通用同步和异步串行接收器和转发器(usart).txt

USART在单片机里的通用c程序

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;* 子程序名:          USART_AINT.asm
;* 程序名称:          通用同步和异步串行接收器和转发器(USART)
;*                    异步中断接收和发送通信程序
;* 版本:              1.0
;* 适用 MCU 型号:     ＡＶＲ所有型号
;* 使用资源:          r5,r6,r16,r17,r18,r19,r20,r28,r29,r30,r31
;*                    定时器／计数器０（溢出中断）
;*
;* 程序功能:        
;* 　　本程序是通用同步和异步串行接收器和转发器(USART)在异步状态下使用中断
;* 方式进行全双工接收和发送数据的通信程序。共包括下面列表中这四个子程序。这
;* 四个子程序的具体使用方法请参考各自的说明。
;* ┏───────────┳───────────────────────┓
;* ┃      子程序名称      ┃                子程序功能描述                ┃
;* ┣───────────╋───────────────────────┫
;* ┃    USART_AINT_INI    ┃      USART 异步通信中断接收和发送初始化      ┃
;* ┣───────────╋───────────────────────┫
;* ┃    USART_INT_ACOM    ┃USART 异步通信中断接收与发送协议命令和数据处理┃
;* ┣───────────╋───────────────────────┫
;* ┃     USART_RXCINT     ┃       USART 异步通信接收结束中断处理         ┃
;* ┣───────────╋───────────────────────┫
;* ┃    USART_TXDREINT    ┃   USART 异步通信数据寄存器空中断发送处理     ┃
;* ┗───────────┻───────────────────────┛
;* 
;* 注意：
;* 　　①.r5 (USARTAI_RXNum)《接收作业次数寄存器》和 r6 (USARTAI_TXNum)
;* 《发送作业次数寄存器》为全局寄存器变量，不得被其他程序使用，否则将导致接收
;* 和发送的数据错误。
;* 　　②.本程序共使用了３个中断向量，需在主程序中设置其中断向量转移地址，分
;* 别为如下具体设置：
;* ┏─────────────┳───────┳─────────────┓
;* ┃       中断名称           ┃ 中断向量地址 ┃       中断处理程序       ┃
;* ┣─────────────╋───────╋─────────────┫
;* ┃   USART 接收结束中断     ┃   URXCaddr   ┃       USART_RXCINT       ┃
;* ┣─────────────╋───────╋─────────────┫
;* ┃  USART 数据寄存器空中断  ┃   UDREaddr   ┃      USART_TXDREINT      ┃
;* ┣─────────────╋───────╋─────────────┫
;* ┃    Ｔ／Ｃ０溢出中断      ┃   OVF0addr   ┃     TC0_Timer_OVFINT     ┃
;* ┗─────────────┻───────┻─────────────┛
;*
;* 通信协议：
;* 　　①.每次进行接收和发送的作业时均以协议命令来决定下一步操作方式，关于通信
;* 协议命令的约定方法请见下述详细说明和命令字符串的具体定义。接收和发送的命令
;* 的数据字节长度固定为 10 个字节，其格式定义如下：COM（命令起始标识字符串）+
;* 设备编号（4 个字节）+ 命令字（3 个字节）。
;* 　　②.接收或发送的数据帧格式:“8 个数据位, 1 个停止位，使用奇校验”。注：如
;* 需更改本程序的数据帧格式可在“USART_AINT_INI”子程序中进行修改。
;* 　　③.本程序约定双方通信的波特率为“ 115.2 Kbps ”。注：如需更改本程序的通
;* 信波特率可在“波特率(bps)常数定义”中进行设置，但双方通信的波特率受定时器／
;* 计数器０定时时间的约束，如果要修改最小双方通信波特率，则需修改定时器／计数器
;* ０的定时时间（减小最小波特率需延长定时时间，增大则缩短定时时间）。定时器／计
;* 数器０的定时时间应略大于在约定双方通信的波特率下接收完 255 个字节所用的时间
;* 总和，也不宜取得过大，过大则影响双方通信的速度。
;* 　　④.接收和发送的数据时均以［命令＞数据,命令＞数据……］形式为作业方式进行
;* 通信，但接收和发送的命令时可以任意形式进行通信。对于接收和发送的数据的校验方
;* 法采用循环冗余检测（CRC）校验法，接收和发送的双方必须采用相同的校验算法，具
;* 体的检测校验算法请参考子程序“Data_CRC_2Byte”中的具体说明。
;* 　　⑤.每次接收和发送的数据总长度均不超过 255 个字节。而且每次接收或发送数据
;* 的第一个字节为本次接收或发送的数据长度字符，最后两个字节为循环冗余检测校验字
;* 节，因此每次接收和发送的有效数据长度均不得超过 252 个字节。，其计算公式如下：
;* 数据长度数值 ＝ 有效数据字节长度 ＋ 3（ 1 个长度字符本身 ＋ 2 个校验字节）
;* 　　⑥.在发送数据前要向对方先发送一请求发送数据命令字符串“COMXXXXATX”，等待
;* 对方回应一允许发送命令字符串“COMXXXXYET”的握手信号后，方可接着进行发送数据。
;* 　　⑦.当接收到的数据或命令有错误时，可向对方发送要求重新发送命令字符串“CO
;* MXXXXRPT”，要求对方重新发送。对方在接收到此命令字符串后，依据上次发送的作业
;* 类型来重新发送数据或命令。对于接收到的数据经循环冗余检测校验错误后，也可使用
;* 重新发送一次允许发送命令字符串“COMXXXXYET”来要求对方重新发送数据。
;* 　　⑧.当接收到的数据（不包括命令）经循环冗余检测校验正确后，必须向对方发送
;* 一接收数据正确命令字符串“COMXXXXOKD”，来结束本次接收数据操作。如果对方不发
;* 送收到此命令字符串“COMXXXXOKD”错误的信息（即发回“COMXXXXRPT”），不允许多
;* 次发送此命令字符串，否则将导致接收数据错误。
;* 　　⑨.本程序通信协议命令还包括了下面三个协议命令字符串，具体用法如下述：
;* “COMXXXXSTD”［要求对方发送指定数据］，此命令用于启动双方对指定数据的收发
;* 操作。
;* “COMXXXXRII”［要求对方重新初始化 USART 端口状态］，此命令用于当通信协议命令
;* 混乱，致使收发作业操作无法正常运行时，向对方发出从头再重新开始收发作业请求。
;* 此命令也可用于双方开始通信前向对方发送开始通信命令使用，使双方的 USART 端口
;* 均处于起始状态。
;* “COMXXXXYRI”［重新初始化 USART 端口状态完成］，此命令用于通知对方，我方己可
;* 以从头再重新开始收发作业。
;* 　　⑩.“COMXXXXCIT”［从 USART 端口传送控制操作指令］，此命令用于通知对方下
;* 面接着发送的数据为控制操作指令字符串，其字符串的第一个字节也为数据长度字符，
;* 但字符串的数值有无 CRC 校验码都可以，有 CRC 校验码时长度值相应也加 2 个。发送
;* 和回应控制操作指令字符串的通信协议遵循发送数据方式。接收方在收到控制操作指令
;* 字符串后，可能会发回三种回应协议命令：
;* ⑴.无法正确识别控制操作指令字符串的内容，表示接收到的指令错误或受到干扰，将
;*    发回要求对方重新发送命令字符串“COMXXXXRPT”。
;* ⑵.己经完成了控制操作指令字符串的内容指定的操作程序，将发回接收数据正确命令
;*    字符串“COMXXXXOKD”。
;* ⑶.控制操作指令字符串的内容为要求向其发送指定的数据，将发回请求发送数据命令
;*    字符串“COMXXXXATX”。
;* 
;* 注释:　
;* 　　①.定时器／计数器０用于约束接收作业全部完成（指从接收第一个数据到最后一
;* 个数据之间）的时间范围，如果在规定的时间内没有接收作业全部完成，则强制结束
;* 此次接收作业，以便下次接收作业正确操作。其定时时间应略大于在约定双方通信的
;* 波特率下接收完 256 个字节所用的时间总和。
;* 　　②.当收发命令字符串“COMXXXXRPT”超过 16 次时，即双方接收和发送无论是数
;* 据还是协议命令只要其错误总次数超过 16 次，那么就认为双方通信处于不同步状态，
;* 或通信协议命令混乱。系统将会首先重新初始化本身的 USART 端口状态和数据处理状
;* 态，然后向对方发送要求对方重新初始化 USART 端口状态命令字符串“COMXXXXRII”，
;* 以使双方通信重新处于同步状态。
;* 
;* 编作者:            
;* 编作者 E-Mail:     [e-mail]
;* 编制日期:          2004年12月18日
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;* 指令条数:          1398 + return
;* 指令执行周期:      0 + return
;* 低位寄存器使用:    2 (r5,r6)（注：此两个为全局寄存器变量，不得被其他程序使用）
;* 高位寄存器使用:    5 (r16,r17,r18,r19,r20)
;* 指针寄存器使用:    Y,Z
;*
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;******** 本程序需调用的子程序定义:

.include   "DataCheck_CRC2B.asm"    ;包括２字节数据循环冗余检测校验子程序


;******** 依据硬件设置需修改的 SRAM 存储地址定义:

.equ    USARTAI_TXCOM  = $0070      ;发送命令作业标志
.equ    DataUPD_TXALW  = $0071      ;允许更新发送数据标志
.equ    USARTAI_TXEnd  = $0072      ;发送作业全部结束标志
.equ    USARTAI_TXAPL  = $0074      ;发送地址指针低字节
.equ    USARTAI_TXAPH  = $0075      ;发送地址指针高字节
.equ    USARTAI_TXCOA  = $0076      ;首个发送命令字符地址
                                      ;要再占用往下的 10 个字节位置
.equ    USARTAI_TXDAA  = $0080      ;首个发送数据地址
                                      ;要再占用往下的 255 个字节位置

.equ    USARTAI_RXCOM  = $0182      ;接收命令作业标志
.equ    DataUPD_RXALW  = $0183      ;允许处理接收数据标志
.equ    USARTAI_RXUPD  = $0184      ;接收作业己更新标志
.equ    USARTAI_RXEnd  = $0185      ;接收作业全部结束标志
.equ    USARTAI_RXAPL  = $0186      ;接收作业地址指针低字节
.equ    USARTAI_RXAPH  = $0187      ;接收作业地址指针高字节
.equ    USARTAI_RXCOA  = $0188      ;首个接收命令字符地址
                                      ;要再占用往下的 10 个字节位置
.equ    USARTAI_RXDAA  = $0192      ;首个接收数据地址
                                      ;要再占用往下的 255 个字节位置

.equ    USARTAI_ERRNum = $0293      ;USART 发生收发错误次数计数器
.equ    USARTAI_T0VNum = $0294      ;定时器／计数器０溢出次数计数器


;*** 波特率(bps)常数定义:
;下面波特率设置以单片机的时钟＝ 11.0592 MHz ，且不打开倍速的条件下进行定义。
;波特率(bps) = 115.2 Kbps，误差 = 0.0%
.equ    USARTAI_UBRRL  = $05
.equ    USARTAI_UBRRH  = 0

;*** 定时器／计数器０定时 2 秒常数定义:
;下面定时器／计数器０定时参数设置以单片机的时钟＝ 11.0592 MHz ，且定时器／计数
;器０的预分频因子 ＝ 1024 进行的条件下定义。其计算公式如下：
;定时时间 = 1 ÷ 单片机的时钟频率 × 1024 × USARTAI_T0CNT × USARTAI_T0Num
.equ    USARTAI_T0CNTI = $80        ;定时器／计数器０计数预定比例值
.equ    USARTAI_T0NumI = $03        ;定时器／计数器０溢出次数值


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;* 通用同步和异步串行接收器和转发器(USART)异步中断接收和发送通信程序：
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;* “USART_AINT_INI” --- USART 异步通信中断接收和发送初始化子程序
;*
;* “USART_RXCINT”------ USART 异步通信接收结束中断处理子程序。
;*
;* “USART_TXDREINT”---- USART 异步通信数据寄存器空中断发送处理子程序。
;*
;* “USART_INT_ACOM”---- USART 异步通信中断接收与发送协议命令和数据处理子程序
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;******** 全局程序寄存器变量定义（不得被其他程序使用）:
.def    USARTAI_RXNum  = r5         ;接收作业次数寄存器
.def    USARTAI_TXNum  = r6         ;发送作业次数寄存器


;******** 本程序寄存器变量定义:

.def    USARTAI_TEMP   = r16        ;暂存寄存器
.def    USARTAI_TEMP2  = r17        ;暂存寄存器２
.def    USARTAI_TEMP3  = r18        ;暂存寄存器３


;******** 本程序常数定义:

.equ    USARTAI_TCOMI  = $e0        ;发送命令作业标志值(11100000)
.equ    DataUPD_TALWI  = $c0        ;允许更新发送数据标志值(11000000)
.equ    USARTAI_TEndI  = $f0        ;全部数据发送结束标志值(11110000)
.equ    USARTAI_RCOMI  = $07        ;接收命令作业标志值(00000111)
.equ    DataUPD_RALWI  = $03        ;允许处理接收数据标志值(00000011)
.equ    USARTAI_RUPDI  = $0a        ;接收作业己更新标志值(00001010)
.equ    USARTAI_REndI  = $0f        ;全部数据接收结束标志值(00001111)
.equ    USARTAI_ENALWI = $10        ;允许 USART 发生收发错误次数值(16次)
.equ    USARTAI_CMATNI = $0a        ;收发命令的字符串总长度数值(10个)
.equ    USARTAI_CMANI  = $03        ;收发命令的有效字符串长度数值(3个)


;******** 程序指令代码清单:

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;* USART 异步通信中断接收和发送初始化子程序　－　“USART_AINT_INI”
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;* 说明：
;* 　　本子程序用于初始化 USART 异步中断接收和发送通信。本初始化子程序只打开了
;* USART 的中断接收功能，没有打开中断发送功能。
;* 　　本子程序只需在主程序中运行一次即可。除非释放 RXD 与 TXD 引脚功能作为其
;* 他用途，如要再使用 USART 通信则需在主程序中再运行一次本子程序。
;*
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USART_AINT_INI:
    push ZL                         ;压入寄存器中的数值到堆栈
    push ZH
    in ZL,SREG                      ;压状态寄存器中的标志值到堆栈
    push ZL
    ldi ZL,USARTAI_TEndI            ;置发送作业全部结束标志值
    sts USARTAI_TXEnd,ZL
    ldi ZL,USARTAI_TCOMI            ;置发送命令作业标志值，首次发送一定为
    sts USARTAI_TXCOM,ZL              ;请求向对方发送或允许对方发送命令
    clr ZL                          ;清除允许更新发送数据标志
    sts DataUPD_TXALW,ZL
    ldi ZL,USARTAI_REndI            ;置接收作业全部结束标志值
    sts USARTAI_RXEnd,ZL
    ldi ZL,USARTAI_RCOMI            ;置接收命令作业标志值，首次接收一定为
    sts USARTAI_RXCOM,ZL              ;对方请求发送或对方允许发送命令 
    clr ZL                          ;清除接收作业己更新标志