【132.1 字节间隔时间、双缓存切换、指针切换关联。】 在一些通讯模块的项目中，常常涉及数据的转发，透传，提取关键字的处理，单片机接收到的数据不许随意丢失，必须全部暂存，然后提取关键字，再把整包数据“原封不动”或者“略作修改”转发给“下家”。这类项目的特点是，通讯协议不是固定唯一的，因此，前面章节那种接头暗号（数据头）的程序框架不适合这里，本节跟大家分享另外一种程序框架。 第一个要突破的技术难点是，既然通讯协议不是固定唯一的，那么，如何识别一串数据已经接收完毕？答案是靠接收每个字节之间的间隔时间来识别。当一串数据正在接收时，每个字节之间的间隔时间是“短暂的相对均匀的”。当一串数据已经接收完毕时，每个字节之间的间隔时间是“突然变长的”。代码的具体实现，是靠一个软件定时器，模拟单片机“看门狗”的“喂狗”原理。 第二个要突破的技术难点是，既然通讯协议不是固定唯一的，数据内容带有随机性，甚至字节之间的间隔时间的长短也带有随机性和不确定性，那么，如何预防正在处理数据时突然“接收中断”又接收到的新数据覆盖了尚未来得及处理的旧数据，或者，如何预防正在处理旧数据时，丢失了“突然又新过来的本应该接收的新数据”？答案是用双缓存轮流切换的机制。双缓存，一个用在处理刚刚接收到的旧数据，另一个用在时刻准备着接收新数据，轮流切换，两不误。 第三个要突破的技术难点是，既然是用双缓存轮流切换的机制，那么，在主程序里如何统一便捷地处理两个缓存的数组？这里的“统一”是关键，要把两个数组“统一”成（看成是）一个数组，方法是，只需用“指针切换关联”的技术就可以了。 【132.2 程序例程。】 **** 上图132.2.1 有源蜂鸣器电路  上图132.2.2 232串口电路 程序功能如下：单片机接收任意长度（最大一次不超过30字节）的一串数据。如果发现连续有三个字节是0x02 0x03 0x04，蜂鸣器则“短叫”100ms提示；如果发现连续有四个字节是0x06 0x07 0x08 0x09，蜂鸣器则“长叫”2000ms提示。 比如测试“短叫”100ms，发送十六进制的数据串：05 02 00 00 02 03 04 09 比如测试“长叫”2000ms，发送十六进制的数据串：02 02 06 07 08 09 01 08 03 00 05 代码如下： \#include "REG52.H" \#define DOG\_TIME\_OUT 20 //理论上，9600波特率的字节间隔时间大概0.8ms左右，因此取20ms足够 \#define RECE\_BUFFER\_SIZE 30 //接收缓存的数组大小 void usart(void); //串口接收的中断函数 void T0\_time(); //定时器的中断函数 void UsartTask(void); //串口接收的任务函数，放在主函数内 void SystemInitial(void) ; void Delay(unsigned long u32DelayTime) ; void PeripheralInitial(void) ; void BeepOpen(void); void BeepClose(void); void VoiceScan(void); sbit P3\_4=P3^4; unsigned char Gu8CurrentReceBuffer\_Sec=0; //当前接收缓存的选择标志。0代表缓存A，1代表缓存B unsigned char Gu8ReceBuffer\_A\[RECE\_BUFFER\_SIZE\]; //双缓存其中之一的缓存A unsigned long Gu32ReceCnt\_A=0; //缓存A的数组下标与计数器，必须初始化为0，做好接收准备 unsigned char Gu8ReceBuffer\_B\[RECE\_BUFFER\_SIZE\]; //双缓存其中之一的缓存B unsigned long Gu32ReceCnt\_B=0; //缓存B的数组下标与计数器，必须初始化为0，做好接收准备 unsigned char Gu8ReceFeedDog=1; //“喂狗”的操作变量。 unsigned char Gu8FinishFlag=0; //接收完成标志。0代表还没有完成，1代表已经完成了一次接收 volatile unsigned char vGu8ReceTimeOutFlag=0;//通信过程中字节之间的超时定时器的开关 volatile unsigned int vGu16ReceTimeOutCnt=0; //通信过程中字节之间的超时定时器，“喂狗”的对象 volatile unsigned char vGu8BeepTimerFlag=0; volatile unsigned int vGu16BeepTimerCnt=0; void main() { SystemInitial(); Delay(10000); PeripheralInitial(); while(1) { UsartTask(); //串口接收的任务函数 } } void usart(void) interrupt 4 { if(1==RI) { RI = 0; Gu8FinishFlag=0; //此处也清零，意味深长，当主函数正在处理数据时，可以兼容多次接收完成 Gu8ReceFeedDog=1; //看门狗的“喂狗”操作，给软件定时器继续“输血” if(0==Gu8CurrentReceBuffer\_Sec) //0代表选择缓存A { if(Gu32ReceCnt\_A<RECE\_BUFFER\_SIZE) { Gu8ReceBuffer\_A\[Gu32ReceCnt\_A\]=SBUF; Gu32ReceCnt\_A++; //记录当前缓存A的接收字节数 } } else //1代表选择缓存B { if(Gu32ReceCnt\_B<RECE\_BUFFER\_SIZE) { Gu8ReceBuffer\_B\[Gu32ReceCnt\_B\]=SBUF; Gu32ReceCnt\_B++; //记录当前缓存B的接收字节数 } } } else //发送数据引起的中断 { TI = 0; //及时清除发送中断的标志，避免一直无缘无故的进入中断。 //以下可以添加一个全局变量的标志位的相关代码，通知主函数已经发送完一个字节的数据了。 } } void UsartTask(void) //串口接收的任务函数，放在主函数内 { static unsigned char \*pSu8ReceBuffer; //“指针切换关联”中的指针，切换内存 static unsigned char Su8Lock=0; //用来避免一直更新的临时变量 static unsigned long i; //用在数据处理中的循环变量 static unsigned long Su32ReceSize=0; //接收到的数据大小的临时变量 if(1==Gu8ReceFeedDog) //每被“喂一次狗”，就及时更新一次“超时检测的定时器”的初值 { Gu8ReceFeedDog=0; Su8Lock=0; //解锁。用来避免一直更新的临时变量 //以下三行代码是看门狗中的“喂狗”操作。继续给软件定时器“输血” vGu8ReceTimeOutFlag=0; vGu16ReceTimeOutCnt=DOG\_TIME\_OUT;//正在通信时，两个字节间隔的最大时间，本节选用20ms vGu8ReceTimeOutFlag=1; } else if(0==Su8Lock&&0==vGu16ReceTimeOutCnt) //超时，代表一串数据已经接收完成 { Su8Lock=1; //避免一直进来更新 Gu8FinishFlag=1; //两个字节之间的时间超时，因此代表了一串数据已经接收完成 } if(1==Gu8FinishFlag) //1代表已经接收完毕一串新的数据，需要马上去处理 { if(0==Gu8CurrentReceBuffer\_Sec) { Gu8CurrentReceBuffer\_Sec=1; //以最快的速度先切换接收内存，避免丢失新发过来的数据 //Gu32ReceCnt\_B=0;//这里不能清零缓存B的计数器，意味深长，避免此处临界点发生中断 Gu8FinishFlag=0; //尽可能以最快的速度清零本次完成的标志，为下一次新数据做准备 pSu8ReceBuffer=(unsigned char \*)&Gu8ReceBuffer\_A\[0\]; //关联刚刚接收的数据缓存 Su32ReceSize=Gu32ReceCnt\_A; //记录当前缓存的有效字节数 Gu32ReceCnt\_A=0; //及时把当前缓存计数清零，为一次切换接收缓存做准备。意味深长。 } else { Gu8CurrentReceBuffer\_Sec=0; //以最快的速度先切换接收内存，避免丢失新发过来的数据 //Gu32ReceCnt\_A=0;//这里不能清零缓存A的计数器，意味深长，避免此处临界点发生中断 Gu8FinishFlag=0; //尽可能以最快的速度清零本次完成的标志，为下一次新数据做准备 pSu8ReceBuffer=(unsigned char \*)&Gu8ReceBuffer\_B\[0\]; //关联刚刚接收的数据缓存 Su32ReceSize=Gu32ReceCnt\_B; //记录当前缓存的有效字节数 Gu32ReceCnt\_B=0; //及时把当前缓存计数清零，为一次切换接收缓存做准备。意味深长。 } //Gu8FinishFlag=0; //之所以不选择在这里清零，是因为在上面清零更及时快速。意味深长。 //开始处理刚刚接收到的一串新数据，直接“统一”处理pSu8ReceBuffer指针为代表的数据即可 for(i=0;i<Su32ReceSize;i++) { if(0x02==pSu8ReceBuffer\[i\]&& 0x03==pSu8ReceBuffer\[i+1\]&& 0x04==pSu8ReceBuffer\[i+2\]) //连续三个数是0x02 0x03 0x04 { vGu8BeepTimerFlag=0; vGu16BeepTimerCnt=100; //让蜂鸣器“短叫”100ms vGu8BeepTimerFlag=1; return; //直接退出当前函数 } if(0x06==pSu8ReceBuffer\[i\]&& 0x07==pSu8ReceBuffer\[i+1\]&& 0x08==pSu8ReceBuffer\[i+2\]&& 0x09==pSu8ReceBuffer\[i+3\]) //连续四个数是0x06 0x07 0x08 0x09 { vGu8BeepTimerFlag=0; vGu16BeepTimerCnt=2000; //让蜂鸣器“长叫”2000ms vGu8BeepTimerFlag=1; return; //直接退出当前函数 } } } } void T0\_time() interrupt 1 { VoiceScan(); if(1==vGu8ReceTimeOutFlag&&vGu16ReceTimeOutCnt>0) //通信过程中字节之间的超时定时器 { vGu16ReceTimeOutCnt--; } TH0=0xfc; TL0=0x66; } void SystemInitial(void) { unsigned char u8\_TMOD\_Temp=0; //以下是定时器0的中断的配置 TMOD=0x01; TH0=0xfc; TL0=0x66; EA=1; ET0=1; TR0=1; //以下是串口接收中断的配置 //串口的波特率与内置的定时器1直接相关，因此配置此定时器1就等效于配置波特率。 u8\_TMOD\_Temp=0x20; //即将把定时器1设置为：工作方式2，初值自动重装的8位定时器。 TMOD=TMOD&0x0f; //此寄存器低4位是跟定时器0相关，高4位是跟定时器1相关。先清零定时器1。 TMOD=TMOD|u8\_TMOD\_Temp; //把高4位的定时器1填入0x2，低4位的定时器0保持不变。 TH1=256-(11059200L/12/32/9600); //波特率为9600。11059200代表晶振11.0592MHz， TL1=256-(11059200L/12/32/9600); //L代表long的长类型数据。根据芯片手册提供的计算公式。 TR1=1; //开启定时器1 SM0=0; SM1=1; //SM0与SM1的设置：选择10位异步通信，波特率根据定时器1可变 REN=1; //允许串口接收数据 //为了保证串口中断接收的数据不丢失，必须设置IP = 0x10，相当于把串口中断设置为最高优先级， //这个时候，串口中断可以打断任何其他的中断服务函数实现嵌套， IP =0x10; //把串口中断设置为最高优先级，必须的。 ES=1; //允许串口中断 EA=1; //允许总中断 } void Delay(unsigned long u32DelayTime) { for(;u32DelayTime>0;u32DelayTime--); } void PeripheralInitial(void) { } void BeepOpen(void) { P3\_4=0; } void BeepClose(void) { P3\_4=1; } void VoiceScan(void) { static unsigned char Su8Lock=0; if(1==vGu8BeepTimerFlag&&vGu16BeepTimerCnt>0) { if(0==Su8Lock) { Su8Lock=1; BeepOpen(); } else { vGu16BeepTimerCnt--; if(0==vGu16BeepTimerCnt) { Su8Lock=0; BeepClose(); } } } }