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7月25号上海曼联门票:第十二課 C51開關分支語句

作者:佚名   來源:本站原創   點擊數:x  更新時間:2007年07月14日   【字體:

曼联vs曼城 www.lybugk.com.cn 學習了條件語句,用多個條件語句能實現多方向條件分支,但是能發現使用過多的 條件語句實現多方向分支會使條件語句嵌套過多,程序冗長,這樣讀起來也很不好讀。這個時候 使用開關語句同樣能達到處理多分支選擇的目的,又能使程序結構清晰。它的語法為下:

switch  (表達式)

{

case  常量表達式 1:  語句 1;  break; case  常量表達式 2:  語句 2;  break; case  常量表達式 3:  語句 3;  break; case  常量表達式 n:  語句 n;  break; default:    語句

}

運行中 switch 后面的表達式的值將會做為條件,與 case 后面的各個常量表達式的值相 對比,如果相等時則執行 case 后面的語句,再執行 break(間斷語句)語句,跳出 switch 語句。如果 case 后沒有和條件相等的值時就執行 default 后的語句。當要求沒有符合的條 件時不做任何處理,則能不寫 default 語句。

在上面的章節中我們一直在用 printf 這個標準的 C 輸出函數做字符的輸出,使用它當 然會很方便,但它的功能強大,所占用的存儲空間自然也很大,要 1K 左右字節空間,如果 再加上 scanf 輸入函數就要達到 2K 左右的字節,這樣的話如果要求用 2K 存儲空間的芯片時 就無法再使用這兩個函數,例如 AT89C2051。在這些小項目中,通常我們只是要求簡單的字 符輸入輸出,這里以筆者發表在本人網站的一個簡單的串行口應用實例為例,一來學習使用開 關語句的使用,二來簡單了解 51 芯片串行口基本編程。這個實例是用 PC 串行口通過上位機程序 與由 AT89c51 組成的下位機相通信,實現用 PC 軟件控制 AT89c51 芯片的 IO 口,這樣也就可 以再通過相關電路實現對設備的控制。為了方便實驗,在此所使用的硬件還是用回以上課程 中做好的硬件,以串行口和  PC  連接,用  LED  查看實驗的結果。原代碼請到在筆者的網站 下載,上面有  單片機c語言  下位機源碼、PC 上位機源碼、電路圖等資料。

代碼中有多處使用開關語句的,使用它對不一樣的條件做不一樣的處理,如在 CSToOut 函數 中根據 CN[1]來選擇輸出到那個 IO 口,CN[1]=0 則把 CN[2]的值送到 P0,CN[1]=1 則送到 P1, 這樣的寫法比起用 if (CN[1]==0)這樣的判斷語句來的清晰明了。當然它們的效果沒有太大 的差別(在不考慮編譯后的代碼執行效率的情況下)。

在這段代碼主要的作用就是通過串行口和上位機軟件進行通信,跟據上位機的命令字串, 對指定的 IO 端口進行讀寫。InitCom 函數,原型為 void InitCom(unsigned char BaudRate), 其作用為初始化串行口。它的輸入參數為一個字節,程序就是用這個參數做為開關語句的選擇 參數。如調用 InitCom(6),函數就會把波特率設置為 9600。當然這段代碼只使用了一種波特 率,能用更高效率的語句去編寫,這里就不多討論了。

看到這里,你也許會問函數中的 SCON,TCON,TMOD,SCOM 等是代表什么?它們是特殊 功能寄存器。

SBUF    數據緩沖寄存器    這是一個能直接尋址的串行口專用寄存器。有朋友這樣問起 過“為何在串行口收發中,都只是使用到同一個寄存器 SBUF?而不是收發各用一個寄存器?!?實際上 SBUF 包含了兩個獨立的寄存器,一個是發送寄存,另一個是接收寄存器,但它們都 共同使用同一個尋址地址-99H。CPU 在讀 SBUF 時會指到接收寄存器,在寫時會指到發送寄

存器,而且接收寄存器是雙緩沖寄存器,這樣能避免接收中斷沒有及時的被響應,數據沒


 

有被取走,下一幀數據已到來,而造成的數據重疊問題。發送器則不需要用到雙緩沖,一般 情況下我們在寫發送程序時也不必用到發送中斷去外理發送數據。操作 SBUF 寄存器的方法 則很簡單,只要把這個 99H 地址用關鍵字 sfr 定義為一個變量就能對其進行讀寫操作了,

如 sfr  SBUF  =  0x99;當然你也能用其它的名稱。通常在標準的 reg51.h 或 at89x51.h 等 頭文件中已對其做了定義,只要用#include 引用就能了。

SCON    串行口控制寄存器    通常在芯片或設備中為了監視或控制接口狀態,都會引用 到接口控制寄存器。SCON 就是 51 芯片的串行口控制寄存器。它的尋址地址是 98H,是一個 能位尋址的寄存器,作用就是監視和控制 51 芯片串行口的工作狀態。51 芯片的串行口能 工作在幾個不一樣的工作模式下,其工作模式的設置就是使用 SCON 寄存器。它的各個位的具 體定義如下:

(MSB)                                                                                                (LSB) SM0          SM1          SM2          REN          TB8          RB8           TI            RI

表 8-1    串行口控制寄存器 SCON

SM0、SM1  為串行口工作模式設置位,這樣兩位能對應進行四種模式的設置??幢? 8

-2 串行口工作模式設置。

SM0

SM1

模    式

功    能

波特率

0

0

0

同步移位寄存器

fosc/12

0

1

1

8 位 UART

可變

1

0

2

9 位 UART

fosc/32 或 fosc/64

1

1

3

9 位 UART

可變

表 8-2    串行口工作模式設置

在這里只說明最常用的模式 1,其它的模式也就一一略過,有興趣的朋友能找相關的 硬件資料查看。表中的  fosc  代表振蕩器的頻率,也就是晶體震蕩器的頻率。UART  為(Universal Asynchronous  Receiver)的英文縮寫。

SM2 在模式 2、模式 3 中為多處理機通信使能位。在模式 0 中要求該位為 0。

REM 為允許接收位,REM 置 1 時串行口允許接收,置 0 時禁止接收。REM 是由軟件置位或 清零。如果在一個電路中接收和發送引腳 P3.0,P3.1 都和上位機相連,在軟件上有串行口中斷 處理程序,當要求在處理某個子程序時不允許串行口被上位機來的控制字符產生中斷,那么可 以在這個子程序的開始處加入 REM=0 來禁止接收,在子程序結束處加入 REM=1 再次打開串行口 接收。大家也能用上面的實際源碼加入 REM=0 來進行實驗。

TB8 發送數據位 8,在模式 2 和 3 是要發送的第 9 位。該位能用軟件根據需要置位或 清除,通常這位在通信協議中做奇偶位,在多處理機通信中這一位則用于表示是地址幀還是 數據幀。

RB8 接收數據位 8,在模式 2 和 3 是已接收數據的第 9 位。該位可能是奇偶位,地址/ 數據標識位。在模式 0 中,RB8 為保留位沒有被使用。在模式 1 中,當 SM2=0,RB8 是已接 收數據的停止位。

TI 發送中斷標識位。在模式 0,發送完第 8 位數據時,由硬件置位。其它模式中則是在 發送停止位之初,由硬件置位。TI 置位后,申請中斷,CPU 響應中斷后,發送下一幀數據。 在任何模式下,TI 都必須由軟件來清除,也就是說在數據寫入到 SBUF 后,硬件發送數據,

中斷響應(如中斷打開),這個時候 TI=1,表明發送已完成,TI 不會由硬件清除,所以這個時候必須


 

用軟件對其清零。

RI 接收中斷標識位。在模式 0,接收第 8 位結束時,由硬件置位。其它模式中則是在接 收停止位的半中間,由硬件置位。RI=1,申請中斷,要求 CPU 取走數據。但在模式 1 中,SM2=1 時,當未收到有效的停止位,則不會對 RI 置位。同樣 RI 也必須要靠軟件清除。

常用的串行口模式 1 是傳輸 10 個位的,1 位起始位為 0,8 位數據位,低位在先,1 位停止 位為 1。它的波特率是可變的,其速率是取決于定時器 1 或定時器 2 的定時值(溢出速率)。 AT89c51 和 AT89C2051 等 51 系列芯片只有兩個定時器,定時器 0 和定時器 1,而定時器 2

是 89C52 系列芯片才有的。

波特率    在使用串行口做通信時,一個很重要的參數就是波特率,只有上下位機的波特率 一樣時才能進行正常通信。波特率是指串行端口每秒內能傳輸的波特位數。有一些開始學習 的朋友認為波特率是指每秒傳輸的字節數,如標準  9600  會被誤認為每秒種能傳送  9600 個字節,而實際上它是指每秒能傳送 9600 個二進位,而一個字節要 8 個二進位,如用串 口模式 1 來傳輸那么加上起始位和停止位,每個數據字節就要占用 10 個二進位,9600 波特 率用模式 1 傳輸時,每秒傳輸的字節數是 9600÷10=960 字節。51 芯片的串行口工作模式 0 的波特率是固定的,為 fosc/12,以一個 12M 的晶體震蕩器來計算,那么它的波特率能達到 1M。 模式 2 的波特率是固定在 fosc/64 或 fosc/32,具體用那一種就取決于 PCON 寄存器中的 SMOD 位,如 SMOD 為 0,波特率為 focs/64,SMOD 為 1,波特率為 focs/32。模式 1 和模式 3 的波 特率是可變的,取決于定時器 1 或 2(52 芯片)的溢出速率。那么我們怎么去計算這兩個模 式的波特率設置時相關的寄存器的值呢?能用以下的公式去計算。

波特率=(2SMOD÷32)×定時器 1 溢出速率

上式中如設置了 PCON 寄存器中的 SMOD 位為 1 時就能把波特率提升 2 倍。通?;崾褂?定時器 1 工作在定時器工作模式 2 下,這個時候定時值中的 TL1 做為計數,TH1 做為自動重裝值    , 這個定時模式下,定時器溢出后,TH1 的值會自動裝載到 TL1,再次開始計數,這樣能不 用軟件去干預,使得定時更準確。在這個定時模式 2 下定時器 1 溢出速率的計算公式如下:

溢出速率=(計數速率)/(256-TH1) 上式中的“計數速率”與所使用的晶體振蕩器頻率有關,在 51 芯片中定時器啟動后會

在每一個機器周期使定時寄存器 TH 的值增加一,一個機器周期等于十二個振蕩周期,所以

能得知 51 芯片的計數速率為晶體振蕩器頻率的 1/12,一個 12M 的晶體震蕩器用在 51 芯片上, 那么 51 的計數速率就為 1M。通常用 11.0592M 晶體是為了得到標準的無誤差的波特率,那 么為何呢?計算一下就知道了。如我們要得到 9600 的波特率,晶體震蕩器為 11.0592M 和 12M,定 時器 1 為模式 2,SMOD 設為 1,分別看看那所要求的 TH1 為何值。代入公式:

11.0592M

9600=(2÷32)×((11.0592M/12)/(256-TH1))

TH1=250    //看看是不是和上面實例中的使用的數值一樣?

12M

9600=(2÷32)×((12M/12)/(256-TH1)) TH1≈249.49

上面的計算能看出使用 12M 晶體的時候計算出來的 TH1 不為整數,而 TH1 的值只能取


 

整數,這樣它就會有一定的誤差存在不能產生精確的 9600 波特率。當然一定的誤差是能 在使用中被接受的,就算使用 11.0592M 的晶體振蕩器也會因晶體本身所存在的誤差使波特

率產生誤差,但晶體本身的誤差對波特率的影響是十分之小的,能忽略不計。

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