51单片机串口收发设计的思考

　　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)

1/****************************************************2--Filename:rs232.c3--Abstract:串口收发设计(阻塞式设计)4--Author:hi2world5--Date:2012-10-26*****************************************************/7#include89//定义新类型10typedefunsignedcharuchar;1112//接收一个字节完成标志位13bitrx_flag=0;1415//全局变量,用于存放接收到的字节16ucharrx_byte;1718intmain()19{20/*设置波特率*/21SCON=0x50;//串口工作在方式1,允许串行接收;22PCON=0x00;//SMOD设置为023TMOD=0x20;//定时器1工作在方式2：8位自动重装载24TH1=0xfd;//设置波特率960025TL1=0xfd;26TR1=1;//启动定时器2728/*开中断*/29ES=1;//允许串行接收中断30EA=1;//开总中断3132while(1)33{34if(rx_flag)//接收完成标志为1时,开始发送数据到上位机35{36rx_flag=0;//清除接收完成标志位37SBUF=rx_byte;//发送38while(TI==0);//等待发送结束,可以加入超时等待处理39}4041TI=0;//软件清除发送中断标志位42}43return0;44}454647/*串口中断服务子程序*/48voidserial_intserve()interrupt4using149{50if(RI)//判断是接收中断标志51{52rx_flag=1;//设置接收1字节完成标志53rx_byte=SBUF;//取数据54RI=0;//手动清除接收中断标志55}56}

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)

1/****************************************************2--Filename:rs232.c3--Abstract:串口收发设计(非阻塞式设计)4--Author:hi2world5--Date:2012-10-26*****************************************************/7#include89/*定义新类型*/10typedefunsignedcharuchar;1112/*定义一个接收缓存fifo*/13#defineMaxRevByte16//fifo长度为32个字节14uchardataRev_fifo[MaxRevByte];//定义一个32个字节的环形FIFO,用于存储接收到的数据15uchardata*dataBase_ptr=Rev_fifo;//指向fifo的指针,实质就是fifo的首地址16ucharWr_cnt=0;//写指针的偏移量,则写指针Wr_ptr=Base_ptr+Wr_cnt;17ucharRd_cnt=0;//读指针的偏移量,则读指针Rd_ptr=Base_ptr+Rd_cnt;1819/*接收一个字节完成标志位*/20bitrx_flag=0;212223intmain()24{25/*设置波特率*/26SCON=0x50;//串口工作在方式1,允许串行接收;27PCON=0x00;//SMOD设置为028TMOD=0x20;//定时器1工作在方式2：8位自动重装载29TH1=0xfd;//设置波特率960030TL1=0xfd;31TR1=1;//启动定时器3233/*开中断*/34ES=1;//允许串行接收中断35EA=1;//开总中断3637/*串口接收数据*/38while(1)39{40if(rx_flag)//接收完成标志为1时,开始发送数据到上位机41{42rx_flag=0;//清除接收完成标志位4344if(Rd_cnt==Wr_cnt)//FIFO已空45{46//复位缓冲区指针偏移量47Rd_cnt=0;48Wr_cnt=0;49}50else51{52SBUF=*(Base_ptr+Rd_cnt);53Rd_cnt=(Rd_cnt+1)&(MaxRevByte-1);54}5556while(TI==0)//等待发送结束57{;}58TI=0;//软件清除发送中断标志位59}60}6162return0;63}646566/*串口中断服务子程序*/67voidserial_intserve()interrupt4using168{69if(RI)//判断是接收中断标志70{71uchartemp;72temp=(Wr_cnt+1)&(MaxRevByte-1);73if(temp==Rd_cnt)//FIFO已满74{;}75else76{77*(Base_ptr+Wr_cnt)=SBUF;78Wr_cnt=temp;//将接收到的数据放到fifo中79}8081rx_flag=1;//将接收数据完成标志位置1，以供查询82RI=0;//清除接收中断标志位83}84}