蓝桥杯单片机串口通信接收字符串指令、发送拼接字符串

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已于 2023-06-07 09:26:07 修改

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分类专栏：蓝桥杯单片机备赛文章标签：单片机蓝桥杯学习

于 2023-05-22 20:51:54 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_64257614/article/details/130808835

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今日继续学习提升蓝桥杯国赛能力水平。

有道是：卜心事、灯花无语，百感孤单，鸳被羞展......

梦方圆，又丛钟、声声惊断。

诗人杨玉衔孤单影只，偏偏又多遭磨难，一路坎坷......

正如我近日来学习提升串口通信技能一样，遇到诸多设计上的险阻。

本篇主要解决以下串口通信方面的问题：

1.上位主机发送命令字符串，单片机接收校对后执行指令

2.单片机某个变量在改变，要求与字符串拼接后发送给主机

注意：本文不是零基础开始的，需要对串口有基础认识，会用串口收发单八位字节

如零基础学习串口，请传送到这篇文章：

蓝桥杯单片机串口通信学习提升笔记_NULL指向我的博客-优快云博客

本文提供问题解决的工程文件：

问题一过程文件：

https://download.youkuaiyun.com/download/qq_64257614/87808393?spm=1001.2014.3001.5503

问题二过程文件：

https://download.youkuaiyun.com/download/qq_64257614/87809191?spm=1001.2014.3001.5503

关于单片机接收字符串指令问题的解决：

你是否也困扰于某些省赛国赛题目（第十届）中，有上位机发送字符串命令

单片机接受并处理的要求，比如：

“单片机接收到上位机指令“START\r\n”,上报XXX数据”

“如设备接收到错误指令，返回“ERROR\r\n” ”

其实他们本意就是考察我们对串口收发的熟悉程度。

下表是printf函数的

我们可以从以下实验来学习强化这方面的知识：

/*
	本实验练习串口通信：主要练习以下内容：		 
	数组接收判断上位机的命令
		收到	START\r\n    就  打印 OVER\r\n
		其余都打印   ERROR\r\n
*/

我们首先在变量定义来讲解：

bit URX_Over = 0;                   
unsigned char idata URX[10] = 0;
unsigned char idata URX_Num = 0;
unsigned char idata URX_tt = 0;

1.URX_Over是标志位，当其值为1时，会进入函数处理比较字符串，PS:它将在定时器中出现，

2.URX[10] 是字符串数组，他用于接受上位机发来的字符串命令，接收处理完后要全部清零，

因为有些命令比较长，而有些比较短，在接受了一个长的字符串后，不清空数组

的话，短命令就无法正常比较了.

比如第一次接收到了长命令START\r\n,第二次发来短命令ST\r\n，但因为没清空数组所以第二次数组内的情况是ST\r\nT\r\n,这就会被判断为是一个错误指令。

memset(URX,0,sizeof(URX));//处理完命令别忘了将其清零，以便接收下个命令

3.URX_Num 用来辅助字符串数组URX[10] 接收SBUF寄存器的内容

4.URX_tt 用来标记接收是否完成，它同时在定时器中会进行自加，

每次RI不为0，接收数据时，它都会被清零，直到接收完毕，

接收完毕后它就不会再被清零了

此时的它在定时器中不断自加，到一定值后就会刷新标志位URX_Over，

从而推动字符串比较进程的开展。

涉及以上过程的代码如下贴出：

此段代码对应串口中断的过程：

bit URX_Over = 0;
unsigned char idata URX[10] = 0;
unsigned char idata URX_Num = 0;
unsigned char idata URX_tt = 0;

//串口1中断服务函数
void Uart_1_serv() interrupt 4
{
 	if(RI)
	{
		RI=0;  URX_tt = 0;
		if(URX_Num < 10) { URX[URX_Num++] = SBUF;	}		
	}
}

此段代码是定时器中的过程：

void Timer0Init(void)		//1毫秒@12.000MHz
{
	AUXR |= 0x80;		//定时器时钟1T模式
	TMOD &= 0x01;		//设置定时器模式
	TL0 = 0x20;		//设置定时初始值
	TH0 = 0xD1;		//设置定时初始值
	TF0 = 0;		//清除TF0标志
	TR0 = 1;		//定时器0开始计时
	
	EA=1;
	ET0=1;
}
void Timer0(void) interrupt 1
{
	
	TL0 = 0x20;		//设置定时初始值
	TH0 = 0xD1;		//设置定时初始值
	if(URX_Num > 0){if(++URX_tt == 30) { URX_Over = 1;} }			
}

最后是主程序While（）循环中，对字符串命令的判断：

#include "stdio.h"
#include "string.h"

u8 str1[ ]="START\r\n";

if(URX_Over == 1)
{
	URX_Over =0;
	if(strncmp(URX,str1,7)==0) Uart_Sendstring("OVER\r\n");
	else   Uart_Sendstring("ERROR\r\n");
	URX_Num = 0;
}

此处需要注意：URX_Num = 0; 这句

表示处理完了字符串命令，就清零，以便URX[10] 接收下个命令字符串

下载后进行调试，效果如下：

证明我们的串口字符串命令收发非常顺利！！！

如果字符串命令种类不止一条：

我们在处理接收的if(URX_Over == 1)语句中就需要加上一些if语句：

下段代码就是接收START\r\n 与 HI\r\n并做相应回复的例子

关于拼接变量与字符串发送的问题：

这个问题我习惯用的有俩种解决方式：

1.用重定向的printf（）函数

2.使用senddata（）函数，但需要另外定义数组和写函数进行拼接字符串与变量值

但此处建议与介绍使用printf（），虽然占用多些资源，但不影响竞赛要求！

我们都知道printf 函数的一般调用格式为：printf("<格式化字符串>", <参量表>)

以下为在chitgpt搜索到的关于%bu格式转换字符的原理与应用：

在Keil编程中，使用printf函数的%bu格式转换字符是用于

将一个unsigned char类型的整数以十进制的形式输出。

%bu是printf函数的格式控制字符串中的占位符，

用于指示需要输出一个unsigned char类型的整数。

在基础知识方面，

unsigned char类型是一种无符号字符类型，它可以存储0到255之间的整数。它通常用于表示二进制数据的字节和字符。

在C语言中，

可以使用%u格式控制字符串输出unsigned char类型的整数，但是由于printf函数默认将char类型看作有符号类型，因此使用%u格式控制字符串输出unsigned char类型的整数时可能会出现问题。因此，为了避免这种问题，可以使用%bu格式控制字符串来输出unsigned char类型的整数。

下面是一个使用%bu格式控制字符串输出unsigned char类型的整数的例子：

unsigned char value = 255;
printf("The value is %bu\n", value);

输出结果为：

The value is 255

于是，我们便知道了该如何拼接变量与字符了

以下为实践内容要求：

		定义test1与 test2，每300ms自加，每次自加后发送：
			
		the new test1 is (test1的值)\r\n	the new test2 is (test2的值)\r\n

我们只需对照着要求，在定时器中使他们自加，然后附上printf函数格式化输出即可：

定时器中并没有直接放printf函数，因为主函数也调用该函数，为防止报错重入警告，我们将printf的操作放在主函数，定时器刷新标志给主函数决定是不是该进行printf的操作了：

bit test_flag=0;


void Timer0(void) interrupt 1
{
	u16 i;
	TL0 = 0x20;		//设置定时初始值
	TH0 = 0xD1;		//设置定时初始值
	i++;
	if(URX_Num > 0){if(++URX_tt == 30) { URX_Over = 1;} }			
	if(i==300)
	{
		i=0;
		test1++;test2++;
		if(test1==10) test1=0;
		if(test2==10) test2=0;
    test_flag=1;		           //打印标志位——传给主函数
	}	
}

以下为主函数：

void main()
{
	u8 test=2;
	
	cls_buzz_led();				//关闭外设
	UartInit();						//初始化串口
	Timer0Init();
	
	//以下三句是开机串口功能初始化测试用:
	printf("Welcome to stc15f2k60s2\n");
	printf("%c",test+'0');
	SendData(test+'0');
	
	while(1)
	{	
		if(URX_Over == 1)
		{
			URX_Over =0;
			if(strncmp(URX,str1,7)==0) Uart_Sendstring("OVER\r\n");
			else   Uart_Sendstring("ERROR\r\n");
			URX_Num = 0;
		}
		if(test_flag==1)
		{
			test_flag=0;
		printf("the new test1 is %02bu\r\n	the new test2 is %02bu\r\n	",(unsigned char)test1,(unsigned char)test2);
		}
	}
}

其中最重要的拼接部分就是：

		printf("the new test1 is %02bu\r\n	the new test2 is %02bu\r\n	",(unsigned char)test1,(unsigned char)test2);

下载后进行串口调试：效果如下：

在此，我们的所有问题就这么解决了，希望各位看官多多三连支持！！