中斷方式下進(jìn)行串口通訊的正確方法
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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)的間隔時間小于“接收處理”和“其它操作”所用的時間時，接收數(shù)據(jù)會丟失一部分。
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，建立一個足夠大小的環(huán)形發(fā)送緩沖區(qū)，建立一個信號量（用于指示發(fā)送的數(shù)據(jù)量），建立一個發(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)，手動觸發(fā)中斷。
3，產(chǎn)生發(fā)送中斷時，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完成。
}
}
正確的中斷接收方法如下：
1，建立一個足夠大小的環(huán)形接收緩沖區(qū)，建立一個信號量（用于指示接收的數(shù)據(jù)量）。
2，發(fā)生接收中斷時，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進(jìn)行，可以達(dá)到最快的收發(fā)速度。即，接收時中斷程序負(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)送時應(yīng)用程序直接將數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)，啟動發(fā)送中斷后，發(fā)送的工作由中斷程序自動完成。
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，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間長短，不會影響接收，就不會導(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，望予指正，謝謝。
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