第41节：在串口接收中断里即时解析数据头的特殊程序框架
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从业近十年!手把手教你单片机程序框架 第41讲
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：
#include "REG52.H"
#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_voice_short 80 //蜂鸣器短叫的持续时间
#define const_led_short 80 //LED灯亮的持续时间
void initial_myself(void);
void initial_peripheral(void);
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
void T0_time(void); //定时中断函数
void usart_receive(void); //串口接收中断函数
void led_service(void); //Led灯的服务程序。
sbit led_dr=P3^5; //Led的驱动IO口
sbit beep_dr=P2^7; //蜂鸣器的驱动IO口
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 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 int uiRcVoiceTime=0; //蜂鸣器发出声音的持续时间
unsigned int uiLedCnt=0; //Led灯点亮的计时器
unsigned char ucLedLock=0; //Led灯点亮时间的原子锁
unsigned long ulBeepData=0; //蜂鸣器的数据
unsigned long ulLedData=0; //LED的数据
unsigned char ucUsartStep=0; //串口接收字节的步骤变量
void main()
{
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
led_service(); //Led灯的服务程序
}
}
void led_service(void)
{
if(uiLedCnt
{
led_dr=1; //开Led灯
}
else
{
led_dr=0; //关Led灯
}
}
void T0_time(void) interrupt 1 //定时中断
{
TF0=0; //清除中断标志
TR0=0; //关中断
/* 注释一：
* 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.
*/
if(ucVoiceLock==0) //原子锁判断
{
if(uiVoiceCnt!=0)
{
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
beep_dr=0; //蜂鸣器是PNP三极管控制，低电平就开始鸣叫。
}
else
{
; //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。
beep_dr=1; //蜂鸣器是PNP三极管控制，高电平就停止鸣叫。
}
}
if(ucLedLock==0) //原子锁判断
{
if(uiLedCnt
{
uiLedCnt++; //Led灯点亮的时间计时器
}
}
TH0=0xfe; //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;
TR0=1; //开中断
}
void usart_receive(void) interrupt 4 //串口接收数据中断
{
/* 注释二：
* 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，
* 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，
* 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
* 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
* 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
* 校验确认，目的是尽可能提高处理速度。
*/
if(RI==1)
{
RI = 0;
switch(ucUsartStep) //串口接收字节的步骤变量
{
case 0:
ucRcregBuf[0]=SBUF;
if(ucRcregBuf[0]==0xeb) //数据头判断
{
ucRcregBuf[0]=0; //数据头及时清零，为下一串数据的接受判断做准备
uiRcregTotal=1; //缓存数组的下标初始化
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
}
break;
case 1:
ucRcregBuf[uiRcregTotal]=SBUF; //依次把上位机来的数据存入数组缓冲区
uiRcregTotal++; //下标移动
if(uiRcregTotal>=7) //已经接收了7个字节
{
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
{
ucRcregBuf[6]=0; //数据尾及时清零，为下一串数据的接受判断做准备
switch(ucRcregBuf[1]) //根据不同的数据类型来做不同的数据处理
{
case 0x01: //与蜂鸣器相关
ulBeepData=ucRcregBuf[2]; //把四个字节的数据合并成一个long型的数据
ulBeepData=ulBeepData<<8;
ulBeepData=ulBeepData+ucRcregBuf[3];
ulBeepData=ulBeepData<<8;
ulBeepData=ulBeepData+ucRcregBuf[4];
ulBeepData=ulBeepData<<8;
ulBeepData=ulBeepData+ucRcregBuf[5];
if(ulBeepData==123456789) //如果此数据等于十进制的123456789，表示数据正确
{
ucVoiceLock=1; //共享数据的原子锁加锁
uiVoiceCnt=const_voice_short; //蜂鸣器发出声音
ucVoiceLock=0; //共享数据的原子锁解锁
}
break;
case 0x02: //与Led灯相关
ulLedData=ucRcregBuf[2]; //把四个字节的数据合并成一个long型的数据
ulLedData=ulLedData<<8;
ulLedData=ulLedData+ucRcregBuf[3];
ulLedData=ulLedData<<8;
ulLedData=ulLedData+ucRcregBuf[4];
ulLedData=ulLedData<<8;
ulLedData=ulLedData+ucRcregBuf[5];
if(ulLedData==123456789) //如果此数据等于十进制的123456789，表示数据正确
{
ucLedLock=1; //共享数据的原子锁加锁
uiLedCnt=0; //在本程序中，清零计数器就等于自动点亮Led灯
ucLedLock=0; //共享数据的原子锁解锁
}
break;
}
}
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
}
break;
}
}
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。
{
TI = 0;
}
}
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
}
}
}
void initial_myself(void) //第一区 初始化单片机
{
led_dr=0; //关Led灯
beep_dr=1; //用PNP三极管控制蜂鸣器，输出高电平时不叫。
//配置定时器
TMOD=0x01; //设置定时器0为工作方式1
TH0=0xfe; //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;
//配置串口
SCON=0x50;
TMOD=0X21;
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。
TR1=1;
}
void initial_peripheral(void) //第二区 初始化外围
{
EA=1; //开总中断
ES=1; //允许串口中断
ET0=1; //允许定时中断
TR0=1; //启动定时中断
}
复制代码总结陈词：
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。
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