搞定单片机多字节串口接收

搞定单片机多字节串口接收

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

voidser()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 [2])//判断校验和，数据多的话是求//和，或者其他的校验方法，也可能是固定的帧尾

{

count=0;

uart_flag =1;//串口接收成功标志，为1时在主程序中回复，然后清零

ES=0; //关中断，回复完了再ES=1;

}

else

{

count=0;//判断不满足条件就将计数值清零

}

}

第一次做的串口大概就按照这个方法写完了（我后来看过其他的代码，有人用switch语句写的，逻辑跟这个也差不多，不过我还是感觉用if else来写清晰一些），

不过在测试的时候发现了bug，如果数据帧发送一半，然后突然停止，再来重新发，就会丢失一帧的数据。比如先接受到aa 55，然后断了，再进来aa 55 01 01，就不受控制了。后来我也想到一个bug，如果在多设备通信中，属于其他设备的的帧数据最后一位是aa（或者最后两位为aa 55 ，或者最后3位为aa 55 板选），下一次通信的数据就接收不到了。

当时对于数据突然中断的bug，没有想到很好的解决办法，不过这种情况几率极小，所以一直用这个方法写也没有问题。多设备通信最后一位恰好是aa的几率也很小，出问题的可能也很小。当时项目里面的控制数据跟校验恰好不可能出现aa，于是我把if(count==0&&receive[count]==0xaa)改成了if(receive[c ount]==0xaa)其他都没变，解决了，没有bug了。

后来我又写了几次单片机程序，才想到了一些解决问题的方法——不过改天再接着写吧，太累了，明天还要上班呢。

在后来的项目中，真的遇到了数据位跟校验位都可能出现aa的情况。我考虑到每次数据都是连续发送的（至少我们用labwindows做的上位机程序是这样的），成功接收到了一帧数据是要有一定时间回

复的，也就是说如果接收到一半，但是很长时间没接收到数据，把计数值count清零就ok啦。涉及时间的问题自然要用定时器来实现啦。

这次的通信协议如下，串口波特率19200,2个帧头aa 55 ，一个板选，6字节数据，一个校验字节（除帧头外其他数据的和）。

全局变量定义

unsigned char boardAddr;//板选地址，通过检测几个io引脚，具体怎么得到的就不写了，很简单的unsigned char g_DatRev [10]={0};//接收缓存

bit retFlag=0；//为1代表串口接收到了一帧数据

串口初始化函数，晶振22.1184

voidinit_uart()

{

SCON = 0x50; //串口方式1允许接收

TMOD = 0x21; //定时器1，方式2，8位自动重载，同时配置定时器0，工作方式1 PCON = 0x80; // 波特率加倍

TH1 = 0xfa;

TL1 = 0xfa; //写入串口定时器初值

TH0=(65536-2000)/256; //写入定时器0初值，串口传输一个字节时间为（1/19200）*10，计算得0.52ms

TL0=(65536-2000)%256; //定时器0定时大约1ms多

EA=1;

ET0=1; //波特率：19200 22.1184M 初值：250(0xfa)

IE |= 0x90;

TR1 = 1;

}

串口中断函数

void UART_INT(void) interrupt 4

{

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

RI = 0;

g_DatRev[count] = SBUF;

if(g_DatRev[count]==0xaa&&count==0) //帧头

{