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#第四十三节：通过串口用计数延时方式发送一串数据。
开场白：
上一节讲了通过串口用delay延时方式发送一串数据，这种方式要求发送一串数据的时候一气呵成，期间不能执行其它任务，由于delay(400)这个时间还不算很长，所以可以应用在很多简单任务的系统中。但是在某些任务量很多的系统中，实时运行的主任务不允许被长时间和经常性地中断，这个时候就需要用计数延时来替代delay延时。
本节要教会大家两个知识点：
具体内容，请看源代码讲解。
- 基于朱兆祺51单片机学习板。
- 波特率是：9600.
- 用朱兆祺51单片机学习板中的S1,S5,S9,S13作为独立按键。
- 按一次按键S1，发送EB 00 55 01 00 00 00 00 41
- 按一次按键S5，发送EB 00 55 02 00 00 00 00 42
- 按一次按键S9，发送EB 00 55 03 00 00 00 00 43
- 按一次按键S13，发送EB 00 55 04 00 00 00 00 44
#include "REG52.H"
#define const_send_time 100 //累计主循环次数的计数延时 请根据项目实际情况来调整此数据大小
#define const_send_size 10 //串口发送数据的缓冲区数组大小
#define const_Message_size 10 //环形消息队列的缓冲区数组大小
#define const_key_time1 20 //按键去抖动延时的时间
#define const_key_time2 20 //按键去抖动延时的时间
#define const_key_time3 20 //按键去抖动延时的时间
#define const_key_time4 20 //按键去抖动延时的时间
#define const_voice_short 40 //蜂鸣器短叫的持续时间
void initial_myself(void);
void initial_peripheral(void);
//void delay_short(unsigned int uiDelayshort);
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
void eusart_send(unsigned char ucSendData); //发送一个字节，内部没有每个字节之间的延时
void send_service(void); //利用累计主循环次数的计数延时方式来发送一串数据
void T0_time(void); //定时中断函数
void usart_receive(void); //串口接收中断函数
void key_service(void); //按键服务的应用程序
void key_scan(void); //按键扫描函数 放在定时中断里
void insert_message(unsigned char ucMessageTemp); //插入新的消息到环形消息队列里
unsigned char get_message(void); //从环形消息队列里提取消息
sbit led_dr = P3 ^ 5; //Led的驱动IO口
sbit beep_dr = P2 ^ 7; //蜂鸣器的驱动IO口
sbit key_sr1 = P0 ^ 0; //对应朱兆祺学习板的S1键
sbit key_sr2 = P0 ^ 1; //对应朱兆祺学习板的S5键
sbit key_sr3 = P0 ^ 2; //对应朱兆祺学习板的S9键
sbit key_sr4 = P0 ^ 3; //对应朱兆祺学习板的S13键
sbit key_gnd_dr = P0 ^ 4; //模拟独立按键的地GND，因此必须一直输出低电平
unsigned char ucSendregBuf[const_send_size]; //串口发送数据的缓冲区数组
unsigned char ucMessageBuf[const_Message_size]; //环形消息队列的缓冲区数据
unsigned int uiMessageCurrent = 0; //环形消息队列的取数据当前位置
unsigned int uiMessageInsert = 0; //环形消息队列的插入新消息时候的位置
unsigned int uiMessageCnt = 0; //统计环形消息队列的消息数量 等于0时表示消息队列里没有消息
unsigned char ucMessage = 0; //当前获取到的消息
unsigned int uiVoiceCnt = 0; //蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器
unsigned char ucVoiceLock = 0; //蜂鸣器鸣叫的原子锁
unsigned char ucKeySec = 0; //被触发的按键编号
unsigned int uiKeyTimeCnt1 = 0; //按键去抖动延时计数器
unsigned char ucKeyLock1 = 0; //按键触发后自锁的变量标志
unsigned int uiKeyTimeCnt2 = 0; //按键去抖动延时计数器
unsigned char ucKeyLock2 = 0; //按键触发后自锁的变量标志
unsigned int uiKeyTimeCnt3 = 0; //按键去抖动延时计数器
unsigned char ucKeyLock3 = 0; //按键触发后自锁的变量标志
unsigned int uiKeyTimeCnt4 = 0; //按键去抖动延时计数器
unsigned char ucKeyLock4 = 0; //按键触发后自锁的变量标志
unsigned char ucSendStep = 0; //发送一串数据的运行步骤
unsigned int uiSendTimeCnt = 0; //累计主循环次数的计数延时器
unsigned int uiSendCnt = 0; //发送数据时的中间变量
void main()
{
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
key_service(); //按键服务的应用程序
send_service(); //利用累计主循环次数的计数延时方式来发送一串数据
}
}
/* 注释一：
* 通过判断数组下标是否超范围的条件，把一个数组的首尾连接起来，就像一个环形，
* 因此命名为环形消息队列。环形消息队列有插入消息，获取消息两个核心函数，以及一个
* 统计消息总数的uiMessageCnt核心变量，通过此变量，我们可以知道消息队列里面是否有消息需要处理.
* 我在做项目中很少用消息队列的，印象中我只在两个项目中用过消息队列这种方法。大部分的单片机
* 项目其实直接用一两个中间变量就可以起到传递消息的作用，就能满足系统的要求。以下是各变量的含义：
* #define const_Message_size 10 //环形消息队列的缓冲区数组大小
* unsigned char ucMessageBuf[const_Message_size]; //环形消息队列的缓冲区数据
* unsigned int uiMessageCurrent=0; //环形消息队列的取数据当前位置
* unsigned int uiMessageInsert=0; //环形消息队列的插入新消息时候的位置
* unsigned int uiMessageCnt=0; //统计环形消息队列的消息数量 等于0时表示消息队列里没有消息
*/
void insert_message(unsigned char ucMessageTemp) //插入新的消息到环形消息队列里
{
if(uiMessageCnt < const_Message_size) //消息总数小于环形消息队列的缓冲区才允许插入新消息
{
ucMessageBuf[uiMessageInsert] = ucMessageTemp;
uiMessageInsert++; //插入新消息时候的位置
if(uiMessageInsert >= const_Message_size) //到了缓冲区末尾，则从缓冲区的开头重新开始。数组的首尾连接，看起来就像环形
{
uiMessageInsert = 0;
}
uiMessageCnt++; //消息数量累加 等于0时表示消息队列里没有消息
}
}
unsigned char get_message(void) //从环形消息队列里提取消息
{
unsigned char ucMessageTemp = 0; //返回的消息中间变量，默认为0
if(uiMessageCnt > 0) //只有消息数量大于0时才可以提取消息
{
ucMessageTemp = ucMessageBuf[uiMessageCurrent];
uiMessageCurrent++; //环形消息队列的取数据当前位置
if(uiMessageCurrent >= const_Message_size) //到了缓冲区末尾，则从缓冲区的开头重新开始。数组的首尾连接，看起来就像环形
{
uiMessageCurrent = 0;
}
uiMessageCnt--; //每提取一次，消息数量就减一 等于0时表示消息队列里没有消息
}
return ucMessageTemp;
}
void send_service(void) //利用累计主循环次数的计数延时方式来发送一串数据
{
switch(ucSendStep) //发送一串数据的运行步骤
{
case 0: //从环形消息队列里提取消息
if(uiMessageCnt > 0) //说明有消息需要处理
{
ucMessage = get_message();
switch(ucMessage) //消息处理
{
case 1:
ucSendregBuf[0] = 0xeb; //把准备发送的数据放入发送缓冲区
ucSendregBuf[1] = 0x00;
ucSendregBuf[2] = 0x55;
ucSendregBuf[3] = 0x01; //01代表1号键
ucSendregBuf[4] = 0x00;
ucSendregBuf[5] = 0x00;
ucSendregBuf[6] = 0x00;
ucSendregBuf[7] = 0x00;
ucSendregBuf[8] = 0x41;
uiSendCnt = 0; //发送数据的中间变量清零
uiSendTimeCnt = 0; //累计主循环次数的计数延时器清零
ucSendStep = 1; //切换到下一步发送一串数据
break;
case 2:
ucSendregBuf[0] = 0xeb; //把准备发送的数据放入发送缓冲区
ucSendregBuf[1] = 0x00;
ucSendregBuf[2] = 0x55;
ucSendregBuf[3] = 0x02; //02代表2号键
ucSendregBuf[4] = 0x00;
ucSendregBuf[5] = 0x00;
ucSendregBuf[6] = 0x00;
ucSendregBuf[7] = 0x00;
ucSendregBuf[8] = 0x42;
uiSendCnt = 0; //发送数据的中间变量清零
uiSendTimeCnt = 0; //累计主循环次数的计数延时器清零
ucSendStep = 1; //切换到下一步发送一串数据
break;
case 3:
ucSendregBuf[0] = 0xeb; //把准备发送的数据放入发送缓冲区
ucSendregBuf[1] = 0x00;
ucSendregBuf[2] = 0x55;
ucSendregBuf[3] = 0x03; //03代表3号键
ucSendregBuf[4] = 0x00;
ucSendregBuf[5] = 0x00;
ucSendregBuf[6] = 0x00;
ucSendregBuf[7] = 0x00;
ucSendregBuf[8] = 0x43;
uiSendCnt = 0; //发送数据的中间变量清零
uiSendTimeCnt = 0; //累计主循环次数的计数延时器清零
ucSendStep = 1; //切换到下一步发送一串数据
break;
case 4:
ucSendregBuf[0] = 0xeb; //把准备发送的数据放入发送缓冲区
ucSendregBuf[1] = 0x00;
ucSendregBuf[2] = 0x55;
ucSendregBuf[3] = 0x04; //04代表4号键
ucSendregBuf[4] = 0x00;
ucSendregBuf[5] = 0x00;
ucSendregBuf[6] = 0x00;
ucSendregBuf[7] = 0x00;
ucSendregBuf[8] = 0x44;
uiSendCnt = 0; //发送数据的中间变量清零
uiSendTimeCnt = 0; //累计主循环次数的计数延时器清零
ucSendStep = 1; //切换到下一步发送一串数据
break;
default: //如果没有符合要求的消息，则不处理
ucSendStep = 0; //维持现状，不切换
break;
}
}
break;
case 1: //利用累加主循环次数的计数延时方式来发送一串数据
/* 注释二：
* 这里的计数延时为什么不用累计定时中断次数的延时，而用累计主循环次数的计数延时？
* 因为本程序定时器中断一次需要500个指令时间，时间分辨率太低，不方便微调时间。因此我
* 就用累计主循环次数的计数延时方式，在做项目的时候，各位读者应该根据系统的实际情况
* 来调整const_send_time的大小。
*/
uiSendTimeCnt++; //累计主循环次数的计数延时，为每个字节之间增加延时，
if(uiSendTimeCnt > const_send_time) //请根据实际系统的情况，调整const_send_time的大小
{
uiSendTimeCnt = 0;
eusart_send(ucSendregBuf[uiSendCnt]); //发送一串数据给上位机
uiSendCnt++;
if(uiSendCnt >= 9) //说明数据已经发送完毕
{
uiSendCnt = 0;
ucSendStep = 0; //返回到上一步，处理其它未处理的消息
}
}
break;
}
}
void eusart_send(unsigned char ucSendData)
{
ES = 0; //关串口中断
TI = 0; //清零串口发送完成中断请求标志
SBUF = ucSendData; //发送一个字节
/* 注释三：
* 根据我个人的经验，在发送一串数据中，每个字节之间必须添加一个延时，用来等待串口发送完成。
* 当然，也有一些朋友可能不增加延时，直接靠单片机自带的发送完成标志位来判断，但是我以前
* 在做项目中，感觉单单靠发送完成标志位来判断还是容易出错（当然也有可能是我自身程序的问题），
* 所以后来在大部分的项目中我就干脆靠延时来等待它发送完成。我在51，PIC单片机中都是这么做的。
* 但是，凭我的经验，在stm32单片机中，可以不增加延时，直接靠单片机自带的标志位来判断就很可靠。
*/
// delay_short(400); //因为外部在每个发送字节之间用了累计主循环次数的计数延时，因此不要此行的delay延时
TI = 0; //清零串口发送完成中断请求标志
ES = 1; //允许串口中断
}
void key_scan(void)//按键扫描函数 放在定时中断里
{
if(key_sr1 == 1) //IO是高电平，说明按键没有被按下，这时要及时清零一些标志位
{
ucKeyLock1 = 0; //按键自锁标志清零
uiKeyTimeCnt1 = 0; //按键去抖动延时计数器清零，此行非常巧妙，是我实战中摸索出来的。
}
else if(ucKeyLock1 == 0) //有按键按下，且是第一次被按下
{
uiKeyTimeCnt1++; //累加定时中断次数
if(uiKeyTimeCnt1 > const_key_time1)
{
uiKeyTimeCnt1 = 0;
ucKeyLock1 = 1; //自锁按键置位,避免一直触发
ucKeySec = 1; //触发1号键
}
}
if(key_sr2 == 1) //IO是高电平，说明按键没有被按下，这时要及时清零一些标志位
{
ucKeyLock2 = 0; //按键自锁标志清零
uiKeyTimeCnt2 = 0; //按键去抖动延时计数器清零，此行非常巧妙，是我实战中摸索出来的。
}
else if(ucKeyLock2 == 0) //有按键按下，且是第一次被按下
{
uiKeyTimeCnt2++; //累加定时中断次数
if(uiKeyTimeCnt2 > const_key_time2)
{
uiKeyTimeCnt2 = 0;
ucKeyLock2 = 1; //自锁按键置位,避免一直触发
ucKeySec = 2; //触发2号键
}
}
if(key_sr3 == 1) //IO是高电平，说明按键没有被按下，这时要及时清零一些标志位
{
ucKeyLock3 = 0; //按键自锁标志清零
uiKeyTimeCnt3 = 0; //按键去抖动延时计数器清零，此行非常巧妙，是我实战中摸索出来的。
}
else if(ucKeyLock3 == 0) //有按键按下，且是第一次被按下
{
uiKeyTimeCnt3++; //累加定时中断次数
if(uiKeyTimeCnt3 > const_key_time3)
{
uiKeyTimeCnt3 = 0;
ucKeyLock3 = 1; //自锁按键置位,避免一直触发
ucKeySec = 3; //触发3号键
}
}
if(key_sr4 == 1) //IO是高电平，说明按键没有被按下，这时要及时清零一些标志位
{
ucKeyLock4 = 0; //按键自锁标志清零
uiKeyTimeCnt4 = 0; //按键去抖动延时计数器清零，此行非常巧妙，是我实战中摸索出来的。
}
else if(ucKeyLock4 == 0) //有按键按下，且是第一次被按下
{
uiKeyTimeCnt4++; //累加定时中断次数
if(uiKeyTimeCnt4 > const_key_time4)
{
uiKeyTimeCnt4 = 0;
ucKeyLock4 = 1; //自锁按键置位,避免一直触发
ucKeySec = 4; //触发4号键
}
}
}
void key_service(void) //第三区 按键服务的应用程序
{
switch(ucKeySec) //按键服务状态切换
{
case 1:// 1号键 对应朱兆祺学习板的S1键
insert_message(0x01); //把新消息插入到环形消息队列里等待处理
ucVoiceLock = 1; //原子锁加锁，保护中断与主函数的共享数据
uiVoiceCnt = const_voice_short; //按键声音触发，滴一声就停。
ucVoiceLock = 0; //原子锁解锁
ucKeySec = 0; //响应按键服务处理程序后，按键编号清零，避免一致触发
break;
case 2:// 2号键 对应朱兆祺学习板的S5键
insert_message(0x02); //把新消息插入到环形消息队列里等待处理
ucVoiceLock = 1; //原子锁加锁，保护中断与主函数的共享数据
uiVoiceCnt = const_voice_short; //按键声音触发，滴一声就停。
ucVoiceLock = 0; //原子锁解锁
ucKeySec = 0; //响应按键服务处理程序后，按键编号清零，避免一致触发
break;
case 3:// 3号键 对应朱兆祺学习板的S9键
insert_message(0x03); //把新消息插入到环形消息队列里等待处理
ucVoiceLock = 1; //原子锁加锁，保护中断与主函数的共享数据
uiVoiceCnt = const_voice_short; //按键声音触发，滴一声就停。
ucVoiceLock = 0; //原子锁解锁
ucKeySec = 0; //响应按键服务处理程序后，按键编号清零，避免一致触发
break;
case 4:// 4号键 对应朱兆祺学习板的S13键
insert_message(0x04); //把新消息插入到环形消息队列里等待处理
ucVoiceLock = 1; //原子锁加锁，保护中断与主函数的共享数据
uiVoiceCnt = const_voice_short; //按键声音触发，滴一声就停。
ucVoiceLock = 0; //原子锁解锁
ucKeySec = 0; //响应按键服务处理程序后，按键编号清零，避免一致触发
break;
}
}
void T0_time(void) interrupt 1 //定时中断
{
TF0 = 0; //清除中断标志
TR0 = 0; //关中断
/* 注释四：
* 此处多增加一个原子锁，作为中断与主函数共享数据的保护，实际上是借鉴了"红金龙吸味"关于原子锁的建议.
*/
if(ucVoiceLock == 0) //原子锁判断
{
if(uiVoiceCnt != 0)
{
uiVoiceCnt--; //每次进入定时中断都自减1，直到等于零为止。才停止鸣叫
beep_dr = 0; //蜂鸣器是PNP三极管控制，低电平就开始鸣叫。
}
else
{
; //此处多加一个空指令，想维持跟if括号语句的数量对称，都是两条指令。不加也可以。
beep_dr = 1; //蜂鸣器是PNP三极管控制，高电平就停止鸣叫。
}
}
key_scan();//按键扫描函数
TH0 = 0xfe; //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0 = 0x0b;
TR0 = 1; //开中断
}
void usart_receive(void) interrupt 4 //串口中断
{
if(RI == 1)
{
RI = 0; //接收中断，及时把接收中断标志位清零
}
else
{
TI = 0; //发送中断，及时把发送中断标志位清零
}
}
//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
// }
//}
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
}
}
}
void initial_myself(void) //第一区 初始化单片机
{
/* 注释五：
* 矩阵键盘也可以做独立按键，前提是把某一根公共输出线输出低电平，
* 模拟独立按键的触发地，本程序中，把key_gnd_dr输出低电平。
* 朱兆祺51学习板的S1和S5两个按键就是本程序中用到的两个独立按键。
*/
key_gnd_dr = 0; //模拟独立按键的地GND，因此必须一直输出低电平
led_dr = 0; //关Led灯
beep_dr = 1; //用PNP三极管控制蜂鸣器，输出高电平时不叫。
//配置定时器
TMOD = 0x01; //设置定时器0为工作方式1
TH0 = 0xfe; //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0 = 0x0b;
//配置串口
SCON = 0x50;
TMOD = 0X21;
TH1 = TL1 = -(11059200L / 12 / 32 / 9600); //串口波特率9600。
TR1 = 1;
}
void initial_peripheral(void) //第二区 初始化外围
{
EA = 1; //开总中断
ES = 1; //允许串口中断
ET0 = 1; //允许定时中断
TR0 = 1; //启动定时中断
}
总结陈词：
前面几个章节中，每个章节要么独立地讲解串口收数据，要么独立地讲解发数据，实际上在大部分的项目中，串口都需要“一收一应答”的握手协议，上位机作为主机，单片机作为从机，主机先发一串数据，从机收到数据后进行校验判断，如果校验正确则返回正确应答指令，如果校验错误则返回错误应答指令，主机收到应答指令后，如果发现是正确应答指令则继续发送其它的新数据，如果发现是错误应答指令，或者超时没有接收到任何应答指令，则继续重发，如果连续重发三次都是错误应答或者无应答，主机就进行报错处理。读者只要把我的串口收发程序结合起来，就很容易实现这样的功能，我就不再详细讲解了。从下一节开始我讲解单片机掉电后数据保存的内容，欲知详情，请听下回分解-----利用AT24C02进行掉电后的数据保存。
（未完待续，下节更精彩，不要走开哦）
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