单片机学习笔记————51单片机实现判断数据头来接收一串数据的串口通用程序框架

proteus虚拟串口的实现：https://mp.csdn.net/console/editor/html/107251649

一、使用proteus绘制简单的电路图，用于后续仿真

 

二、编写程序

/********************************************************************************************************************
----	@Project:	USART
----	@File:	main.c
----	@Edit:	ZHQ
----	@Version:	V1.0
----	@CreationTime:	20200710
----	@ModifiedTime:	20200710
----	@Description:	
----	波特率是：9600 。
----	通讯协议：EB 00 55  XX YY  
----	加无效填充字节后,上位机实际上应该发送：00  EB 00 55  XX YY 
----	其中第1位00是无效填充字节，防止由于硬件原因丢失第一个字节。
----	其中第2,3,4位EB 00 55就是数据头
----	          后2位XX YY就是有效数据
----	任意时刻，单片机从电脑“串口调试助手”上位机收到的一串数据中，只要此数据中包含关键字EB 00 55 ，并且此关键字后面两个字节的数据XX YY 分别为01 02,那么蜂鸣器鸣叫一声表示接收的数据头和有效数据都是正确的。
----	单片机：AT89C52
********************************************************************************************************************/
#include "reg52.h"
/*——————宏定义——————*/
#define FOSC 11059200L
#define BAUD 9600
#define T1MS (65536-FOSC/12/500)   /*0.5ms timer calculation method in 12Tmode*/

#define const_voice_short 19	/*蜂鸣器短叫的持续时间*/
#define const_rc_size 10	/*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*/

/*——————变量函数定义及声明——————*/
/*蜂鸣器的驱动IO口*/
sbit BEEP = P2^7;
/*LED*/
sbit LED = P3^5;

unsigned int uiSendCnt = 0;	/*用来识别串口是否接收完一串数据的计时器*/
unsigned char ucSendLock = 1;	/*串口服务程序的自锁变量，每次接收完一串数据只处理一次*/
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 uiRcMoveIndex = 0;	/*用来解析数据协议的中间变量*/

unsigned int uiVoiceCnt = 0;	/*蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器*/

/**
* @brief  定时器0初始化函数
* @param  无
* @retval 初始化T0
**/
void Init_T0(void)
{
	TMOD = 0x01;                    /*set timer0 as mode1 (16-bit)*/
	TL0 = T1MS;                     /*initial timer0 low byte*/
	TH0 = T1MS >> 8;                /*initial timer0 high byte*/
}

/**
* @brief  串口初始化函数
* @param  无
* @retval 初始化T0
**/
void Init_USART(void)
{
	SCON = 0x50;
	TMOD = 0x21;                    
	TH1=TL1=-(FOSC/12/32/BAUD);
}

/**
* @brief  外围初始化函数
* @param  无
* @retval 初始化外围
* 让数码管显示的内容转移到以下几个变量接口上，方便以后编写更上一层的窗口程序。
* 只要更改以下对应变量的内容，就可以显示你想显示的数字。
**/
void Init_Peripheral(void)
{
	ET0 = 1;/*允许定时中断*/
	TR0 = 1;/*启动定时中断*/
	TR1 = 1;
	ES = 1;	/*允许串口中断*/
	EA = 1;/*开总中断*/  
}

/**
* @brief  初始化函数
* @param  无
* @retval 初始化单片机
**/
void Init(void)
{
	LED  = 0;
	Init_T0();
	Init_USART();
}
/**
* @brief  延时函数
* @param  无
* @retval 无
**/
void Delay_Long(unsigned int uiDelayLong)
{
   unsigned int i;
   unsigned int j;
   for(i=0;i<uiDelayLong;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*/
          }
   }
}
///**
//* @brief  延时函数
//* @param  无
//* @retval 无
//**/
//void Delay_Short(unsigned int uiDelayShort)
//{
//   unsigned int i;
//   for(i=0;i<uiDelayShort;i++)
//   {
//		 ; /*一个分号相当于执行一条空语句*/
//   }
//}

/**
* @brief  串口服务程序
* @param  无
* @retval 在main函数里
* 识别一串数据是否已经全部接收完了的原理:
* 在规定的时间里，如果没有接收到任何一个字节数据，那么就认为一串数据被接收完了，然后就进入数据协议
* 解析和处理的阶段。这个功能的实现要配合定时中断，串口中断的程序一起阅读，要理解他们之间的关系。
**/
void usart_service(void)
{
	/*如果超过了一定的时间内，再也没有新数据从串口来*/
	if(uiSendCnt >= const_receive_time && ucSendLock == 1)
	{
		ucSendLock = 0;	/*处理一次就锁起来，不用每次都进来,除非有新接收的数据*/
		/*下面的代码进入数据协议解析和数据处理的阶段*/
		uiRcMoveIndex = 0;	/*由于是判断数据头，所以下标移动变量从数组的0开始向最尾端移动*/
		/*
		* 判断数据头，进入循环解析数据协议必须满足两个条件:
		* 第一：最大接收缓冲数据必须大于一串数据的长度（这里是5。包括2个有效数据，3个数据头）
		* 第二：游标uiRcMoveIndex必须小于等于最大接收缓冲数据减去一串数据的长度（这里是5。包括2个有效数据，3个数据头）
		*/
		while(uiRcregTotal >= 5 && uiRcMoveIndex <= (uiRcregTotal - 5))	
		{
			if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex + 0] == 0xeb && ucRcregBuf[uiRcMoveIndex + 1] == 0x00 && ucRcregBuf[uiRcMoveIndex + 2] == 0x55)
			{
				/*有效数据01 02的判断*/
				if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex + 3] == 0x01 && ucRcregBuf[uiRcMoveIndex + 4] == 0x02)
				{
					uiVoiceCnt = const_voice_short;	/*蜂鸣器发出声音，说明数据头和有效数据都接收正确*/
					LED = ~LED;	/*LED亮灭*/
				}
				break;	/*退出循环*/
			}
			uiRcMoveIndex ++;	/*因为是判断数据头，游标向着数组最尾端的方向移动*/
		}
		uiRcregTotal = 0;	/*清空缓冲的下标，方便下次重新从0下标开始接受新数据*/
	}
}
/**
* @brief  定时器0中断函数
* @param  无
* @retval 无
**/
void ISR_T0(void)	interrupt 1
{
	TF0 = 0;  /*清除中断标志*/
	TR0 = 0; /*关中断*/

	if(uiSendCnt < const_receive_time)	/*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*/
	{
		uiSendCnt ++;	/*表面上这个数据不断累加，但是在串口中断里，每接收一个字节它都会被清零，除非这个中间没有串口数据过来*/
		ucSendLock = 1;	/*开自锁标志*/
	}

	if(uiVoiceCnt != 0)
	{
		uiVoiceCnt --;
		BEEP = 0;
	}
	else
	{
		;
		BEEP = 1;
	}

	TL0 = T1MS;                     /*initial timer0 low byte*/
	TH0 = T1MS >> 8;                /*initial timer0 high byte*/
  	TR0 = 1; /*开中断*/	
}

/**
* @brief  串口接收数据中断
* @param  无
* @retval 无
**/
void usart_receive(void)	interrupt 4
{
	if(RI == 1)
	{
		RI = 0;
		++ uiRcregTotal;
		if(uiRcregTotal > const_rc_size)
		{
			uiRcregTotal = const_rc_size;
		}
		ucRcregBuf[uiRcregTotal - 1] = SBUF;	/*将串口接收到的数据缓存到接收缓冲区里*/
		uiSendCnt = 0;	/*及时喂狗，虽然main函数那边不断在累加，但是只要串口的数据还没发送完毕，那么它永远也长不大,因为每个中断都被清零。*/
	}
	else
	{
		TI = 0;
	}
}

/*————————————主函数————————————*/
/**
* @brief  主函数
* @param  无
* @retval 实现LED灯闪烁
**/
void main()
{
	/*单片机初始化*/
	Init();
	/*延时，延时时间一般是0.3秒到2秒之间，等待外围芯片和模块上电稳定*/
	Delay_Long(100);
	/*单片机外围初始化*/	
	Init_Peripheral();
	while(1)
	{
		usart_service();
	}
}

三、仿真实现