中斷方式下進(jìn)行串口通訊的正確方法

問題有：

1，半中斷法。只使用接收中斷，不使用發(fā)送中斷，發(fā)送時(shí)還是依靠查詢中斷標(biāo)志的辦法；如下：

ES = 0;//若是接收使用中斷方式，某些單片機(jī)需要關(guān)中斷。但C51不一定需要。這里只是示例。

SBUF = needsendchar;

While (!TI);

TI = 0;

ES = 1;

這里的問題是：發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)需要等待數(shù)據(jù)發(fā)完才能繼續(xù)其他工作，程序效率降低；發(fā)送時(shí)需要關(guān)中斷，影響數(shù)據(jù)接收。

2，接收中斷的處理方法錯(cuò)誤。如下：

中斷程序：

void ser() interrupt 4 {

RI = 0;

temp = SBUF; //讀走數(shù)據(jù)，放入緩存（全局的）變量

rx_flag = 1; //設(shè)置接收標(biāo)志

}

主程序：

void main(){

…;//初始化

While (1) {

If (rx_flag ==1){//查詢接收標(biāo)志

rx_flag = 0; //清楚接收標(biāo)志

x = temp; //從暫存變量讀取數(shù)據(jù)

…;//接收處理

}

…; //其它操作

}

}

這里的問題是：如果串口接收數(shù)據(jù)的間隔時(shí)間小于“接收處理”和“其它操作”所用的時(shí)間時(shí)，接收數(shù)據(jù)會(huì)丟失一部分。

正確使用中斷方式處理串口收發(fā)應(yīng)達(dá)到以下目的：

1，完全使用中斷控制接收和發(fā)送，以達(dá)到最快的收發(fā)速度。

2，接收和發(fā)送互不影響，達(dá)到全雙工通訊效果。

3，應(yīng)用程序不發(fā)生等待，以達(dá)到最高運(yùn)行效率。

正確的中斷發(fā)送方法如下：

1，建立一個(gè)足夠大小的環(huán)形發(fā)送緩沖區(qū)，建立一個(gè)信號量（用于指示發(fā)送的數(shù)據(jù)量），建立一個(gè)發(fā)送標(biāo)志位（用于指示發(fā)送狀態(tài)）。

2，應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)寫入環(huán)形發(fā)送緩沖區(qū)，查詢發(fā)送接收標(biāo)志，若不在發(fā)送狀態(tài)，手動(dòng)觸發(fā)中斷。

3，產(chǎn)生發(fā)送中斷時(shí)，查詢信號量，以判別發(fā)送緩沖區(qū)內(nèi)是否有數(shù)據(jù)；若有，置發(fā)送標(biāo)志位，從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)發(fā)送，累減信號量；若無，清除發(fā)送標(biāo)志位。

C51的例程如下：

//變量定義

#define BUF_SIZE 0x10//環(huán)形收發(fā)緩沖區(qū)長度

//發(fā)送參數(shù)

char tx_circbuf[BUF_SIZE];//環(huán)形發(fā)送緩沖區(qū)

uint8 tx_sem;//信號量

bool tx_run;//發(fā)送標(biāo)志位

uint8 tx_circin;//進(jìn)環(huán)形緩沖區(qū)的位置指示

uint8 tx_circout;//出環(huán)形緩沖區(qū)的位置指示

//發(fā)送初始化程序

void tx_init(void){

//硬件初始化 略

//發(fā)送參數(shù)初始化

tx_sem = 0;

tx_run = False;

tx_circin = 0;

tx_circout = 0;

}

//中斷程序

void tx_int(void) interrupt 4 {

if (TI){

TI = 0;

if (tx_sem){

SBUF = tx_circbuf [tx_circout]; // 發(fā)送緩沖區(qū)中的字符

if (++tx_circout >= BUF_SIZE) tx_circout = 0;

tx_sem--;//累減信號量

tx_run = True;//置發(fā)送標(biāo)志位

}

else tx_run = False;//清除發(fā)送標(biāo)志位

}

}

//發(fā)送處理程序，由應(yīng)用程序調(diào)用

//輸入：發(fā)送數(shù)據(jù)指針,發(fā)送數(shù)據(jù)長度

void tx_data(char * txbuf,uint8 len){

while (len){

tx_circbuf [tx_circin] = *txbuf++;// 存入數(shù)據(jù)到發(fā)送緩沖區(qū)

if (++tx_circin >= BUF_SIZE) tx_circin = 0;

tx_sem++;//累減信號量

len--;

if (tx_run == False)TI=1;//查詢發(fā)送狀態(tài)標(biāo)志。若發(fā)送空閑，觸發(fā)中斷，發(fā)送數(shù)據(jù)的工作由中斷程序自動(dòng)完成。

}

}

正確的中斷接收方法如下：

1，建立一個(gè)足夠大小的環(huán)形接收緩沖區(qū)，建立一個(gè)信號量（用于指示接收的數(shù)據(jù)量）。

2，發(fā)生接收中斷時(shí)，讀出字節(jié)放入接收緩沖區(qū)，并累加信號量。

3，應(yīng)用程序查詢接收標(biāo)志，如信號量不為0，則從接收緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，累減信號量。

C51的例程如下：

//變量定義

#define BUF_SIZE 0x10//環(huán)形收發(fā)緩沖區(qū)長度

//接收參數(shù)

char rx_circbuf[BUF_SIZE];// 環(huán)形接收緩沖區(qū)

uint8 rx_sem;// 信號量

uint8 rx_circin;//進(jìn)環(huán)形緩沖區(qū)的位置指示

uint8 rx_circout;//出環(huán)形緩沖區(qū)的位置指示

//接收初始化程序

void rx_init(void){

//硬件初始化 略

//接收參數(shù)初始化

rx_sem = 0;

rx_circin = 0;

rx_circout = 0;

}

//中斷程序

void rx_int(void) interrupt 4 {

if (RI){

RI = 0;

rx_circbuf [rx_circin] = SBUF;// 讀出字節(jié)放入接收緩沖區(qū)

if (++rx_circin >= BUF_SIZE) rx_circin = 0;

rx_sem++;//累加信號量

}

}

//接收處理程序，由應(yīng)用程序調(diào)用

//輸出：讀出數(shù)據(jù)指針；返回：接收到的數(shù)據(jù)長度

uint8 rx_data(char * rxbuf){

uint8 i;

i = 0;

while (rx_sem){

*rxbuf++ = rx_circbuf [rx_circout];// 從接收緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)

if (++rx_circout >= BUF_SIZE) rx_circout = 0;

rx_sem--;//累減信號量

i++;

}

return i;

}

上述的收發(fā)中斷程序在應(yīng)用中合并在一起，即：

void uart_init(void) interrupt 4 {

if (TI){

TI = 0;

…;

}

if (RI){

RI = 0;

…;

}

}

例程中分開表述，只是為了將流程說得更明白些。

上述例程中，未包含環(huán)形收發(fā)緩沖區(qū)溢出狀況的處理，需要時(shí)自行添加。

上述例程表明了正確使用中斷方式處理串口通訊的思路。當(dāng)然程序還可以有其它的寫法，特別是環(huán)形緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)出入的方法和信號量的用法。如在有操作系統(tǒng)的情況下，上述信號量的使用就可以得到操作系統(tǒng)更好支持。

完全中斷方式收發(fā)數(shù)據(jù)總結(jié)：

1。數(shù)據(jù)的收發(fā)操作，完全由中斷程序自動(dòng)進(jìn)行，可以達(dá)到最快的收發(fā)速度。即，接收時(shí)中斷程序負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)，數(shù)據(jù)的處理由應(yīng)用程序另行處理；發(fā)送時(shí)應(yīng)用程序直接將數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)，啟動(dòng)發(fā)送中斷后，發(fā)送的工作由中斷程序自動(dòng)完成。

2。由于發(fā)送的工作完全由中斷處理，因此，應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)放入緩沖區(qū)后，就可以繼續(xù)運(yùn)行其它工作，這種“發(fā)了不管”的方式極大地提高程序運(yùn)行效率。

3。接收數(shù)據(jù)時(shí)，由中斷負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)，再由應(yīng)用程序處理。應(yīng)用程序輪詢及處理的時(shí)間長短，不會(huì)影響接收，就不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。

4。由于應(yīng)用程序中不出現(xiàn)開關(guān)中斷的操作，因此，發(fā)送和接收互不影響，可以達(dá)到全雙工收發(fā)的效果。

期望上述文字能給予大家借鑒，如有差錯(cuò)，望予指正，謝謝。