OpenVINOTM,给你看得见的未来!>>
电子产品世界 » 论坛首页 » 嵌入式开发 » MCU » 工程师实战:51单片机串口收发设计的新发现

共4条 1/1 1 跳转至

工程师实战:51单片机串口收发设计的新发现

工程师
2019-09-15 10:42:46    评分

最近项目里面要用到51单片机做一些控制,主要功能是通过串口接收上位机的指令并进行分析解码,等待一个外部触发信号到来后执行之前接收的指令动作。

正好手边有一片STC89C52,赶紧搭了个最小系统。STC89C52单片机可以通过串口下载程序,可是试了好几次都没有下载成功,仔细检查发现原来是9针串口线忘了接GND(地线)。顺便总结下STC单片机下载不成功的主要原因:1、最小系统出问题(晶振对不对、复位电路对不对、引脚连线对不对);2、电平匹配问题(一般是要加MAX232电平转换芯片的);3、串口线(串口线质量也是很重要的)连得对不对(至少连3根线TXD、RXD、GND),包括发送接收的方向对不对;4、下载操作步骤对不对(单片机下电--->点下载--->单片机上电)。排除了下载失败的故障后,就可以写代码下程序了。先写个串口调试功能的代码,使用串口接收中断方式,在主程序中将接受的字节回送到上位机中。

串口收发设计(阻塞式设计)

/**********************************************/

#include

//定义新类型

typedef unsigned char uchar;

//接收一个字节完成标志位

bit rx_flag = 0;

//全局变量,用于存放接收到的字节


uchar rx_byte;

int main()
{

/*设置波特率*/

SCON = 0x50; //串口工作在方式1,允许串行接收;

PCON = 0x00; //SMOD设置为0

TMOD = 0x20; //定时器1工作在方式2:8位自动重装载

TH1 = 0xfd; //设置波特率9600

TL1 = 0xfd;

TR1 = 1; //启动定时器


/*开中断*/

ES = 1; //允许串行接收中断

EA = 1; //开总中断


while(1)

{

if(rx_flag) //接收完成标志为1时,开始发送数据到上位机

{

rx_flag = 0; //清除接收完成标志位

SBUF = rx_byte; //发送

while(TI == 0); //等待发送结束,可以加入超时等待处理

}


TI = 0; //软件清除发送中断标志位
}return 0;}

/*串口中断服务子程序*/

void serial_intserve() interrupt 4 using 1

{if(RI) //判断是接收中断标志

{rx_flag = 1; //设置接收1字节完成标志

rx_byte = SBUF; //取数据

RI = 0; //手动清除接收中断标志

}}

对上述代码进行测试发现:

1、上位机每隔0.5s发送1个字节,代码可以很好的工作,没有丢失数据;

2、上位机发送987个字节大小的文件,上位机接收到单片机回送数据986个,丢失1个;

3、上位机发送12307个字节大小的文件,上位机接收到单片机回送数据12286个,丢失21个;

4、上位机发送61541个字节大小的文件,上位机接收到单片机回送数据61453个,丢失88个。

一般情况,为了使串口收发更稳健,会使用缓冲区机制,也就是设计接收FIFO,将接收到数据先存放到FIFO中,这样可以防止在大数据收发过程中的覆盖问题。FIFO一般设计成环形的,有一个读指针和一个写指针,对FIFO操作时会先检查这两个指针来确定FIFO的状态。为了区分FIFO的满状态和空状态,往往会牺牲掉FIFO一个存储单元,使得形成这样的条件:

1、写之前,检查发现如果wr_ptr+1 = rd_ptr,则表示FIFO已满(实际FIFO还有1个空位,但被我们牺牲掉了);

2、读之前,检查发现如果rd_ptr = wr_ptr,则表示FIFO为空(这时FIFO是真心空的)。串口收发设计(非阻塞式设计)

/***********************************************/

#include

/*定义新类型*/
typedef unsigned char uchar;

/*定义一个接收缓存fifo*/

#define MaxRevByte 16 //fifo长度为32个字节

uchar data Rev_fifo[MaxRevByte]; //定义一个32个字节的环形FIFO,用于存储接收到的数据

uchar data * data Base_ptr = Rev_fifo; //指向fifo的指针,实质就是fifo的首地址

uchar Wr_cnt = 0; //写指针的偏移量,则写指针Wr_ptr = Base_ptr + Wr_cnt;

uchar Rd_cnt = 0; //读指针的偏移量,则读指针Rd_ptr = Base_ptr + Rd_cnt;


/*接收一个字节完成标志位*/

bit rx_flag = 0;



int main()

{

/*设置波特率*/

SCON = 0x50; //串口工作在方式1,允许串行接收;

PCON = 0x00; //SMOD设置为0

TMOD = 0x20; //定时器1工作在方式2:8位自动重装载

TH1 = 0xfd; //设置波特率9600

TL1 = 0xfd;

TR1 = 1; //启动定时器


/*开中断*/

ES = 1; //允许串行接收中断

EA = 1; //开总中断


/*串口接收数据*/

while(1)

{

if(rx_flag) //接收完成标志为1时,开始发送数据到上位机

{

rx_flag = 0; //清除接收完成标志位


if(Rd_cnt == Wr_cnt) //FIFO已空

{

//复位缓冲区指针偏移量

Rd_cnt = 0;

Wr_cnt = 0;

}

else      

{

SBUF = *(Base_ptr + Rd_cnt);

Rd_cnt = (Rd_cnt + 1) & (MaxRevByte - 1);

}


while(TI == 0) //等待发送结束

{;}

TI = 0; //软件清除发送中断标志位

}

}


return 0;

}



/*串口中断服务子程序*/

void serial_intserve() interrupt 4 using 1

{

if(RI) //判断是接收中断标志

{

uchar temp;

temp = (Wr_cnt + 1) & (MaxRevByte - 1);

if(temp == Rd_cnt) //FIFO已满

{;}

else

{

*(Base_ptr + Wr_cnt) = SBUF;

Wr_cnt = temp; //将接收到的数据放到fifo中

}

rx_flag = 1; //将接收数据完成标志位置1,以供查询

RI = 0; //清除接收中断标志位

}

}

对代码进行同样的测试:

1、上位机每隔0.5s发送1个字节,代码可以很好的工作,没有丢失数据;

2、上位机发送987个字节大小的文件,上位机接收到单片机回送数据986个,丢失1个;

3、上位机发送12307个字节大小的文件,上位机接收到单片机回送数据12286个,丢失21个;

4、上位机发送61541个字节大小的文件,上位机接收到单片机回送数据61429个,丢失112个

上面的测试数据上看,阻塞式的串口收发反而比非阻塞式的要好一些些。但是按照很多书本上以及原理上推论,应该是非阻塞式的远好于阻塞式的,但今天的测试结果让我有些不敢相信。静下心来仔细思考,好像得出点结论:

1、在这个测试中,单片机仅仅只在做2件事:接收与发送。任务太简单,阻塞式的也能很好的工作,反而非阻塞式的没有体现出它的好处来;

2、这个单一的任务中,非阻塞式的要对FIFO进行读写,反而要消耗时间,从而导致上面的测试数据看好阻塞式的;

3、如果增加其他的任务,非阻塞式的理论上应该比阻塞式的工作的好,当然有待验证;

4、确实应该多做实验,不能光看书上怎么写,要实际测试,看看哪些情况下适用哪些方法。

转贴自网络



助工
2019-09-15 18:04:35    评分
2楼

哇哦很实用


院士
2019-09-16 16:13:04    评分
3楼

谢谢分享,学习了。


高工
2019-09-16 23:16:38    评分
4楼

很不错的文章


共4条 1/1 1 跳转至

回复

匿名不能发帖!请先 [ 登陆 注册 ]