void CNToOut(void)
{
ComOutChar(CN[0]);
ComOutChar(CN[1]);
ComOutChar(CN[2]);
ComOutChar(CN[3]);
}
代码中有多处使用开关语句的,使用它对不同的条件做不同的处理,如在CSToOut函数中根据CN[1]来选择输出到那个IO口,如CN[1]=0则把CN[2]的值送到P0,CN[1]=1则送到P1,这样的写法比起用if (CN[1]==0)这样的判断语句来的清晰明了。当然它们的效果没有太大的差别(在不考虑编译后的代码执行效率的情况下)。
在这段代码其主要的作用就是通过串口和上位机软件进行通讯,跟据上位机的命令字串,对指定的IO端口进行读写。InitCom函数,原型为void InitCom(unsigned char BaudRate),其作用为初始化串口。它的输入参数为一个字节,程序就是用这个参数做为开关语句的选择参数。如调用InitCom(6),函数就会把波特率设置为9600。当然这段代码只使用了一种波特率,可以用更高效率的语句去编写,这里就不多讨论了。
看到这里,你也许会问函数中的SCON,TCON,TMOD,SCOM等是代表什么?它们是特殊功能寄存器,在以前也略提到过,51芯片的特殊功能寄存器说明可以参看附录二的'AT89C51特殊功能寄存器列表',在这里简单的说说串口相关的硬件设置。
SBUF 数据缓冲寄存器 这是一个可以直接寻址的串行口专用寄存器。有朋友这样问起过“为何在串行口收发中,都只是使用到同一个寄存器SBUF?而不是收发各用一个寄存器。”实际上SBUF包含了两个独立的寄存器,一个是发送寄存,另一个是接收寄存器,但它们都共同使用同一个寻址地址-99H。CPU在读SBUF时会指到接收寄存器,在写时会指到发送寄存器,而且接收寄存器是双缓冲寄存器,这样可以避免接收中断没有及时的被响应,数据没有被取走,下一帧数据已到来,而造成的数据重叠问题。发送器则不需要用到双缓冲,一般情况下我们在写发送程序时也不必用到发送中断去外理发送数据。操作SBUF寄存器的方法则很简单,只要把这个99H地址用关键字sfr定义为一个变量就可以对其进行读写操作了,如sfr SBUF = 0x99;当然你也可以用其它的名称。通常在标准的reg51.h或at89x51.h等头文件中已对其做了定义,只要用#include引用就可以了。
SCON 串行口控制寄存器 通常在芯片或设备中为了监视或控制接口状态,都会引用到接口控制寄存器。SCON就是51芯片的串行口控制寄存器。它的寻址地址是98H,是一个可以位寻址的寄存器,作用就是监视和控制51芯片串行口的工作状态。51芯片的串口可以工作在几个不同的工作模式下,其工作模式的设置就是使用SCON寄存器。它的各个位的具体定义如下:
表8-1 串行口控制寄存器SCON
SM0、SM1为串行口工作模式设置位,这样两位可以对应进行四种模式的设置。看表8-2串行口工作模式设置。
表8-2 串行口工作模式设置
在这里只说明最常用的模式1,其它的模式也就一一略过,有兴趣的朋友可以找相关的硬件资料查看。表中的fosc代表振荡器的频率,也就是晶振的频率。UART为(Universal Asynchronous Receiver)的英文缩写。
SM2在模式2、模式3中为多处理机通信使能位。在模式0中要求该位为0。
REM为允许接收位,REM置1时串口允许接收,置0时禁止接收。REM是由软件置位或清零。如果在一个电路中接收和发送引脚P3.0,P3.1都和上位机相连,在软件上有串口中断处理程序,当要求在处理某个子程序时不允许串口被上位机来的控制字符产生中断,那么可以在这个子程序的开始处加入REM=0来禁止接收,在子程序结束处加入REM=1再次打开串口接收。大家也可以用上面的实际源码加入REM=0来进行实验。
TB8发送数据位8,在模式2和3是要发送的第9位。该位可以用软件根据需要置位或清除,通常这位在通信协议中做奇偶位,在多处理机通信中这一位则用于表示是地址帧还是数据帧。
RB8接收数据位8,在模式2和3是已接收数据的第9位。该位可能是奇偶位,地址/数据标识位。在模式0中,RB8为保留位没有被使用。在模式1中,当SM2=0,RB8是已接收数据的停止位。
TI发送中断标识位。在模式0,发送完第8位数据时,由硬件置位。其它模式中则是在发送停止位之初,由硬件置位。TI置位后,申请中断,CPU响应中断后,发送下一帧数据。在任何模式下,TI都必须由软件来清除,也就是说在数据写入到SBUF后,硬件发送数据,中断响应(如中断打开),这时TI=1,表明发送已完成,TI不会由硬件清除,所以这时必须用软件对其清零。
RI接收中断标识位。在模式0,接收第8位结束时,由硬件置位。其它模式中则是在接收停止位的半中间,由硬件置位。RI=1,申请中断,要求CPU取走数据。但在模式1中,SM2=1时,当未收到有效的停止位,则不会对RI置位。同样RI也必须要靠软件清除。
常用的串口模式1是传输10个位的,1位起始位为0,8位数据位,低位在先,1位停止位为1。它的波特率是可变的,其速率是取决于定时器1或定时器2的定时值(溢出速率)。AT89C51和AT89C2051等51系列芯片只有两个定时器,定时器0和定时器1,而定时器2是89C52系列芯片才有的。
波特率 在使用串口做通讯时,一个很重要的参数就是波特率,只有上下位机的波特率一样时才可以进行正常通讯。波特率是指串行端口每秒内可以传输的波特位数。有一些初学的朋友认为波特率是指每秒传输的字节数,如标准9600会被误认为每秒种可以传送9600个字节,而实际上它是指每秒可以传送9600个二进位,而一个字节要8个二进位,如用串口模式1来传输那么加上起始位和停止位,每个数据字节就要占用10个二进位,9600波特率用模式1传输时,每秒传输的字节数是9600÷10=960字节。51芯片的串口工作模式0的波特率是固定的,为fosc/12,以一个12M的晶振来计算,那么它的波特率可以达到1M。模式2的波特率是固定在fosc/64或fosc/32,具体用那一种就取决于PCON寄存器中的SMOD位,如SMOD为0,波特率为focs/64,SMOD为1,波特率为focs/32。模式1和模式3的波特率是可变的,取决于定时器1或2(52芯片)的溢出速率。那么我们怎么去计算这两个模式的波特率设置时相关的寄存器的值呢?可以用以下的公式去计算。
波特率=(2SMOD÷32)×定时器1溢出速率
上式中如设置了PCON寄存器中的SMOD位为1时就可以把波特率提升2倍。通常会使用定时器1工作在定时器工作模式2下,这时定时值中的TL1做为计数,TH1做为自动重装值 ,这个定时模式下,定时器溢出后,TH1的值会自动装载到TL1,再次开始计数,这样可以不用软件去干预,使得定时更准确。在这个定时模式2下定时器1溢出速率的计算公式如下:
溢出速率=(计数速率)/(256-TH1)
上式中的“计数速率”与所使用的晶体振荡器频率有关,在51芯片中定时器启动后会在每一个机器周期使定时寄存器TH的值增加一,一个机器周期等于十二个振荡周期,所以可以得知51芯片的计数速率为晶体振荡器频率的1/12,一个12M的晶振用在51芯片上,那么51的计数速率就为1M。通常用11.0592M晶体是为了得到标准的无误差的波特率,那么为何呢?计算一下就知道了。如我们要得到9600的波特率,晶振为11.0592M和12M,定时器1为模式2,SMOD设为1,分别看看那所要求的TH1为何值。代入公式:
11.0592M
9600=(2÷32)×((11.0592M/12)/(256-TH1))
TH1=250 //看看是不是和上面实例中的使用的数值一样?
12M
9600=(2÷32)×((12M/12)/(256-TH1))
TH1≈249.49
上面的计算可以看出使用12M晶体的时候计算出来的TH1不为整数,而TH1的值只能取整数,这样它就会有一定的误差存在不能产生精确的9600波特率。当然一定的误差是可以在使用中被接受的,就算使用11.0592M的晶体振荡器也会因晶体本身所存在的误差使波特率产生误差,但晶体本身的误差对波特率的影响是十分之小的,可以忽略不计。
这一节借着学习开关语句的机会,简略说明了串行的一些相关内容,但串口的工作方式设定有好种同时也要涉及到其它的相关寄存器,内容十分多,在此也不能一一做实例说明,下面的章节也会加入一些硬件方面的东西。
循环语句是几乎每个程序都会用到的,它的作用就是用来实现需要反复进行多次的操作。如一个12M的51芯片应用电路中要求实现1毫秒的延时,那么就要执行1000次空语句才可以达到延时的目的(当然可以使用定时器来做,这里就不讨论),如果是写1000条空语句那是多么麻烦的事情,再者就是要占用很多的存储空间。我们可以知道这1000条空语句,无非就是一条空语句重复执行1000次,因此我们就可以用循环语句去写,这样不但使程序结构清晰明了,而且使其编译的效率大大的提高。在C语言中构成循环控制的语句有while,do-while,for和goto语句。同样都是起到循环作用,但具体的作用和用法又大不一样。我们具体来看看。
goto语句
这个语句在很多高级语言中都会有,记得小时候用BASIC时就很喜欢用这个语句。它是一个无条件的转向语句,只要执行到这个语句,程序指针就会跳转到goto后的标号所在的程序段。它的语法如下:
goto 语句标号;
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