單片機(jī)C語言教程第八課-開關(guān)語句

單片機(jī)C語言教程第八課-開關(guān)語句單片機(jī)C語言教程第八課-開關(guān)語句我們學(xué)習(xí)了條件語句，用多個(gè)條件語句可以實(shí)現(xiàn)多方向條件分支，但是可以發(fā)現(xiàn)使用過多的條件語句實(shí)現(xiàn)多方向分支會(huì)使條件語句嵌套過多，程序冗長(zhǎng)，這樣讀起來也很不好讀。這時(shí)使用開關(guān)語句同樣可以達(dá)到處理多分支選擇的目的，又可以使程序結(jié)構(gòu)清晰。它的語法為下：switch(表達(dá)式)

{

case常量表達(dá)式1:語句1;break;

case常量表達(dá)式2:語句2;break;

case常量表達(dá)式3:語句3;break;

case常量表達(dá)式n:語句n;break;

default:語句

}運(yùn)行中switch后面的表達(dá)式的值將會(huì)做為條件，與case后面的各個(gè)常量表達(dá)式的值相對(duì)比，如果相等時(shí)則執(zhí)行后面的語句，再執(zhí)行break（間斷語句）語句，跳出switch語句。如果case沒有和條件相等的值時(shí)就執(zhí)行default后的語句。當(dāng)要求沒有符合的條件時(shí)不做任何處理，則可以不寫default語句。

在上面的課程中我們一直在用printf這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的C輸出函數(shù)做字符的輸出，使用它當(dāng)然會(huì)很方便，但它的功能強(qiáng)大，所占用的存儲(chǔ)空間自然也很大，要1K左右字節(jié)空間，如果再加上scanf輸入函數(shù)就要達(dá)到2K左右的字節(jié)，這樣的話如果要求用2K存儲(chǔ)空間的芯片時(shí)就無法再使用這兩個(gè)函數(shù)，例如AT89C2051。在這些小項(xiàng)目中，通常我們只是要求簡(jiǎn)單的字符輸入輸出，這里以筆者發(fā)表在《無線電雜志》的一個(gè)簡(jiǎn)單的串口應(yīng)用實(shí)例為例，一來學(xué)習(xí)使用開關(guān)語句的使用，二來簡(jiǎn)單了解51芯片串口基本編程。這個(gè)實(shí)例是用PC串口通過上位機(jī)程序與由AT89C51組成的下位機(jī)相通訊，實(shí)現(xiàn)用PC軟件控制AT89C51芯片的IO口，這樣也就可以再通過相關(guān)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制(這里是控制繼電器)。在筆者的網(wǎng)站還可以查看相關(guān)文章。所使用的硬件還是用回我們以上課程中做好的硬件，以串口和PC連接，用LED查看實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。下面是源代碼。

/*----------------------------------------

CDLE-J20_Main.cPC串口控制IO口電路

可以用字符控制和讀取IO口

簡(jiǎn)單版本V2.0

更加好的單片機(jī)版本和PC控制軟件和DLL動(dòng)態(tài)庫

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pnzwzw@

----------------------------------------*/#includestaticunsignedchardataCN[4];

staticunsignedchardataCT;

unsignedcharTS[8]={254,252,248,240,224,192,128,0};voidmain(void)

{

voidInitCom(unsignedcharBaudRate);

voidComOutChar(unsignedcharOutData);

voidCSToOut(void);

voidCNToOut(void);

unsignedinta;CT=0;//接收字符序列

CN[0]=0;

CN[1]=51;

CN[2]=51;

CN[3]=0;

InitCom(6);//設(shè)置波特率為96001-8波特率300－57600

EA=1;

ES=1;//開串口中斷

do

{

for(a=0;a<30000;a++)

P3_6=1;

for(a=0;a<30000;a++)//指示燈閃動(dòng)

P3_6=0;

}

while(1);

}

//串口初始化晶振為11.0592M方式1波特率300－57600

voidInitCom(unsignedcharBaudRate)

{

unsignedcharTHTL;

switch(BaudRate)

{

case1:THTL=64;break;//波特率300

case2:THTL=160;break;//600

case3:THTL=208;break;//1200

case4:THTL=232;break;//2400

case5:THTL=244;break;//4800

case6:THTL=250;break;//9600

case7:THTL=253;break;//19200

case8:THTL=255;break;//57600

default:THTL=208;

}

SCON=0x50;//串口方式1,允許接收

TMOD=0x20;//定時(shí)器1定時(shí)方式2

TCON=0x40;//設(shè)定時(shí)器1開始計(jì)數(shù)

TH1=THTL;

TL1=THTL;

PCON=0x80;//波特率加倍控制,SMOD位

RI=0;//清收發(fā)標(biāo)志

TI=0;

TR1=1;//啟動(dòng)定時(shí)器

}//向串口輸出一個(gè)字符（非中斷方式）

voidComOutChar(unsignedcharOutData)

{

SBUF=OutData;//輸出字符

while(!TI);//空語句判斷字符是否發(fā)完

TI=0;//清TI

}//串口接收中斷

voidComInINT(void)interrupt4using1

{

if(RI)//判斷是不是收完字符

{

if(CT>3)

{

CT=0;//收完一組數(shù)據(jù)，序列指針清零

CN[0]=0;

CN[1]=51;

CN[2]=51;

CN[3]=0;

}

CN[CT]=SBUF;

CT++;

RI=0;//RI清零

if(CN[0]==0x61&&CN[3]==0x61)//用aXXa的簡(jiǎn)單方式保證接收的可靠性，可以滿足業(yè)余的要求

{//a也可以為板下的ID號(hào)，在同一個(gè)串行口上可以掛上一塊以上的板

CSToOut();//收到的數(shù)據(jù)格式正確時(shí)，調(diào)用控制輸出函數(shù)

}//要想更為可靠的工作則要用到數(shù)據(jù)檢驗(yàn)和通訊協(xié)議

}

}//根據(jù)全局變量輸出相應(yīng)的控制信號(hào)

voidCSToOut(void)

{

unsignedchardataa;

unsignedintdatab;

switch(CN[1])//aXXa的格式定義是第一個(gè)X為端口,0為P0，1為P1，2為P2，3為關(guān)閉所有（同時(shí)要第2個(gè)X為3，XX＝33）

{//XX＝44為測(cè)試用，5為讀取端口狀態(tài)，大于5則為無效數(shù)據(jù)，

case0://第一個(gè)X小于3時(shí)，第二個(gè)X為要輸出的數(shù)據(jù)。

P0=CN[2];

CNToOut();

break;

case1:

P1=CN[2];

CNToOut();

break;

case2:

P2=CN[2];

CNToOut();

break;

case3:

P0=0xFF;

P1=0xFF;

P2=0xFF;

CNToOut();

break;

case4:

P0=0xFF;

P1=0xFF;

P2=0xFF;

for(a=0;a<8;a++)

{

P0=TS[a];

for(b=0;b<50000;b++);

}

P0=0xFF;

for(a=0;a<8;a++)

{

P1=TS[a];

for(b=0;b<50000;b++);

}

P1=0xFF;

for(a=0;a<4;a++)

{

P2=TS[a];

for(b=0;b<50000;b++);

}

P2=0xFF;

CNToOut();

break;

case5://根據(jù)CN[2]返回所要讀取的端口值

switch(CN[2])

{

case0:

ComOutChar(CN[0]);

ComOutChar(CN[1]);

ComOutChar(P0);

ComOutChar(CN[3]);

break;

case1:

ComOutChar(CN[0]);

ComOutChar(CN[1]);

ComOutChar(P1);

ComOutChar(CN[3]);

break;

case2:

ComOutChar(CN[0]);

ComOutChar(CN[1]);

ComOutChar(P2);

ComOutChar(CN[3]);

break;

case3:

ComOutChar(CN[0]);

ComOutChar(CN[1]);

ComOutChar(P3);

ComOutChar(CN[3]);

break;

}

break;

}

}voidCNToOut(void)

{

ComOutChar(CN[0]);

ComOutChar(CN[1]);

ComOutChar(CN[2]);

ComOutChar(CN[3]);

}代碼中有多處使用開關(guān)語句的，使用它對(duì)不同的條件做不同的處理，如在CSToOut函數(shù)中根據(jù)CN[1]來選擇輸出到那個(gè)IO口，如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(dāng)然它們的效果沒有太大的差別（在不考慮編譯后的代碼執(zhí)行效率的情況下）。

在這段代碼其主要的作用就是通過串口和上位機(jī)軟件進(jìn)行通訊，跟據(jù)上位機(jī)的命令字串，對(duì)指定的IO端口進(jìn)行讀寫。InitCom函數(shù)，原型為voidInitCom(unsignedcharBaudRate)，其作用為初始化串口。它的輸入?yún)?shù)為一個(gè)字節(jié)，程序就是用這個(gè)參數(shù)做為開關(guān)語句的選擇參數(shù)。如調(diào)用InitCom(6),函數(shù)就會(huì)把波特率設(shè)置為9600。當(dāng)然這段代碼只使用了一種波特率，可以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(huì)問函數(shù)中的SCON，TCON，TMOD，SCOM等是代表什么？它們是特殊功能寄存器，在以前也略提到過，51芯片的特殊功能寄存器說明可以參看附錄二的'AT89C51特殊功能寄存器列表'，在這里簡(jiǎn)單的說說串口相關(guān)的硬件設(shè)置。

SBUF數(shù)據(jù)緩沖寄存器這是一個(gè)可以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(fā)中，都只是使用到同一個(gè)寄存器SBUF？而不是收發(fā)各用一個(gè)寄存器?！睂?shí)際上SBUF包含了兩個(gè)獨(dú)立的寄存器，一個(gè)是發(fā)送寄存，另一個(gè)是接收寄存器，但它們都共同使用同一個(gè)尋址地址－99H。CPU在讀SBUF時(shí)會(huì)指到接收寄存器，在寫時(shí)會(huì)指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，這樣可以避免接收中斷沒有及時(shí)的被響應(yīng)，數(shù)據(jù)沒有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來，而造成的數(shù)據(jù)重疊問題。發(fā)送器則不需要用到雙緩沖，一般情況下我們?cè)趯懓l(fā)送程序時(shí)也不必用到發(fā)送中斷去外理發(fā)送數(shù)據(jù)。操作SBUF寄存器的方法則很簡(jiǎn)單，只要把這個(gè)99H地址用關(guān)鍵字sfr定義為一個(gè)變量就可以對(duì)其進(jìn)行讀寫操作了，如sfrSBUF=0x99;當(dāng)然你也可以用其它的名稱。通常在標(biāo)準(zhǔn)的reg51.h或at89x51.h等頭文件中已對(duì)其做了定義，只要用#include引用就可以了。

SCON串行口控制寄存器通常在芯片或設(shè)備中為了監(jiān)視或控制接口狀態(tài)，都會(huì)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(gè)可以位尋址的寄存器，作用就是監(jiān)視和控制51芯片串行口的工作狀態(tài)。51芯片的串口可以工作在幾個(gè)不同的工作模式下，其工作模式的設(shè)置就是使用SCON寄存器。它的各個(gè)位的具體定義如下：（MSB）（LSB）SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI表8－1串行口控制寄存器SCON

SM0、SM1為串行口工作模式設(shè)置位，這樣兩位可以對(duì)應(yīng)進(jìn)行四種模式的設(shè)置?？幢?－2串行口工作模式設(shè)置。SM0SM1模式功能波特率000同步移位寄存器fosc/120118位UART可變1029位UARTfosc/32或fosc/641139位UART可變表8－2串行口工作模式設(shè)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，有興趣的朋友可以找相關(guān)的硬件資料查看。表中的fosc代表振蕩器的頻率，也就是晶振的頻率。UART為(UniversalAsynchronousReceiver）的英文縮寫。

SM2在模式2、模式3中為多處理機(jī)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(shí)串口允許接收，置0時(shí)禁止接收。REM是由軟件置位或清零。如果在一個(gè)電路中接收和發(fā)送引腳P3.0,P3.1都和上位機(jī)相連，在軟件上有串口中斷處理程序，當(dāng)要求在處理某個(gè)子程序時(shí)不允許串口被上位機(jī)來的控制字符產(chǎn)生中斷，那么可以在這個(gè)子程序的開始處加入REM=0來禁止接收，在子程序結(jié)束處加入REM=1再次打開串口接收。大家也可以用上面的實(shí)際源碼加入REM=0來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

TB8發(fā)送數(shù)據(jù)位8，在模式2和3是要發(fā)送的第9位。該位可以用軟件根據(jù)需要置位或清除，通常這位在通信協(xié)議中做奇偶位，在多處理機(jī)通信中這一位則用于表示是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。

RB8接收數(shù)據(jù)位8，在模式2和3是已接收數(shù)據(jù)的第9位。該位可能是奇偶位，地址/數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)位。在模式0中，RB8為保留位沒有被使用。在模式1中，當(dāng)SM2=0，RB8是已接收數(shù)據(jù)的停止位。

TI發(fā)送中斷標(biāo)識(shí)位。在模式0，發(fā)送完第8位數(shù)據(jù)時(shí)，由硬件置位。其它模式中則是在發(fā)送停止位之初，由硬件置位。TI置位后，申請(qǐng)中斷，CPU響應(yīng)中斷后，發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。在任何模式下，TI都必須由軟件來清除，也就是說在數(shù)據(jù)寫入到SBUF后，硬件發(fā)送數(shù)據(jù)，中斷響應(yīng)（如中斷打開），這時(shí)TI=1，表明發(fā)送已完成，TI不會(huì)由硬件清除，所以這時(shí)必須用軟件對(duì)其清零。

RI接收中斷標(biāo)識(shí)位。在模式0，接收第8位結(jié)束時(shí)，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(qǐng)中斷，要求CPU取走數(shù)據(jù)。但在模式1中，SM2=1時(shí)，當(dāng)未收到有效的停止位，則不會(huì)對(duì)RI置位。同樣RI也必須要靠軟件清除。

常用的串口模式1是傳輸10個(gè)位的，1位起始位為0,8位數(shù)據(jù)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(shí)器1或定時(shí)器2的定時(shí)值（溢出速率）。AT89C51和AT89C2051等51系列芯片只有兩個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器0和定時(shí)器1，而定時(shí)器2是89C52系列芯片才有的。

波特率在使用串口做通訊時(shí)，一個(gè)很重要的參數(shù)就是波特率，只有上下位機(jī)的波特率一樣時(shí)才可以進(jìn)行正常通訊。波特率是指串行端口每秒內(nèi)可以傳輸?shù)牟ㄌ匚粩?shù)。有一些初學(xué)的朋友認(rèn)為波特率是指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，如標(biāo)準(zhǔn)9600會(huì)被誤認(rèn)為每秒種可以傳送9600個(gè)字節(jié)，而實(shí)際上它是指每秒可以傳送9600個(gè)二進(jìn)位，而一個(gè)字節(jié)要8個(gè)二進(jìn)位，如用串口模式1來傳輸那么加上起始位和停止位，每個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)就要占用10個(gè)二進(jìn)位，9600波特率用模式1傳輸時(shí)，每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)是9600÷10＝960字節(jié)。51芯片的串口工作模式0的波特率是固定的，為fosc/12，以一個(gè)12M的晶振來計(jì)算，那么它的波特率可以達(dá)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(shí)器1或2（52芯片）的溢出速率。那么我們?cè)趺慈ビ?jì)算這兩個(gè)模式的波特率設(shè)置時(shí)相關(guān)的寄存器的值呢？可以用以下的公式去計(jì)算。波特率＝（2SMOD÷32）×定時(shí)器1溢出速率上式中如設(shè)置了PCON寄存器中的SMOD位為1時(shí)就可以把波特率提升2倍。通常會(huì)使用定時(shí)器1工作在定時(shí)器工作模式2下，這時(shí)定時(shí)值中的TL1做為計(jì)數(shù)