8XC196单片机串行口的C语言编程 河北科技大学王晓君张 英唱春来 摘要以8XC196KC工作于串行口方式1为例，给出基于Tasking C196 v5.0的C源程序，充分展示了用高级语言编程灵活、易维护的优点，对于196单片机串行口的编程，具有重要的参考价值。 关键词8XC196单片机串行口C语言 196系列单片机串行口相对于96系列增加了一些功能，在SFR中增加了相应的控制及状态位。在196单片机中串行发送和接收有了各自的中断矢量，另外波特率的计算方法也有所不同。 一、 串行口初始化函数和常、变量的定义 在用C196编写串行口程序之前，一定要对硬件有充分的了解。与串行口操作有关的SFR包括：串行口控制寄存器sp_con、串行口状态寄存器sp_stat、缓冲器sbuf、波特率寄存器baud_rate。与串行口中断有关的寄存器有int_pend1和int_mask1。有关控制寄存器有ioc1，其第5位决定是使用TXD功能还是P2.0功能。当然，其中最重要的是sp_con和sp_stat。它们的地址均为11H，其定义如下（其中X代表未定义的位，为与将来版本兼容应写为0）： 7〖〗6〖〗5〖〗4〖〗3〖〗2〖〗1〖〗0X〖〗X〖〗X〖〗TB8〖〗REN〖〗PEN〖〗M2〖〗M1TB8：设置发送时的第9位数据，发送完成后被清零。当使用奇偶校验时此位无效。 REN：使能接收（此时P2.1不再作普通I/O口）。 PEN：使能奇偶校验（偶校验）。 M2，M1：设置串行口工作方式：方式0=00;方式1=01;方式2=10;方式3=11。 7〖〗6〖〗5〖〗4〖〗3〖〗2〖〗1〖〗0RB8/RPE〖〗RI〖〗TI〖〗FE〖〗TXE〖〗OE〖〗X〖〗XRB8/RPE：使用奇偶校验功能时，出现奇偶校验错时置1;否则为接收的第9位数据。 RI，TI：接收与发送完成标志。 FE：帧出错标志（未发现有效的停止位时被置位）。 TXE：发送器空标志（此时可传送2个字节）。 OE：接收溢出错标志（接收缓冲器中前1个字节被读之前，在移位寄存器中的数据又被装载到接收缓冲器中，置OE标志）。 下面给出含有与串行口操作有关的外部变量及常量定义的C源程序。 #pragma model(kc)/*使用KC系列*/ #include #include /*包含有与KC有关的头文件*/ #pragma interrupt(Receive=25,Transmit=24) /*定义函数Receive()和Transmit()为中断服务函数，编译器在地址2032H（=2000H+25*2）和2030H（=2000H+24*2）单元处自动填加两函数的中断向量*/ #define TRANSMIT_BUF_MAX_SIZE 20 /*定义接收缓冲区的最大长度*/ #define RECEIVE_BUF_MAX_SIZE 20 /*定义发送缓冲区的最大长度*/ #define FREQUENCY 16000000L /*定义所用时钟频率 */ #define BAUDRATE 9600/*定义所用的波特率*/ #define BAUD_REG_VALUE ((unsigned int) (FREQUENCY/((long)BAUDRATE*16)-1)+ 0x8000) /*按波特率计算公式计算出所需的寄存器值。注意最高位必须设为1，以表示使用XTAL1分频*/ #define RI_BIT 0x40 #define TI_BIT 0x20/*TI，RI的位操作字节*/ unsigned char sp_stat_image; /*sp_stat的映像单元，由于sp_stat中各状态位，在读sp_stat后要被清零*/ unsigned char Trans_Buf\[TRANSMIT_BUF_MAX_SIZE\]; /*定义发送缓冲区*/ unsigned char Rece_Buf\[RECEIVE_BUF_MAX_SIZE\]; /*定义接收缓冲区*/ char Begin_Trans_Buf,End_Trans_Buf; /*定义发送缓冲区的头、尾索引*/ char Begin_Rece_Buf,End_Rece_Buf; /*定义接收缓冲区的头、尾索引*/ 下面给出串行口初始化函数，系统在每次上电初始化时调用该函数。 void InitilizeSerialPort(void)/*串行口初始化函数*/ { unsigned char wsr_image=wsr;/*保存窗口*/ wsr=0;/*切换到0窗口*/ baud_rate=(unsigned char)(BAUD_REG_VALUE); baud_rate=(unsigned char)(BAUD_REG_VALUE>>8); /*设置波特率寄存器，连续装载2个字节，先装低字节*/ sp_con=0x09; /*串行工作于方式1，允许接收，不使能奇偶校验功能*/ sp_stat_image=sp_stat TI_BIT; /*关键一句，以启动发送*/ Begin_Trans_Buf=End_Trans_Buf=0; Begin_Rece_Buf=End_Rece_Buf=0;/*各索引归零*/ int_mask1=0x03;/*允许发送和接收各自中断*/ enable();/*开总中断*/ wsr=wsr_image;/*恢复窗口*/ } 程序中给出若干宏定义，可根据实际使用情况灵活更改。此外还为串行口的发送与接收定义了各自的缓冲区（大小可根据实际情况而变）及相应的首尾索引（为简化操作，这里没有使用指针）。为了能在所有的函数中都能对缓冲区进行操作，将它们定义为全局的。 二、 串行口中断服务函数 由于中断服务函数不能被其他函数调用，故该函数不能有参数，也不能有返回值。在接收中断服务中，先检查缓冲区是否已满。如未满，则将sbuf中的内容存入当前尾索引所指的接收缓冲区中。 void Receive(void) { wsr=0; sp_stat_image =sp_stat; /*将串行口状态读入sp_stat_image中*/ /*在此处填加判断sp_stat_image的各个状态位和相应OPE、FE、OE出错的处理程序*/ if(End_Rece_Buf+1==Begin_Rece_Buf (End_Rece_Buf==RECEIVE_BUF_MAX_SIZE-1&&!Begin_Rece_Buf)) { /*接收缓冲区已满，在此处加入错误处理程序*/ } else { if(++End_Rece_Buf>RECEIVE_BUF_MAX_SIZE-1) End_Rece_Buf=0; /*修正尾索引*/ Rece_Buf\[End_Rece_Buf\]=sbuf;/*将sbuf数据存入缓冲区*/ } sp_stat_image&=(~RI_BIT); } 在发送中断中，首先判断发送缓冲区中是否有待发送数据。如有，则将当前头索引所在数据发送，然后修正头索引。 void Transmit(void) { wsr=0; sp_stat_image =sp_stat;/*将串行口状态读入sp_stat_image中*/ if(Begin_Trans_Buf!=End_Trans_Buf)/*判断是否有待发送数据，如没有则返回*/ { sbuf=Trans_Buf\[Begin_Trans_Buf\];/*发送当前头索引所在发送缓冲区的数据*/ if(++Begin_Trans_Buf>TRANSMIT_BUF_MAX_SIZE-1) Begin_Trans_Buf=0;/*修正头索引*/ sp_stat_image&=(~TI_BIT); } } 三、 字符发送与接收函数 观察以上程序可知，中断服务程序已将串行口发送与接收“封装”在底层。它“自动”对缓冲区中数据进行操作，能“自动”修正索引，并能处理传送中出现的错误。主程序中，只与发送与接收缓冲区发生关系即可。通过对缓冲区进行不同操作，可以实现不同的发送与接收功能。下面给出类似于标准C语言中的putchar()与getchar()的字符读写函数Putchar()和Getchar()。 Getchar()由串行口读回1个字符 unsigned char Getchar() { while(Begin_Rece_Buf==End_Rece_Buf);/*没有输入字符，则等待*/ if(++Begin_Rece_Buf>RECEIVE_BUF_MAX_SIZE-1) Begin_Rece_Buf=0;/*修正索引*/ return(Rece_Buf\[Begin_Rece_Buf\]);/*返回头索引所在接收缓冲区内的字符*/ } Putchar()函数向串行口发送1个字符 void Putchar(unsigned char c)/*C中为要发送的字符*/ { while((Begin_Trans_Buf==End_Trans_Buf+1) (End_Trans_Buf==TRANSMIT_BUF_MAX_SIZE-1&&!Begin_Trans_Buf));/*如发送缓冲区已满，则等待*/ Trans_Buf\[End_Trans_Buf\]=c;/*将字符置入发送缓冲区*/ if(++End_Trans_Buf>TRANSMIT_BUF_MAX_SIZE-1) End_Trans_Buf=0;/*修正索引 */ if(sp_stat_image&TI_BIT) int_pend1 =0x01;/*人为产生发送中断，以启动发送过程*/ } 可见，这2个函数实际只是对串行口缓冲区操作。要注意的是TI和RI标志在函数间的传递与保护，尤其是对TI的操作，影响到发送过程的“可持续性”，要更加注意。 最后，为让读者有一总体概念，给出一示意主函数。 #deinfe TRUE 1 void main() { char c; InitilizeSerialPort(); while(TRUE) { Putchar(Getchar()); } } 它的功能就是进行从串行口读入1字节数据，然后再发送出去的循环。MES 参考文献 8XC196 C Compiler Manual，Tasking Corporation