单片机通用模拟串口C程序
单片机通用模拟串口C程序
//----------------------------------------------------------------------
// UART.C
// 通用模拟串口程序
// 资源需求：一个硬件计数器，两个I/O口
// 硬件计数器的计数时间设定为三倍波特率
// 定义的两个I/O口，用于发送和接收，分别用在receive（）和transmit（char）中
// 设立了专门的接收缓冲区，用于存储接收数据
// 注意：必需根据波特率来设定定时器；
// 每次通信开始必须调用初始化函数init_uart()
//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
//----------------------------------管脚定义、库函数声明-------------------------------------------------
#include <reg51.h>
#include <stdio.h>
//端口定义
sbit RXD3=P1^0;
sbit TXD3=P1^1;
//-----------------------------------------------变量声明-----------------------------------------------------
#define IN_BUF_SIZE 10 //输入缓冲区长度定义
#define TRUE 1
#define FALSE 0
static unsigned char inbuf[IN_BUF_SIZE]; //输入缓冲区
static unsigned char qin = 0;
static unsigned char qout = 0;
static char flag_rx_waiting_for_stop_bit;
static char flag_rx_off;
static char rx_mask;
static char flag_rx_ready;
static char flag_tx_ready;
static char timer_rx_ctr;
static char timer_tx_ctr;
static char bits_left_in_rx;
static char bits_left_in_tx;
static char rx_num_of_bits;
static char tx_num_of_bits;
static char internal_rx_buffer;
static char internal_tx_buffer;
static char user_tx_buffer;
//----------------------------------与硬件有关的函数声明------------------------------------------------
bit get_rx_pin_status(); //1.返回接收管脚返回的值（0或1）
void set_tx_pin_high(void); //2. 发送管脚置高，输出1
void set_tx_pin_low(); //3.发送管脚置低，输出0
void timer_set(); //4. 设置定时器的值为波特率的三倍
void set_timer_interrupt(); //5. 使能定时器中断
void idle(); //6.等待端口输入时，执行，根据具体应用进行修改
//-----------------------------------声明与硬件无关的函数-------------------------------------------
void flush_input_buffer( void ); // 清空接收缓存区
char kbhit( void ); // 判断数据是否正常接收
char get_char( void ); // 从接收缓存区读出一个数据
void turn_rx_on( void ); // 启动接收函数
void turn_rx_off( void ); // 结束接收函数
extern void put_char( char ); // 向发送端发送一个数据.
void timer_isr(void); //中断处理函数
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称：set_tx_pin_high
// 功能说明： 置串口发送端口为高，与硬件有关
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void set_tx_pin_high( void)
{
TXD3=1;
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： set_tx_pin_low
// 功能说明： 置串口发送端口为低，与硬件有关
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void set_tx_pin_low( void)
{
TXD3=0;
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称：get_rx_pin_status
// 功能说明： 返回接收端口的状态，高为1，低为0，与硬件有关
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
bit get_rx_pin_status()
{
return(RXD3);
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： timer_set
// 功能说明： 设置定时器工作状态，与硬件有关
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void timer_set()
{
TMOD=0x22; //定时器1为工作模式2(8位自动重装)，0为模式2(8位自动重装)
PCON=0x00;
TR0=0; //在发送或接收才开始使用
TF0=0;
TH0=(256-96); //9600bps 就是 1000000/9600=104.167微秒 执行的timer是
//104.167*11.0592/12= 96
TL0=TH0;
ET0=1;
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： set_timer_interrupt
// 功能说明： 打开定时器中断允许，与硬件有关
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void set_timer_interrupt()
{
EA=1;
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： IntTimer0
// 功能说明： 定时器中断函数，与硬件有关，但不做处理，直接调用通用中断处理函数
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void IntTimer0() interrupt 1
{
timer_isr(); //调用中断处理函数
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： idle
// 功能说明： 等待定时器中断时的执行程序，与具体应用有关
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void idle()
{
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： timer_isr
// 功能说明： 中断处理函数，与硬件无关，通用函数
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void timer_isr(void) /*中断服务程序*/
{
char mask, start_bit, flag_in;
//发送程序
if ( flag_tx_ready )
{
if ( --timer_tx_ctr<=0 )
{
mask = internal_tx_buffer&1;
internal_tx_buffer >>= 1;
if ( mask )
{
set_tx_pin_high();
}
else
{
set_tx_pin_low();
}
timer_tx_ctr = 3;
if ( --bits_left_in_tx<=0 )
{
flag_tx_ready = FALSE;
}
}
}
// 接收程序
if ( flag_rx_off==FALSE )
{
if ( flag_rx_waiting_for_stop_bit )
{
if ( --timer_rx_ctr<=0 )
{
flag_rx_waiting_for_stop_bit = FALSE;
flag_rx_ready = FALSE;
internal_rx_buffer &= 0xFF;
if ( internal_rx_buffer!=0xC2 )
{
inbuf[qin] = internal_rx_buffer;
if ( ++qin>=IN_BUF_SIZE )
{
qin = 0;
}
}
}
}
else // rx_test_busy接收忙
{
if ( flag_rx_ready==FALSE )
{
start_bit = get_rx_pin_status();
// 判断起始位
if ( start_bit==0 )
{
flag_rx_ready = TRUE;
internal_rx_buffer = 0;
timer_rx_ctr = 4;
bits_left_in_rx =
rx_num_of_bits;
rx_mask = 1;
}
}
else
{
if ( --timer_rx_ctr<=0 )
{
timer_rx_ctr = 3;
flag_in =
get_rx_pin_status();
if ( flag_in )
{
internal_rx_buffer |= rx_mask;
}
rx_mask <<= 1;
if ( --bits_left_in_rx<=0 )
{
flag_rx_waiting_for_stop_bit = TRUE;
}
}
}
}
}
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： init_uart
// 功能说明： 初始化异步串口，与硬件无关，通用函数
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void init_uart( void )
{
flag_tx_ready = FALSE;
flag_rx_ready = FALSE;
flag_rx_waiting_for_stop_bit = FALSE;
flag_rx_off = FALSE;
rx_num_of_bits = 10;
tx_num_of_bits = 10;
set_tx_pin_low();
timer_set();
set_timer_interrupt(); // 使能计时器中断
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： get_char
// 输入参数： 无
// 输出参数： ch，接收数据
// 功能说明： 接收一个字节，与硬件无关，通用函数
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
char get_char( void )
{
char ch;
do
{
while ( qout==qin )
{
idle();
}
ch = inbuf[qout] & 0xFF;
if ( ++qout>=IN_BUF_SIZE )
{
qout = 0;
}
}
while ( ch==0x0A || ch==0xC2 );
return( ch );
}
//-----------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： put_char
// 功能说明： 接收一个字节，与硬件无关，通用函数
//-----------------------------------------------------------------------------------------
void put_char( char ch )
{
while ( flag_tx_ready );
user_tx_buffer = ch;
// 唤醒串口
timer_tx_ctr = 3;
bits_left_in_tx = tx_num_of_bits;
internal_tx_buffer = (user_tx_buffer<<1) | 0x200;
flag_tx_ready = TRUE;
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： flush_input_buffer
// 功能说明：初始化缓冲区，与硬件无关，通用函数
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void flush_input_buffer( void )
{
qin = 0;
qout = 0;
}
//-----------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： kbhit
// 功能说明： 判断接收指针与发送指针是否相等，与硬件无关，通用函数
//-----------------------------------------------------------------------------------------
char kbhit( void )
{
return( qin!=qout );
}
//-----------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： turn_rx_on
// 功能说明： 开始接收，与硬件无关，通用函数
//-----------------------------------------------------------------------------------------
void turn_rx_on( void )
{
flag_rx_off = FALSE;
}
//-----------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： turn_rx_off
// 功能说明： 停止接收，与硬件无关，通用函数
//-----------------------------------------------------------------------------------------
void turn_rx_off( void )
{
flag_rx_off = TRUE;
}
;************************************************************
本文可能所用到的IC型号： UC2827N-1 XC9201D09AKR 2SC4639 SMP402TNC 74LVT00DB AN3915S-E1 AN8488SB-E1 AT49F001ANT-55JU SN104818DBTR MX27C512MC-12
//----------------------------------------------------------------------
// UART.C
// 通用模拟串口程序
// 资源需求：一个硬件计数器，两个I/O口
// 硬件计数器的计数时间设定为三倍波特率
// 定义的两个I/O口，用于发送和接收，分别用在receive（）和transmit（char）中
// 设立了专门的接收缓冲区，用于存储接收数据
// 注意：必需根据波特率来设定定时器；
// 每次通信开始必须调用初始化函数init_uart()
//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
//----------------------------------管脚定义、库函数声明-------------------------------------------------
#include <reg51.h>
#include <stdio.h>
//端口定义
sbit RXD3=P1^0;
sbit TXD3=P1^1;
//-----------------------------------------------变量声明-----------------------------------------------------
#define IN_BUF_SIZE 10 //输入缓冲区长度定义
#define TRUE 1
#define FALSE 0
static unsigned char inbuf[IN_BUF_SIZE]; //输入缓冲区
static unsigned char qin = 0;
static unsigned char qout = 0;
static char flag_rx_waiting_for_stop_bit;
static char flag_rx_off;
static char rx_mask;
static char flag_rx_ready;
static char flag_tx_ready;
static char timer_rx_ctr;
static char timer_tx_ctr;
static char bits_left_in_rx;
static char bits_left_in_tx;
static char rx_num_of_bits;
static char tx_num_of_bits;
static char internal_rx_buffer;
static char internal_tx_buffer;
static char user_tx_buffer;
//----------------------------------与硬件有关的函数声明------------------------------------------------
bit get_rx_pin_status(); //1.返回接收管脚返回的值（0或1）
void set_tx_pin_high(void); //2. 发送管脚置高，输出1
void set_tx_pin_low(); //3.发送管脚置低，输出0
void timer_set(); //4. 设置定时器的值为波特率的三倍
void set_timer_interrupt(); //5. 使能定时器中断
void idle(); //6.等待端口输入时，执行，根据具体应用进行修改
//-----------------------------------声明与硬件无关的函数-------------------------------------------
void flush_input_buffer( void ); // 清空接收缓存区
char kbhit( void ); // 判断数据是否正常接收
char get_char( void ); // 从接收缓存区读出一个数据
void turn_rx_on( void ); // 启动接收函数
void turn_rx_off( void ); // 结束接收函数
extern void put_char( char ); // 向发送端发送一个数据.
void timer_isr(void); //中断处理函数
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称：set_tx_pin_high
// 功能说明： 置串口发送端口为高，与硬件有关
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void set_tx_pin_high( void)
{
TXD3=1;
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： set_tx_pin_low
// 功能说明： 置串口发送端口为低，与硬件有关
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void set_tx_pin_low( void)
{
TXD3=0;
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称：get_rx_pin_status
// 功能说明： 返回接收端口的状态，高为1，低为0，与硬件有关
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
bit get_rx_pin_status()
{
return(RXD3);
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： timer_set
// 功能说明： 设置定时器工作状态，与硬件有关
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void timer_set()
{
TMOD=0x22; //定时器1为工作模式2(8位自动重装)，0为模式2(8位自动重装)
PCON=0x00;
TR0=0; //在发送或接收才开始使用
TF0=0;
TH0=(256-96); //9600bps 就是 1000000/9600=104.167微秒 执行的timer是
//104.167*11.0592/12= 96
TL0=TH0;
ET0=1;
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： set_timer_interrupt
// 功能说明： 打开定时器中断允许，与硬件有关
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void set_timer_interrupt()
{
EA=1;
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： IntTimer0
// 功能说明： 定时器中断函数，与硬件有关，但不做处理，直接调用通用中断处理函数
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void IntTimer0() interrupt 1
{
timer_isr(); //调用中断处理函数
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： idle
// 功能说明： 等待定时器中断时的执行程序，与具体应用有关
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void idle()
{
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： timer_isr
// 功能说明： 中断处理函数，与硬件无关，通用函数
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void timer_isr(void) /*中断服务程序*/
{
char mask, start_bit, flag_in;
//发送程序
if ( flag_tx_ready )
{
if ( --timer_tx_ctr<=0 )
{
mask = internal_tx_buffer&1;
internal_tx_buffer >>= 1;
if ( mask )
{
set_tx_pin_high();
}
else
{
set_tx_pin_low();
}
timer_tx_ctr = 3;
if ( --bits_left_in_tx<=0 )
{
flag_tx_ready = FALSE;
}
}
}
// 接收程序
if ( flag_rx_off==FALSE )
{
if ( flag_rx_waiting_for_stop_bit )
{
if ( --timer_rx_ctr<=0 )
{
flag_rx_waiting_for_stop_bit = FALSE;
flag_rx_ready = FALSE;
internal_rx_buffer &= 0xFF;
if ( internal_rx_buffer!=0xC2 )
{
inbuf[qin] = internal_rx_buffer;
if ( ++qin>=IN_BUF_SIZE )
{
qin = 0;
}
}
}
}
else // rx_test_busy接收忙
{
if ( flag_rx_ready==FALSE )
{
start_bit = get_rx_pin_status();
// 判断起始位
if ( start_bit==0 )
{
flag_rx_ready = TRUE;
internal_rx_buffer = 0;
timer_rx_ctr = 4;
bits_left_in_rx =
rx_num_of_bits;
rx_mask = 1;
}
}
else
{
if ( --timer_rx_ctr<=0 )
{
timer_rx_ctr = 3;
flag_in =
get_rx_pin_status();
if ( flag_in )
{
internal_rx_buffer |= rx_mask;
}
rx_mask <<= 1;
if ( --bits_left_in_rx<=0 )
{
flag_rx_waiting_for_stop_bit = TRUE;
}
}
}
}
}
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： init_uart
// 功能说明： 初始化异步串口，与硬件无关，通用函数
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void init_uart( void )
{
flag_tx_ready = FALSE;
flag_rx_ready = FALSE;
flag_rx_waiting_for_stop_bit = FALSE;
flag_rx_off = FALSE;
rx_num_of_bits = 10;
tx_num_of_bits = 10;
set_tx_pin_low();
timer_set();
set_timer_interrupt(); // 使能计时器中断
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： get_char
// 输入参数： 无
// 输出参数： ch，接收数据
// 功能说明： 接收一个字节，与硬件无关，通用函数
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
char get_char( void )
{
char ch;
do
{
while ( qout==qin )
{
idle();
}
ch = inbuf[qout] & 0xFF;
if ( ++qout>=IN_BUF_SIZE )
{
qout = 0;
}
}
while ( ch==0x0A || ch==0xC2 );
return( ch );
}
//-----------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： put_char
// 功能说明： 接收一个字节，与硬件无关，通用函数
//-----------------------------------------------------------------------------------------
void put_char( char ch )
{
while ( flag_tx_ready );
user_tx_buffer = ch;
// 唤醒串口
timer_tx_ctr = 3;
bits_left_in_tx = tx_num_of_bits;
internal_tx_buffer = (user_tx_buffer<<1) | 0x200;
flag_tx_ready = TRUE;
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： flush_input_buffer
// 功能说明：初始化缓冲区，与硬件无关，通用函数
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void flush_input_buffer( void )
{
qin = 0;
qout = 0;
}
//-----------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： kbhit
// 功能说明： 判断接收指针与发送指针是否相等，与硬件无关，通用函数
//-----------------------------------------------------------------------------------------
char kbhit( void )
{
return( qin!=qout );
}
//-----------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： turn_rx_on
// 功能说明： 开始接收，与硬件无关，通用函数
//-----------------------------------------------------------------------------------------
void turn_rx_on( void )
{
flag_rx_off = FALSE;
}
//-----------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称： turn_rx_off
// 功能说明： 停止接收，与硬件无关，通用函数
//-----------------------------------------------------------------------------------------
void turn_rx_off( void )
{
flag_rx_off = TRUE;
}
;************************************************************
本文可能所用到的IC型号： UC2827N-1 XC9201D09AKR 2SC4639 SMP402TNC 74LVT00DB AN3915S-E1 AN8488SB-E1 AT49F001ANT-55JU SN104818DBTR MX27C512MC-12
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