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51單片機(jī)UART通信-不理解接收程序 求分析

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樓主
ID:1078938 發(fā)表于 2023-6-4 20:16 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
不理解邏輯。
單片機(jī)是通過010101這種的高低電平模擬二級制記錄數(shù)據(jù)的，這里是接收數(shù)據(jù)部分，PIN_RXD引腳的高低電平這里是如何控制的？

#include <reg52.h>

sbit PIN_RXD = P3^0;
sbit PIN_TXD = P3^1;

bit RxdEnd = 0;  //接收數(shù)據(jù)完成標(biāo)記位
bit RxdOrTxd = 0;   //發(fā)送 和接收狀態(tài)標(biāo)記位
unsigned char RxdBuf = 0;//接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
unsigned char TxdBuf = 0;//發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)

void ConfigUART(unsigned int baud);
void StartRXD();
void StartTXD(unsigned char dat);

void main()
{
     EA = 1;
           ConfigUART(9600);
        
           while(1)
                 {
                   while(PIN_RXD);
                         StartRXD();
                         while(!RxdEnd);
                         StartTXD(RxdBuf+1);
                         while(!TxdEnd);
                 }
}

void ConfigUART(unsigned int baud)
{

   TMOD &= 0XF0;
         TMOD |= 0X02; //模式2 ，自動重裝模式
         TH0 = 256 - 11059200 / 12 / baud ;
         
}

void StartRXD()
{
   TL0 = 256 - ((256 - TH0)>>1);
         ET0 = 1;
         TR0 = 1;
         RxdEnd = 0;
         RxdOrTxd = 0;
}

void StartTXD(unsigned  char dat)
{

   TxdBuf = dat;
         TL0 = TH0; //發(fā)送整個數(shù)據(jù)
         ET0 = 1;
         TR0 = 1;
         PIN_TXD = 0;
         TxdEnd = 0;
         RxdOrTxd = 1;
}

void InterruptTimer0() interrupt 1
{
   static unsigned char cnt = 0;
        
         if(RxdOrTxd)
         {
            cnt ++ ;
                  if(cnt <= 8)
                        {
                           PIN _TXD = TxdBuf & 0x01;
                                 TxdBuf >>= 1;
                                 
                        }
                        else if(cnt == 9)
                        {
                          PIN _ TXD = 1;// STOP BIT
                        }
                        else
                        {
                           cnt = 0;
                                 TR0 = 0;
                                 TxdEnd = 1;
                        }
         }
         else //接收狀態(tài)
         {
            if(cnt == 0)
                        {
                           if(!PIN_RXD) // 確認(rèn)是起始位
                                 {
                                    RxdBuf = 0; //接收RxdBuf清空
                                          cnt++;
                                 }
                                 else // 不是低電平，是干擾信號
                                 {
                                    TR0 = 0; //關(guān)中斷
                                 }
                        }
                        else if(cnt <= 8)
                        {
                            RxdBuf >>= 1; //接收數(shù)據(jù)是一位一位的接收
                                  if(PIN_RXD)
                                        {
                                          RxdBuf |= 0x80;
                                        }
                                        cnt ++;
                        }
      else
                        {
                            cnt = 0;
                                  TR0 = 0;
                                  if(PIN_RXD)
                                        {
                                          RxdEnd = 1;            
                                        }
                        }                                
         }

}

對于如下的：              RxdBuf >>= 1;
                                  if(PIN_RXD)
                                        {
                                          RxdBuf |= 0x80;
                                        }
                                        cnt ++;
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沙發(fā)
ID:1078938 發(fā)表于 2023-6-4 20:36 | 只看該作者
沙發(fā)，詳情見下面回復(fù)
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板凳
ID:1078938 發(fā)表于 2023-6-4 20:48 | 只看該作者
我理解如下：
PIN_RXD是接收數(shù)據(jù)的引腳，1就是高，0就是低。
以接收 1010 0101為例子舉例。
1 . 數(shù)據(jù)確定是從起始位開始后，RxdBuf  = 0；
2.1  RxdBuf = 0 ,
       PIN_RXD這時候接收為高電平，RxdBuf |= 1000 0000 ===> RxdBuf = 1000 0000
2.2 PIN_RXD 接收低電平 ，RxdBuf = 0100 0000 (右移了一位)
2.3 PIN_Rxd接收高電平  ， RxdBuff >>=  0010 0000  ==>1010 0000
2.4 PIN_Rxd低， RxdBuf  ==> 0101 0000
2.5 Pin_Rxd為低 ， RxdBuf ==> 0010 1000
2.6 Pin_Rxd高， Rxdbuf ===>1001 0100
2.7 Pin_Rxd低，RxdBuf ===> 0100 1010
2.8 Pin_Rxd高， RxdBuf ==> 1010 0101

3.發(fā)送停止位
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地板
ID:1078938 發(fā)表于 2023-6-4 21:18 | 只看該作者
為何串口發(fā)送1 ，接收81？？

Snipaste_2023-06-04_21-17-35.jpg (166.51 KB, 下載次數(shù): 38)

Snipaste_2023-06-04_21-17-35.jpg
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5#
ID:1078938 發(fā)表于 2023-6-4 22:16 | 只看該作者
用邏輯分析儀抓波形，數(shù)據(jù)傳輸是對的，不理解為何是81？

Snipaste_2023-06-04_22-16-04.jpg (75.74 KB, 下載次數(shù): 31)

Snipaste_2023-06-04_22-16-04.jpg
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6#
ID:624769 發(fā)表于 2023-6-5 00:13 | 只看該作者
你接收程序有問題， 接收到起始位后，要 錯位 半個時間位才能 正確收到數(shù)據(jù)，即要在收到起始位后，經(jīng)過1.3~ 1.5個位 的時間后 才開始接收 第一位數(shù)據(jù)。所以，廣泛會用 3分波特率 或4分波特率方式。
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7#
ID:1078938 發(fā)表于 2023-6-5 00:16 | 只看該作者
但是如果使用51單片機(jī)的串口模塊，發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)是正確的。
#include <reg52.h>

void ConfigUART(unsigned int baud);

void main()
{
         EA = 1;
   ConfigUART(9600);
       
         while(1)
         {
          
         }
}

void ConfigUART(unsigned int baud)
{
   SCON = 0X50; //模式1  REN = 1 ，允許軟件接收
         TMOD &= 0X0F; //定時器1
         TMOD |= 0X20;//模式2
         TH1 = 256 - (11059200/12/32)/baud;
         TL1 = TH1;
         ET1 = 0; //T1只能做波特率發(fā)生器，關(guān)閉定時器1中斷
         TR1 = 1;
         ES = 1; //打開串口中斷
}

void InterruptUART() interrupt 4
{
   if(RI)
         {
           RI = 0;
                 SBUF = SBUF + 1;
         }
         if(TI)
         {
           TI = 0;
         }
}

Snipaste_2023-06-05_00-16-12.jpg (172.64 KB, 下載次數(shù): 30)

Snipaste_2023-06-05_00-16-12.jpg
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8#
ID:1078938 發(fā)表于 2023-6-5 01:30 | 只看該作者
188610329 發(fā)表于 2023-6-5 00:13
你接收程序有問題， 接收到起始位后，要 錯位 半個時間位才能 正確收到數(shù)據(jù)，即要在收到起始位后，經(jīng)過1.3~ ...

接收部分，是從每個比特位的中間部分接收的，不太理解如何從1.3-1.5接收
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9#
ID:213173 發(fā)表于 2023-6-5 06:05 | 只看該作者
哈蘭德 發(fā)表于 2023-6-4 20:48
我理解如下：
PIN_RXD是接收數(shù)據(jù)的引腳，1就是高，0就是低。
以接收 1010 0101為例子舉例。

軟件模擬串口示例
  1. #include "reg51.h"

  3. typedef unsigned char uchar;
  4. typedef unsigned int uint;

  6. sbit RXB = P3^0;         //定義UART TX/RX端口
  7. sbit TXB = P3^1;

  9. uchar TBUF,RBUF;
  10. uchar TDAT,RDAT;
  11. uchar TCNT,RCNT;
  12. uchar TBIT,RBIT;
  13. bit TING,RING;
  14. bit TEND,REND;
  15. uchar t, r;
  16. uchar buf[16];

  18. //初始UART模塊
  19. void UART_INIT()
  20. {
  21.         TING = 0;
  22.         RING = 0;
  23.         TEND = 1;
  24.         REND = 0;
  25.         TCNT = 0;
  26.         RCNT = 0;
  27.         TMOD = 0x02;   //8位自動重載12T模式
  28.         TL1 = 0xE8;                //設(shè)定定時初值(波特率1200)
  29.         TH1 = 0xE8;                //設(shè)定定時器重裝值
  30. //        TMOD = 0x00;   // 16位自動重載模式中的Time0
  31. //        AUXR = 0x80;   // 1T工作模式
  32. //        TL0 = BAUD;
  33. //        TH0 = BAUD>>8; // 初始Time0和設(shè)置重載值
  34.         TR0  = 1;      // tiemr0開始運行
  35.         ET0  = 1;      // 啟用Time0中斷
  36.         PT0  = 1;      // 提高定時中斷優(yōu)先級
  37.         EA   = 1;      // 打開全局中斷開關(guān)
  38. }
  39. //
  40. void main()
  41. {
  42.         UART_INIT();   //初始UART模塊
  43.         while (1)
  44.         {              //用戶功能
  45.                 if (REND)   //接收完成標(biāo)志為真
  46.                 {
  47.                         REND = 0;//接收完成標(biāo)志清0
  48.                         buf[r++ & 0x0f] = RBUF;//保存在緩存中
  49.                 }
  50.                 if (TEND)
  51.                 {
  52.                         if (t != r)
  53.                         {
  54.                                 TEND = 0;
  55.                                 TBUF = buf[t++ & 0x0f];//發(fā)送緩存中數(shù)據(jù)
  56.                                 TING = 1;
  57.                         }
  58.                 }
  59.         }
  60. }
  61. //UART定時器中斷例程
  62. void tm0() interrupt 1 using 1
  63. {
  64.         if (RING)
  65.         {
  66.                 if (--RCNT == 0)
  67.                 {
  68.                         RCNT = 3;                   //重置發(fā)送波特率計數(shù)器
  69.                         if (--RBIT == 0)
  70.                         {
  71.                                 RBUF = RDAT;            //將數(shù)據(jù)保存到RBUF
  72.                                 RING = 0;               //停止接收
  73.                                 REND = 1;               //設(shè)置接收完成標(biāo)志
  74.                         }
  75.                         else
  76.                         {
  77.                                 RDAT >>= 1;
  78.                                 if (RXB) RDAT |= 0x80;  //將RX數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RX緩沖區(qū)
  79.                         }
  80.                 }
  81.         }
  82.         else if (!RXB)
  83.         {
  84.                 RING = 1;                       //設(shè)置開始接收標(biāo)志
  85.                 RCNT = 4;                       //初始接收波特率計數(shù)器
  86.                 RBIT = 9;                       //initial receive bit number (8 data bits + 1 stop bit)
  87.         }                                                                                          //初始接收比特數(shù)（8個數(shù)據(jù)位+ 1個停止位）
  88.         if (--TCNT == 0)
  89.         {
  90.                 TCNT = 3;                       //重置發(fā)送波特率計數(shù)器
  91.                 if (TING)                       //判斷是否發(fā)送
  92.                 {
  93.                         if (TBIT == 0)
  94.                         {
  95.                                 TXB = 0;                //發(fā)送起始位
  96.                                 TDAT = TBUF;            //加載數(shù)據(jù) TBUF 到 TDAT
  97.                                 TBIT = 9;               //initial send bit number (8 data bits + 1 stop bit)
  98.                         }                                                                        //初始發(fā)送比特數(shù)（8個數(shù)據(jù)位+ 1個停止位）
  99.                         else
  100.                         {
  101.                                 TDAT >>= 1;             //將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到CY
  102.                                 if (--TBIT == 0)
  103.                                 {
  104.                                         TXB = 1;
  105.                                         TING = 0;           //停止發(fā)送
  106.                                         TEND = 1;           //設(shè)置發(fā)送完成標(biāo)志
  107.                                 }
  108.                                 else
  109.                                 {
  110.                                         TXB = CY;           //將CY寫入TX端口
  111.                                 }
  112.                         }
  113.                 }
  114.         }
  115. }
復(fù)制代碼
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10#
ID:195496 發(fā)表于 2023-6-5 09:25 | 只看該作者
用硬件接收，看你的狀態(tài)，還沒有完全搞明白串口通信與接收的采樣位關(guān)系。先用硬件串口吧，軟件要實現(xiàn)一時半會你可能調(diào)試不出結(jié)果。
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11#
ID:1064915 發(fā)表于 2023-6-5 10:16 | 只看該作者
有邏輯分析儀，厲害
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12#
ID:1078938 發(fā)表于 2023-6-5 10:32 | 只看該作者
大漠落日 發(fā)表于 2023-6-5 09:25
用硬件接收，看你的狀態(tài)，還沒有完全搞明白串口通信與接收的采樣位關(guān)系。先用硬件串口吧，軟件要實現(xiàn)一時半 ...

就是接收部分的    TL0 = 256 - ((256 - TH0)>>1);  不理解怎么改
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13#
ID:1064915 發(fā)表于 2023-6-5 10:35 | 只看該作者
wulin 發(fā)表于 2023-6-5 06:05
軟件模擬串口示例

TL1 = 0xE8; T0可以用嗎
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14#
ID:1078938 發(fā)表于 2023-6-5 10:39 | 只看該作者
wulin 發(fā)表于 2023-6-5 06:05
軟件模擬串口示例

確實可以，把波特率改為1200就可以。

Snipaste_2023-06-05_14-51-58.jpg (144.69 KB, 下載次數(shù): 50)

Snipaste_2023-06-05_14-51-58.jpg
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15#
ID:123289 發(fā)表于 2023-6-5 10:43 | 只看該作者
【PIN_RXD引腳的高低電平這里是如何控制的？】
由發(fā)送方進(jìn)行控制。
控制的邏輯依據(jù)串行協(xié)議。
接收方由單片機(jī)內(nèi)部嵌入的UART硬件完成，當(dāng)然也會按照同樣的協(xié)議進(jìn)行解碼。
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16#
ID:624769 發(fā)表于 2023-6-5 11:26 來自手機(jī) | 只看該作者
哈蘭德 發(fā)表于 2023-6-5 01:30
接收部分，是從每個比特位的中間部分接收的，不太理解如何從1.3-1.5接收

參考9樓給你的代碼，這是典型的3分波特率，每個位的間隔為3次中斷，收到起始信號時為4個時間中斷，就是從1.333的位置開始接受。
回復(fù)

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17#
ID:1078938 發(fā)表于 2023-6-6 09:43 | 只看該作者
wulin 發(fā)表于 2023-6-5 06:05
軟件模擬串口示例
  1.   if (RING)
  2.         {
  3.                 if (--RCNT == 0)
  4.                 {
  5.                         RCNT = 3;                   //重置發(fā)送波特率計數(shù)器
  6.                         if (--RBIT == 0)
  7.                         {
  8.                                 RBUF = RDAT;            //將數(shù)據(jù)保存到RBUF
  9.                                 RING = 0;               //停止接收
  10.                                 REND = 1;               //設(shè)置接收完成標(biāo)志
  11.                         }
  12.                         else
  13.                         {
  14.                                 RDAT >>= 1;
  15.                                 if (RXB) RDAT |= 0x80;  //將RX數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RX緩沖區(qū)
  16.                         }
  17.                 }
  18.         }
  19.         else if (!RXB)
  20.         {
  21.                 RING = 1;                       //設(shè)置開始接收標(biāo)志
  22.                 RCNT = 4;                       //初始接收波特率計數(shù)器
  23.                 RBIT = 9;                       //initial receive bit number (8 data bits + 1 stop bit)
  24.         }                                                                                          //初始接收比特數(shù)（8個數(shù)據(jù)位+ 1個停止位）
復(fù)制代碼

我的理解：         波特率就是傳輸二進(jìn)制的速率，這里選用的是1200，每秒傳送1200個比特位，1 / 1200 = 833 us，833us傳輸一個比特位。每次溢出后進(jìn)入中斷，代表已經(jīng)時間已經(jīng)達(dá)到一個碼元位，如果向下面理解那么傳輸?shù)谋忍夭粦?yīng)該是對的？？？？

接收代碼的理解：
    1.當(dāng)遇到低電平RXB的時候，代表UART通信開始接收，先把RING = 1 , 比特計數(shù)器RCNT = 4 , 比特數(shù)RBIT = 9。
    2.下次再進(jìn)入中斷，RCNT自動減1，經(jīng)過4次中斷進(jìn)入后，直到RCNT = 0，然后賦值RCNT = 3，比特數(shù)RBT減少一位，這時候認(rèn)為數(shù)據(jù)是有效的，把RXB電平的數(shù)據(jù)記錄到RDAT中。
    3. 每個比特位都需要RCNT減3次后才把RXB的數(shù)據(jù)賦值給RDAT。同時，把RBIT數(shù)據(jù)也減1，直到等于0就代表接收完畢，然后恢復(fù)RING = 0。








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