單片機(jī)PIC18FXX8通用同步異步收發(fā)器的編程應(yīng)用
引言
PIC18Fxx8單片機(jī)是美國(guó)微芯公司推出的16位RISC指令集的高級(jí)產(chǎn)品,由于芯片內(nèi)含有A/D、內(nèi)部E2PROM存儲(chǔ)器、I2C和SPI接口、CAN接口、同步/異步串行通信(USART)接口等強(qiáng)大的功能,具有很好的應(yīng)用前景。但是,目前介紹其應(yīng)用和以C語(yǔ)言編程的中文參考資料很少。本文將探討該型單片機(jī)異步串行通信的編程應(yīng)用,程序用HI-TECH PICC-18 C語(yǔ)言編寫(xiě),并在重慶大學(xué)-美國(guó)微芯公司PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室的PIC18F458實(shí)驗(yàn)板上通過(guò)。
1 PIC18FXX8單片機(jī)同步/異步收發(fā)器(USART)
通用同步/異步收發(fā)器(USART)模塊是由PIC18FXX8內(nèi)的三個(gè)串行I/O模塊組成的器件之一(USART也叫串行通信接口即SCI),可以配置為全雙工異步方式、半雙工同步主控方式、半雙工同步從動(dòng)方式三種工作方式。
TXSTA是PIC18FXX8單片機(jī)串行通信發(fā)送狀態(tài)和控制寄存器,RCSTA是接收狀態(tài)和控制寄存器。由于在實(shí)際工程中,異步方式用得最多,這里僅介紹異步工作方式,其它方式可參閱相關(guān)資料。
1.1 USART 異步工作方式
在異步工作方式下,串行通信接口USART采用標(biāo)準(zhǔn)的不歸零(NRZ)格式(1位起始位、8位或9位數(shù)據(jù)位和一位停止位),最常用的數(shù)據(jù)位是8位。片內(nèi)提供的8位波特率發(fā)生器BRG可用來(lái)自振蕩器時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的波特率頻率。通過(guò)對(duì)SYNC位(在TXSTA寄存器中)清零,可選擇USART異步工作方式。
1.2 USART波特率發(fā)生器(BRG)
USART帶有一個(gè)8位的波特率發(fā)生器(BRG),這個(gè)BRG支持USRAT的同步方式和異步方式。用SPBRG寄存器控制一個(gè)獨(dú)立的8位定時(shí)器的周期。在異步方式下,BRGH位(控制寄存器TXSTA的)也被用來(lái)控制波特率。在同步方式下,用不到BRGH位。表1給出了在主控方式下(內(nèi)部時(shí)鐘)不同USART工作方式時(shí)的波特率計(jì)算式。
表1 主控方式下的波特率計(jì)算式
SYNC | BRGH=0(低速) | BRGH=1(高速) |
0 | (異步)波特率=FOSC/[64(X+1)] | 波特率 =FOSC/[16(X+1)] |
1 | (同步)波特率=FOSC/[4(X+1)] | 無(wú) |
1.3 USART 異步工作方式配置
下面是串行通信異步工作方式配置步驟(順序可以改變):
(1)配置發(fā)送狀態(tài)和控制寄存器TXSTA;
(2)配置接收狀態(tài)和控制寄存器RCSTA;
(3)配置RX(RC7引腳)、TX(RC6引腳)分別為輸入和輸出方式;
(4)通過(guò)設(shè)定的通信波特率配置SPBRG寄存器,計(jì)算公式參見(jiàn)表1;
(5)設(shè)置串行通信接收或發(fā)送中斷是否使能;
(6)清串行通信接收或發(fā)送中斷標(biāo)志;
(7)設(shè)置串行通信接收中斷或發(fā)送中斷的優(yōu)先級(jí)是高或低優(yōu)先級(jí)中斷方式,PIC18單片機(jī)默認(rèn)情況下是高優(yōu)先級(jí)中斷,若是低優(yōu)先級(jí)中斷,則必須進(jìn)行設(shè)置;
(8)設(shè)置串行通信接收和發(fā)送數(shù)據(jù)是否允許。
若用到了中斷功能,還需設(shè)置總中斷和外圍中斷使能,以開(kāi)放未屏蔽的中斷。
2 USART接口硬件電路
利用PC機(jī)配置的串行口,可以很方便地實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與PIC18單片機(jī)的串行數(shù)據(jù)通信。PC機(jī)與PIC單片機(jī)USART連接最簡(jiǎn)單的是三線方式。由于PIC單片機(jī)輸入、輸出電平為T(mén)TL電平,而RS-232C PC機(jī)配置的是RS-232C標(biāo)準(zhǔn)串行接口,二者電氣規(guī)范不一致,因此要完成PC機(jī)與微控制器的串行數(shù)據(jù)通信,必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。圖1為PIC18F458單片機(jī)的RS-232電平轉(zhuǎn)換電路。圖中MAX232(或MAX202)將PIC18單片機(jī)TX輸出的TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為RS-232C電平,輸入到PC機(jī),并將PC機(jī)輸出的RS232C電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為T(mén)TL電平輸出到PIC微控制器的RX引腳。J9和PC機(jī)的連接方式見(jiàn)RS-232標(biāo)準(zhǔn),與單片機(jī)相接的D型頭(J9)的2腳(PIC接收信號(hào))與接PC機(jī)D型頭的3腳(PC機(jī)發(fā)送信號(hào))相連,與單片機(jī)相接的D型頭(J9)的3腳(PIC發(fā)送信號(hào))與接PC機(jī)D型頭的2腳(PC機(jī)接收信號(hào))相連,二者的5腳與5腳相連(地相連)。PC機(jī)串口數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收顯示均可采用各種串口調(diào)試軟件,我們使用的是串口調(diào)試助手V2.2(或V2.1、V2.0均可),在網(wǎng)上可以下載該調(diào)試軟件,該軟件操作簡(jiǎn)單,這里不作介紹。
3 USART異步工作方式編程
串行通信的接收有查詢和中斷2種方式,在實(shí)際應(yīng)用中,一般不采用查詢接收數(shù)據(jù),常用的是中斷接收數(shù)據(jù)。發(fā)送有中斷發(fā)送和非中斷發(fā)送,在下面的例程中我們采用了中斷接收數(shù)據(jù),發(fā)送數(shù)據(jù)采用中斷方式還是非中斷方式可以在程序中通過(guò)對(duì)發(fā)送方式標(biāo)志Send_Mode(不為0,中斷方式發(fā)送;=0,非中斷方式發(fā)送)進(jìn)行設(shè)置實(shí)現(xiàn)。
在PIC單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),發(fā)送中斷標(biāo)志TXIF不能用軟件清0,只有當(dāng)新的發(fā)送數(shù)據(jù)送入發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器TXREG后,TXIF位才能被硬件復(fù)位,因此在程序中清該標(biāo)志是無(wú)效的。采用中斷發(fā)送數(shù)據(jù)的方法是:在主程序中啟動(dòng)發(fā)送一串?dāng)?shù)據(jù)的第一個(gè)數(shù)據(jù),然后利用發(fā)送完成中斷啟動(dòng)下一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送,當(dāng)一串?dāng)?shù)據(jù)發(fā)送后,不再發(fā)送數(shù)據(jù),但有發(fā)送完成中斷標(biāo)志,程序還要進(jìn)入一次中斷,這最后一次中斷對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)送是無(wú)用的,必須將該標(biāo)志清0,采用的方法是禁止發(fā)送使能(TXEN=0)而引起發(fā)送被終止或?qū)Πl(fā)送器復(fù)位。
#include"pic18.h"/* PIC18系列的頭文件 */
unsignedcharreceive232[8];
unsignedcharsend232[8];/* 發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)組 */
unsignedcharreceive_count=0;/* 接收數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)計(jì)數(shù) */
unsignedcharsend_count=0;/* 發(fā)送數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)計(jì)數(shù) */
unsignedchar*pointer;/* 發(fā)送數(shù)據(jù)指針 */
unsignedchari;/* 程序中用到的循環(huán)變量 */
unsignedcharSciReceiveFlag;/* =1,接收到8個(gè)數(shù)據(jù) */
unsignedcharSend_Mode=0;/* 不為0,中斷方式發(fā)送;=0,非中斷方式發(fā)送 */
voidsciinitial()
{
TXSTA=0x04;/* 選擇異步高速方式傳輸8位數(shù)據(jù) */
RCSTA=0x80;/* 允許串行口工作使能 */
TRISC=TRISC|0X80;/* :將RC7(RX)設(shè)置為輸入方式 */
TRISC=TRISC0Xbf;/* RC6(TX)設(shè)置為輸出 */
SPBRG=25;/* 4M晶振且波特率為9600時(shí),SPBRG設(shè)置值為25 */
PIR1=0x00;/* 清中斷標(biāo)志 */
PIE1=PIE1|0x20;/* 允許串行通訊接口接收中斷使能 */
RCIP=0;/* 設(shè)置SCI接收中斷為低優(yōu)先級(jí)中斷 */
CREN=1;/* 允許串口連續(xù)接收數(shù)據(jù) */
if(0==Send_Mode)TXEN=1;/* Send_Mode=0,非中斷方式發(fā)送,串口發(fā)送數(shù)據(jù)使能 */
else/* Send_Mode=1,中斷方式發(fā)送 */
{
PIE1=PIE1|0x10;/* 允許中斷發(fā)送 */
TXIP=0;/* 發(fā)送低優(yōu)先級(jí)中斷 */
}
}
voidinterrupt low_priorityLOW_ISR()/* 低優(yōu)先級(jí)中斷子程序 */
{
if(RCIF==1)/* RS232接收中斷 */
{
RCIF=0;/* 清中斷標(biāo)志 */
receive232[receive_count]=RCREG;/* 接收數(shù)據(jù)并存儲(chǔ) */
send232[receive_count]=RCREG;
receive_count++;/* 接收計(jì)數(shù)器加1 */
if(receive_count>7)/* 如果已經(jīng)接收到8個(gè)數(shù)據(jù) */
{
receive_count=0;/* 接收計(jì)數(shù)器清0 */
SciReceiveFlag=1;/* 置接收到8個(gè)數(shù)據(jù)標(biāo)志 */
}
}
elseif((0!=Send_Mode)(TXIF==1))/* 中斷發(fā)送數(shù)據(jù)方式且為發(fā)送中斷 */
{
if(send_count>7)/* 已經(jīng)發(fā)送完8個(gè)數(shù) */
{
TXEN=0;/* 發(fā)送不使能 */
return;
}
else
{
send_count++;/* 發(fā)送計(jì)數(shù)器加1 */
TXREG=*pointer++;/* 發(fā)送當(dāng)前應(yīng)發(fā)送數(shù)據(jù),發(fā)送指針加1 */
}
}
}
main()
{
INTCON=0x00;/* 關(guān)總中斷 */
ADCON1=0X07;/* 設(shè)置數(shù)字輸入輸出口,不用作模擬口 */
PIE1=0;/* PIE1 的中斷不使能 */
PIE2=0;/* PIE2 的中斷不使能 */
PIE3=0;/* PIE3 的中斷不使能 */
Send_Mode=1;/* Send_Mode不為0,中斷方式發(fā)送數(shù)據(jù);
Send_Mode =0,非中斷方式發(fā)送數(shù)據(jù) */
sciinitial();/* 串行通訊初始化子程序 */
IPEN=1;/* 使能中斷高低優(yōu)先級(jí) */
INTCON=INTCON|0xc0;/* 開(kāi)總中斷、開(kāi)外圍接口中斷 */
while(1)
{
if(1==SciReceiveFlag)/* 是否接收到8個(gè)通信數(shù)據(jù) */
{
SciReceiveFlag=0;/* 清接收到8個(gè)通信數(shù)據(jù)標(biāo)志 */
if(0!=Send_Mode) /* Send_Mode不為0,中斷方式發(fā)送 */
{
send_count=0;/* 發(fā)送數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)清0 */
pointer=send232[0];/* 發(fā)送指針指向發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)組首地址 */
TXREG=*pointer++;/* 發(fā)送第一個(gè)數(shù)據(jù)后,將發(fā)送指針加1 */
TXEN=1;
}
else /* Send_Mode =0,非中斷方式發(fā)送數(shù)據(jù) */
{
pointer=send232[0];/* 發(fā)送指針指向發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)組首地址 */
for(i=0;i8;i++)
{
TXREG=*pointer++;/* 發(fā)送數(shù)據(jù)后,將發(fā)送指針加1 */
while(1)
{
if(TXIF==1)break;/* 等待發(fā)送完成 */
}
}
}
}
}
}
評(píng)論