单片机多字节串口接收(转)

本文介绍了单片机基于串口中断的多字节接收程序设计,探讨了如何处理帧头、数据和校验,以及在串口通信协议中的常见问题。作者分享了两种实现方式,一种基于计数器,另一种结合定时器以防止数据丢失,同时提出了一些潜在的优化思路,如减少资源占用和提高效率。

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转自:http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_3007162.HTM

  工作了一年多,写了不少单片机串口程序。感觉串口多字节接收部分的逻辑相对于配置寄存器跟串口回复来说,是有点难度的——寄存器配置基本上都是死的,串口回复多字节跟回复一字节只是多了一个循环。

 

        串口接收程序是基于串口中断的,单片机的串口每次接收到一字节数据产生一次中断,然后再读取某个寄存器就可以得到串口接收的数据了。然而在实际应用当中,基本上不会有单字节接收的情况。一般都是基于一定串口通信协议的多字节通信。在422或者485通信中,还可能是一个主机(一般是计算机)带多个从机(相应的有单片机的板卡)。这就要求我们的单片机能够在连续接收到的串口数据序列中识别出符合自己板卡对应的通信协议,来进行控制操作,不符合则不进行任何操作。简而言之就是,单片机要在一串数据中找到符合一定规律的几个字节的数据。

 

        先来说下怎样定串口协议吧。这个协议指的不是串口底层的协议,而是前面提到的数据帧协议。一般都是有帧头(2~3个字节吧),数据(长度根据需要),结束位(1位,有时候设计成校验字节,最简单的校验也就是前面所有数据求和)。

        比如0xaa 0x55 +(数据部分省略)+校验和(除了aa 55 之外数据的和),如果要是多板卡的话有时候还要在帧头后面加一个板选字节(相当于3字节帧头了)。

 

       第一次写串口接收程序的时候,我首先想到的就是定义一个全局变量(实际上最好是定义局部静态变量),初始值设置为0,然后每进一次中断+1,然后加到串口通信协议的长度的时候再清零。然后判断帧头、校验。写完了之后我自己都觉得不对,一旦数据错开了一位,后面就永远都接收不到数了。无奈看了一下前辈们的代码,跟我的思路差不多,只不过那个计数值跟接收到的数据时同时判断的,而且每次中断都要判断,一旦不对计数的那个变量就清零。

 

       废话少说,直接上一段代码让大家看看就明白了。(通信协议姑且按照简单的aa 55 一个字节数据 一个字节校验,代码是基于51单片机的)。接收成功则在中断程序中把串口接收成功标志位置1。

 

下面是全局变量定义

unsigned char receive[4]={0,0,0,0};//接收缓存

bit uart_flag;//串口接收成功标志

 

然后串口中断部分

void ser()interrupt 4

{

static unsigned char count;//串口接收计数的变量

  RI=0;//手动清某个寄存器,大家都懂的

  receive[count]=SBUF;

  if(count==0&&receive[count]==0xaa)//同时判断count跟收到的数据

  {

       count=1;

  }

  else if(count==1&&receive[count]==0x55)

  {

     count=2;

  }

  else if(count==2)

  {

       count++;

  }

  else if(count==3&&receive[count]== receive [

串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议(不要与通用串行总线Universal Serial Bus或者USB混淆)。大多数计算机包含两个基于RS232的串口串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议;很多GPIB兼容的设备也带有RS- 232口。同时,串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。 串口通信的概念非常简单,串口按位(bit)发送和接收字节。尽管比按字节(byte)的并行通信慢,但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时,规定设备线总常不得超过20米,并且任意两个设备间的长度不得超过2米;而对于串口而言,长度可达1200米。 典型地,串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成:(1)地线,(2)发送,(3)接收。由于串口通信是异步的,端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手,但是不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口,这些参数必须匹配: a,波特率:这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送300个bit。当我们提到时钟周期时,我们就是指波特率例如如果协议需要4800波特率,那么时钟是4800Hz。这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常电话线的波特率为 14400,28800和36600。波特率可以远远大于这些值,但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信,典型的例子就是 GPIB设备的通信。 b,数据位:这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包,实际的数据不会是8位的,标准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如,标准的ASCII码是0~127(7位)。扩展的ASCII码是0~255(8位)。如果数据使用简单的文本(标准 ASCII码),那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节,包括开始/停止位,数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取,术语 “包”指任何通信的情况。 c,停止位:用于表示单个包的最后一位。典型的值为1,1.5和2位。由于数据是在传输线上定时的,并且每一个设备有其自己的时钟,很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束,并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多,不同时钟同步的容忍程度越大,但是数据传输率同时也越慢。 d,奇偶校验位:在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式:偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。对于偶和奇校验的情况,串口会设置校验位(数据位后面的一位),用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。例如,如果数据是011,那么对于偶校验,校验位为0,保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇校验,校验位位1,这样就有3个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据,简单置位逻辑高或者逻辑低校验。这样使得接收设备能够知道一个位的状态,有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和接收数据是否不同步。
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