//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
// UART.C
// 通用模擬串口程序
// 資源需求：一個硬件計數器，兩個I/O口
// 硬件計數器的計數時間設定為三倍波特率
// 定義的兩個I/O口，用于發送和接收，分別用在receive（）和transmit（char）中
// 設立了專門的接收緩沖區，用于存儲接收數據
// 注意：必需根據波特率來設定定時器；
//        每次通信開始必須調用初始化函數init_uart()
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//----------------------------------管腳定義、庫函數聲明-------------------------------------------------
#include <reg51.h>
#include <stdio.h>
//端口定義
sbit RXD3=P1^0;
sbit TXD3=P1^1;
//-----------------------------------------------變量聲明-----------------------------------------------------
#define IN_BUF_SIZE 10           //輸入緩沖區長度定義
#define TRUE 1
#define FALSE 0
static unsigned char inbuf[IN_BUF_SIZE];  //輸入緩沖區
static unsigned char qin = 0;
static unsigned char qout = 0;
static char flag_rx_waiting_for_stop_bit;
static char flag_rx_off;
static char rx_mask;
static char flag_rx_ready;
static char flag_tx_ready;
static char timer_rx_ctr;
static char timer_tx_ctr;
static char bits_left_in_rx;
static char bits_left_in_tx;
static char rx_num_of_bits;
static char tx_num_of_bits;
static char internal_rx_buffer;
static char internal_tx_buffer;
static char user_tx_buffer;
//----------------------------------與硬件有關的函數聲明------------------------------------------------
bit get_rx_pin_status();                       //1.返回接收管腳返回的值（0或1）
void set_tx_pin_high(void);                    //2. 發送管腳置高，輸出1
void set_tx_pin_low();                        //3.發送管腳置低，輸出0
void timer_set();                             //4. 設置定時器的值為波特率的三倍
void set_timer_interrupt();                     //5. 使能定時器中斷
void  idle();                                //6.等待端口輸入時，執行，根據具體應用進行修改
//-----------------------------------聲明與硬件無關的函數-------------------------------------------
void flush_input_buffer( void );                  // 清空接收緩存區
char kbhit( void );                             // 判斷數據是否正常接收
char get_char( void );                          // 從接收緩存區讀出一個數據
void turn_rx_on( void );                        // 啟動接收函數
void turn_rx_off( void );                        // 結束接收函數
extern void put_char( char );                     // 向發送端發送一個數據.
void timer_isr(void);						  //中斷處理函數
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
//  函數名稱：set_tx_pin_high 
//  功能說明： 置串口發送端口為高，與硬件有關 
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void  set_tx_pin_high( void)
 	 {
	 TXD3=1;
	 }
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
//  函數名稱： set_tx_pin_low 
//  功能說明： 置串口發送端口為低，與硬件有關
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void set_tx_pin_low( void)
 	 {
	 TXD3=0;
	 }
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
//  函數名稱：get_rx_pin_status 
//  功能說明： 返回接收端口的狀態，高為1，低為0，與硬件有關
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
bit get_rx_pin_status()
     {
	 return(RXD3);
	 }
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
//  函數名稱： timer_set 
//  功能說明： 設置定時器工作狀態，與硬件有關
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void timer_set()
     {
	  TMOD=0x22;  //定時器1為工作模式2(8位自動重裝)，0為模式2(8位自動重裝) 
       PCON=0x00;
	   TR0=0;        //在發送或接收才開始使用
       TF0=0; 
       TH0=(256-96);  //9600bps 就是 1000000/9600=104.167微秒 執行的timer是
	                 //104.167*11.0592/12= 96 
       TL0=TH0;
       ET0=1;
	  }
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
//  函數名稱： set_timer_interrupt
//  功能說明： 打開定時器中斷允許，與硬件有關
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void set_timer_interrupt()
      {
	   EA=1;
	  }
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
//  函數名稱： IntTimer0
//  功能說明： 定時器中斷函數，與硬件有關，但不做處理，直接調用通用中斷處理函數
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void IntTimer0() interrupt 1
{
  timer_isr();              //調用中斷處理函數
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
//  函數名稱： idle
//  功能說明： 等待定時器中斷時的執行程序，與具體應用有關
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void idle()
      {

	  }
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
//  函數名稱： timer_isr
//  功能說明： 中斷處理函數，與硬件無關，通用函數
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void timer_isr(void)        /*中斷服務程序*/
{
char mask, start_bit, flag_in;
//發送程序
if ( flag_tx_ready )
{
if ( --timer_tx_ctr<=0 )
{
mask = internal_tx_buffer&1;
internal_tx_buffer >>= 1;
if ( mask )
{
set_tx_pin_high();
}
else
{
set_tx_pin_low();
}
timer_tx_ctr = 3;
if ( --bits_left_in_tx<=0 )
{
flag_tx_ready = FALSE;
}
}
}
// 接收程序
if ( flag_rx_off==FALSE )
{
if ( flag_rx_waiting_for_stop_bit )
{
if ( --timer_rx_ctr<=0 )
{
flag_rx_waiting_for_stop_bit = FALSE;
flag_rx_ready = FALSE;
internal_rx_buffer &= 0xFF;
if ( internal_rx_buffer!=0xC2 )
{
inbuf[qin] = internal_rx_buffer;
if ( ++qin>=IN_BUF_SIZE )
{
qin = 0;
}
}
}
}
else                            // rx_test_busy接收忙
{
if ( flag_rx_ready==FALSE )
{
start_bit = get_rx_pin_status();
// 判斷起始位
if ( start_bit==0 )
{
flag_rx_ready = TRUE;
internal_rx_buffer = 0;
timer_rx_ctr = 4;
bits_left_in_rx = 
rx_num_of_bits;
rx_mask = 1;
}
}
else 
{
if ( --timer_rx_ctr<=0 )
{ 
timer_rx_ctr = 3;
flag_in = 
get_rx_pin_status();
if ( flag_in )
{
internal_rx_buffer |= rx_mask;
}
rx_mask <<= 1;
if ( --bits_left_in_rx<=0 )
{
flag_rx_waiting_for_stop_bit = TRUE;
}
}
}
}
}
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
//  函數名稱： init_uart
//  功能說明： 初始化異步串口，與硬件無關，通用函數
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void init_uart( void )
{
flag_tx_ready = FALSE;
flag_rx_ready = FALSE;
flag_rx_waiting_for_stop_bit = FALSE;
flag_rx_off = FALSE;
rx_num_of_bits = 10;
tx_num_of_bits = 10;
set_tx_pin_low();
timer_set();
set_timer_interrupt();               // 使能計時器中斷
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
//  函數名稱： get_char
//  輸入參數： 無
//  輸出參數： ch，接收數據
//  功能說明： 接收一個字節，與硬件無關，通用函數
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
char get_char( void )
{
char ch;
do
{
while ( qout==qin )
{
idle();
}
ch = inbuf[qout] & 0xFF;
if ( ++qout>=IN_BUF_SIZE )
{
qout = 0;
}
}
while ( ch==0x0A || ch==0xC2 );
return( ch );
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
//  函數名稱： put_char
//  功能說明： 接收一個字節，與硬件無關，通用函數
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void put_char( char ch )
{
while ( flag_tx_ready );
user_tx_buffer = ch;
// 喚醒串口
timer_tx_ctr = 3;
bits_left_in_tx = tx_num_of_bits;
internal_tx_buffer = (user_tx_buffer<<1) | 0x200;
flag_tx_ready = TRUE;
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
//  函數名稱： flush_input_buffer
//  功能說明：初始化緩沖區，與硬件無關，通用函數
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void flush_input_buffer( void )
{
qin = 0;
qout = 0;
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
//  函數名稱： kbhit
//  功能說明： 判斷接收指針與發送指針是否相等，與硬件無關，通用函數
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
char kbhit( void )
{
return( qin!=qout );
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
//  函數名稱： turn_rx_on
//  功能說明： 開始接收，與硬件無關，通用函數
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void turn_rx_on( void )
{
flag_rx_off = FALSE;
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------
//  函數名稱： turn_rx_off
//  功能說明： 停止接收，與硬件無關，通用函數
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------
void turn_rx_off( void )
{
flag_rx_off = TRUE;
}