_Sh = P2^0;

sbit Dig_Hc595_St = P2^1;

sbit Dig_Hc595_Ds = P2^2;

unsigned char ucSendregBuf[const_send_size];   /*发送的缓冲区数组*/

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 char ucSendCntLock = 0;    /*串口计时器的原子锁*/

unsigned char ucRcType = 0; /*数据类型*/

unsigned int uiRcSize = 0; /*数据长度*/

unsigned char ucRcCy = 0;   /*校验累加和*/

unsigned char ucLedLock = 0; /*原子锁*/

unsigned int uiLedCnt = 0;  /*控制Led闪烁的延时计时器*/

unsigned int uiSendTimeOutCnt = 0;  /*用来识别接收数据超时的计时器*/

unsigned char ucSendTimeOutLock = 0;    /*原子锁*/

unsigned char ucStatus = 0; /*当前状态变量 0代表待机 1代表正在通讯过程 2代表发送出错*/

unsigned char ucSendStep = 0; /*发送数据的过程步骤*/

unsigned char ucErrorCnt = 0; /*累计错误总数*/

unsigned char ucSendTotal = 0; /*记录当前已经发送了多少串数据*/

unsigned char ucReceiveStatus = 0; /*返回的数据状态 0代表待机 1代表校验正确 2代表校验出错*/

unsigned char ucKeySec = 0; /*被触发的按键编号*/

unsigned int uiKeyTimeCnt1 = 0; /*按键去抖动延时计数器*/

unsigned char ucKeyLock1 = 0;   /*按键触发后自锁的变量标志*/

unsigned int uiKeyTimeCnt2 = 0; /*按键去抖动延时计数器*/

unsigned char ucKeyLock2 = 0;   /*按键触发后自锁的变量标志*/

unsigned int uiKeyTimeCnt3 = 0; /*按键去抖动延时计数器*/

unsigned char ucKeyLock3 = 0;   /*按键触发后自锁的变量标志*/

unsigned int uiKeyTimeCnt4 = 0; /*按键去抖动延时计数器*/

unsigned char ucKeyLock4 = 0;   /*按键触发后自锁的变量标志*/

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

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

unsigned char ucDigShow8;   /*第8位数码管要显示的内容*/

unsigned char ucDigShow7;   /*第7位数码管要显示的内容*/

unsigned char ucDigShow6;   /*第6位数码管要显示的内容*/

unsigned char ucDigShow5;   /*第5位数码管要显示的内容*/

unsigned char ucDigShow4;   /*第4位数码管要显示的内容*/

unsigned char ucDigShow3;   /*第3位数码管要显示的内容*/

unsigned char ucDigShow2;   /*第2位数码管要显示的内容*/

unsigned char ucDigShow1;   /*第1位数码管要显示的内容*/

unsigned char ucDigDot8;   /*数码管8的小数点是否显示的标志*/

unsigned char ucDigDot7;   /*数码管7的小数点是否显示的标志*/

unsigned char ucDigDot6;   /*数码管6的小数点是否显示的标志*/

unsigned char ucDigDot5;   /*数码管5的小数点是否显示的标志*/

unsigned char ucDigDot4;   /*数码管4的小数点是否显示的标志*/

unsigned char ucDigDot3;   /*数码管3的小数点是否显示的标志*/

unsigned char ucDigDot2;   /*数码管2的小数点是否显示的标志*/

unsigned char ucDigDot1;   /*数码管1的小数点是否显示的标志*/

unsigned char ucDigShowTemp = 0; /*临时中间变量*/

unsigned char ucDisplayDriveStep = 1; /*动态扫描数码管的步骤变量*/

unsigned char ucWd1Update = 1; /*窗口1更新显示标志*/

unsigned char ucWd2Update = 0; /*窗口2更新显示标志*/

unsigned char ucWd3Update = 0; /*窗口3更新显示标志*/

unsigned char ucWd4Update = 0; /*窗口4更新显示标志*/

unsigned char ucWd = 1; /*本程序的核心变量，窗口显示变量。类似于一级菜单的变量。代表显示不同的窗口。*/

unsigned int uiSetData1 = 0; /*本程序中需要被设置的参数1*/

unsigned int uiSetData2 = 0; /*本程序中需要被设置的参数2*/

unsigned int uiSetData3 = 0; /*本程序中需要被设置的参数3*/

unsigned int uiSetData4 = 0; /*本程序中需要被设置的参数4*/

unsigned char ucTemp1 = 0; /*中间过渡变量*/

unsigned char ucTemp2 = 0; /*中间过渡变量*/

unsigned char ucTemp3 = 0; /*中间过渡变量*/

unsigned char ucTemp4 = 0; /*中间过渡变量*/

void Dig_Hc595_Drive(unsigned char, unsigned char);

/*根据原理图得出的共阴数码管字模表*/

code unsigned char Dig_Table[] =

{

0x3f,  /*0       序号0*/

0x06,  /*1       序号1*/

0x5b,  /*2       序号2*/

0x4f,  /*3       序号3*/

0x66,  /*4       序号4*/

0x6d,  /*5       序号5*/

0x7d,  /*6       序号6*/

0x07,  /*7       序号7*/

0x7f,  /*8       序号8*/

0x6f,  /*9       序号9*/

0x00,  /*不显示  序号10*/

0x40,  /*- 序号11*/

0x73,  /*P       序号12*/

};

/**

* @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)

{

ucDigDot8 = 0;  

ucDigDot7 = 0; 

ucDigDot6 = 0; 

ucDigDot5 = 0;   

ucDigDot4 = 0;

ucDigDot3 = 0;   

ucDigDot2 = 0;  

ucDigDot1 = 0; 

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;

Key_Gnd = 0;

Dig_Hc595_Drive(0x00, 0x00); /*关闭所有经过另外两个74HC595驱动的LED灯*/

Init_T0();

Init_USART();

/* 

* 为了保证串口中断接收的数据不丢失，必须设置IP = 0x10，相当于把串口中断设置为最高优先级，

* 这个时候，串口中断可以打断任何其他的中断服务函数实现嵌套，

*/

IP = 0x10; /*把串口中断设置为最高优先级，必须的。*/

}

/**

* @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  串口发送函数

* @param  ucSendData

* @retval 在发送一串数据中，每个字节之间必须添加一个延时，用来等待串口发送完成。

* 不增加延时，单单靠发送完成标志位来判断还是容易出错，在51，PIC单片机中都是这么做。

* 在stm32单片机中，可以不增加延时，直接靠单片机自带的标志位来判断就很可靠。

**/

void eusart_send(unsigned char ucSendData)

{

ES = 0; /*关串口中断*/

TI = 0; /*清零串口发送完成中断请求标志*/

SBUF = ucSendData; /*发送一个字节*/

Delay_Short(400); /*每个字节之间的延时，这里非常关键，也是最容易出错的地方。延时的大小请根据实际项目来调整*/

TI = 0; /*清零串口发送完成中断请求标志*/

ES = 1; /*允许串口中断*/

}

/**

* @brief  一发一收的通讯服务程序

* @param  无

* @retval 无

**/

void communication_service(void)

{

unsigned int i;

if(ucStatus == 1) /*处于正在通讯的过程中*/

{

switch(ucSendStep)

{

case 0: /*通讯过程0  发送一串数据*/

switch(ucSendTotal) /*根据当前已经发送到第几条数据来决定发送哪些参数*/

{

case 0: /*发送参数1*/

ucSendregBuf[0] = 0xeb;

ucSendregBuf[1] = 0x00;

ucSendregBuf[2] = 0x55;

ucSendregBuf[3] = 0x01;

ucSendregBuf[4] = 0x00;

ucSendregBuf[5] = 0x02;

ucSendregBuf[6] = uiSetData1 >> 8; /*把int类型的参数分解成两个字节的数据*/

ucSendregBuf[7] = uiSetData1;

break;

case 1: /*发送参数2*/

ucSendregBuf[0] = 0xeb;

ucSendregBuf[1] = 0x00;

ucSendregBuf[2] = 0x55;

ucSendregBuf[3] = 0x02;

ucSendregBuf[4] = 0x00;

ucSendregBuf[5] = 0x02;

ucSendregBuf[6] = uiSetData2 >> 8; /*把int类型的参数分解成两个字节的数据*/

ucSendregBuf[7] = uiSetData2;

break;

case 2: /*发送参数3*/

ucSendregBuf[0] = 0xeb;

ucSendregBuf[1] = 0x00;

ucSendregBuf[2] = 0x55;

ucSendregBuf[3] = 0x03;

ucSendregBuf[4] = 0x00;

ucSendregBuf[5] = 0x02;

ucSendregBuf[6] = uiSetData3 >> 8; /*把int类型的参数分解成两个字节的数据*/

ucSendregBuf[7] = uiSetData3;