简介：static从英文上翻译是静态的意思，在C语言中static所起的作用也正是静态。对于局部变量而言，其作用域是局部的如某一子函数体，程序在每次执行时调用该子函数时，其声明的局部变量都会重新赋值。那如果我们想让程序在调用该子函数时，其声明的某个局部变量的......

static从英文上翻译是静态的意思，在C语言中static所起的作用也正是静态。对于局部变量而言，其作用域是局部的如某一子函数体，程序在每次执行时调用该子函数时，其声明的局部变量都会重新赋值。那如果我们想让程序在调用该子函数时，其声明的某个局部变量的值，保留上次该子函数被调用结束时的值，那么就需要在变量声明时前置static。可以这么理解，对于静态的局部变量，其占用的内存空间在程序执行时是一直都存在的（静态的本质）。当然即使是静态局部变量，其作用域仅限于该子函数。

讲到这里，大家应该对上一节的全局变量还有印象，全局变量的作用域自变量声明开始至代码段结束，而且全局变量的值本身就是保留上次程序执行结束后的值。那么如果在全局变量声明时加上static，这个时候我们说静态全局变量具有本地属性，即该全局变量只在所处的源代码文件中有效，而不能被其他源文件的函数调用。这里简单提下，在这一阶段我们的代码量很少，全局变量用不到static属性，因为一个源文件就可以了。当然在实际项目中情况就不同了，一个完整的工程文件会包含若干个头文件和源文件，比如函数的声明和变量的声明放在头文件中，若干个功能实现的代码拆分成相应的源文件等。

好了现在开始讲讲单片机控制8段数码管的显示，数码管实物如图所示（图片所示位4位数码管，市场上的位数都可定制）。不管几位的数码管连接在一起，其显示的原理是一样的，靠内部的发光二极管点亮相应的段数，就能显示不同的数字。如图所示，a~g和dp小数点位构成了数码管的8段显示，对于共阴极数码管而言，要使得某一发光二极管比如a点亮，那么就需要a端高电平才有效；而对于共阳极数码管而言则刚好相反，a端低电平时a发光二极管才能点亮。

本节我们采用共阳极数码管作为讲解的对象，首先得解决一个问题那就是要显示的数字和字母的编码，运用proteus仿真软件搭建原理图，其中a~g以及dp依次对应单片机P0口的0~7位。

若要显示“0”，那么a~f要点亮，而g和小数点dp要熄灭，也就是说a~f端口低电平而g、dp端口高电平即显示数字0，此时单片机P0口的值为二进制1100 0000（十六进制0xC0），从上图的仿真结果也验证了这一点。

明白了编码的原理，结合原理图我们就可以列出数码管显示数字0~9以及英文字母A~F，对应的P0口电平状态即编码了，结果如下：

到这里我们可以正式开始写代码了，实现间隔1s数码管循环显示数字0~F以及英文字母A~F。

#include //包含头文件

#define uint unsigned int //宏定义，C语言预处理，下一节再讲

#define uchar unsigned char

void delayxms(uint xms); //函数声明，告诉编译器函数的参数类型和返回值

code uchar LED_CODE[] = {0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,

0x80,0x90,0x88,0x83,0xA7,0xA1,0x86,0x8E};//C语言数组，索引从0开始

//code关键词的作用，使得该数组不占用内存空间，而是直接分配到程序空间中

void delayxms(uint xms) //延时函数

{

uint i,j = 0;

for(i=xms;i>0;i--) //通过for循环嵌套，实现xms延时

for(j=110;j>0;j--);

}

void main()

{

uchar i = 0; //局部变量

while(1)

{

for(i = 0; i

{

P0 = LED_CODE; //P0口的电平状态通过数组赋值

delayxms(1000); //延时1s

}

}

}

来源：畅学电子网

中断

单片机CPU在处理某一事件A时，发生了另一事件B请求CPU迅速去处理（中断发生）；CPU暂时中断当前的工作，转去处理事件B（中断响应和中断服务）；待CPU将事件B处理完毕后，再回到原来事件A被中断的地方继续处理事件A（中断返回），这一过程称为中断。

例如,当你正在洗衣时，突然手机响了（中断发生），你暂时中断洗衣的工作，转去接电话（中断响应和中断服务），待你接完后，再回来继续洗衣（中断返回），这一过程就是中断。

单片机中断分为内部中断和外部中断两大类，外部中断由单片机外部设备产生，中断产生后通过单片机的外部管脚传递给单片机，传递这个中断信号最简单的方法就是 规定单片机的管脚在什么状态下有外部中断产生，这样单片机通常是有一个或多个IO口，当在输入状态时可以用来检测外部中断信号。

有外部中断产生的条件通常也 就是这五种：IO口输入为高、IO口输入为低、IO口输入由高变为低、IO口输入由低变为高、IO口输入由高变低或者由低变高。

一个连接到 单片机的外部设备，如果想要使用单片机的外部中断，就必须在自己请求单片机中断响应的时候给单片机提供单片机在这五种信号中所支持的类型来触发单片机中 断。程序运转中，一个中断不是只产生一次，一般都会间隔持续产生，这五种外部中断触发信号前四种都有一个问题，就是外设发出请求中断信号后如果信号请求线 状态不改变，外设会无法向单片机提供下一次中断请求信号。让我们来看看以单片机和外部设备采用负跳变触发中断为例的触发情况。

外部设备以负跳变触发单片机中断，第一次中断请求外部设备的中断请求输出脚可以从高变低，触发单片机中断，第一次中断请求发生后中断请求脚保持输出低，外部设备无法产生第二次中断的触发负跳变信号。

将外部设备的中断请求信号做出修改，原来为需要中断时只是输出从高到低变化，现在改为输出先从高变到低，经过一小段时间后自己从低变回高，这样就可以每次需要中断时都能向单片机输出负跳变触发信号。

或者是由外部设备提供某种接口，单片机通过该接口可以对外部设备进行中断清除操作，中断清除操作可以让外部设备的中断请求输出脚恢复到高。

外部中断触发还有一些特殊方式，比如外部脉冲宽度测量、外部脉冲计数等，这些方式都是在前面几种基本触发方式上进行功能扩展得来的，外部脉冲宽度测量就是当 中断信号线跳变时会启动内部一个计时器，到下一次中断信号线跳变时通过计时器得到脉冲宽度并重新启动计时器，这些方式很少会使用到，不做详述。

内部中断是指单片机内部的功能模块产生中断信号，只要是单片机内部在CPU外围能独立工作的功能模块都会提供中断功能，常见的内部中断类型有时钟 Timer、串口UART、模数转换ADC等。内部中断的工作流程和外部中断没太多区别，只是中断请求信号是在单片机内部进行传输，中断信号不是管脚上的 电平状态，而是一个寄存器里面的相应标志位，通常当某个内部中断产生中断请求时就会将相应标志位置为1，CPU响应中断时将这个标志位清0。

单片机对中断标志位的处理方法没有统一标准，具体的约定方法要看单片机文档。大部分是标志位为1有中断产生，但有少数单片机是标志位为0有中断产生；有的单片机对中断标志位是CPU写入什么就给改写成什么，有的则是规定必须通过写1或写0来实现清除操作，还有少数只要读一下中断标志位就会自动清除掉该标志位。

如果单片机不想被外部中断触发，大不了将用于连接外部中断触发信号的管脚接成不会触发中断的电压状态就可以，但内部中断无法去改变内部 连线，所以单片机为了可以选择中断是否可以被除法，在其内部会有相关的寄存器来进行选择，通过里面的控制标志位，开发人员可以根据实际情况决定是否使用中 断。通常单片机里面有一个总控制位，这个位可以控制所有中断的开与关，然后每一种中断自己还有一个独立的控制位决定自己的开与关，如果想使用某个中断，就 需要将总中断开关和对应中断的开关都打开。

当单片机有中断信号产生时，就会触发对应中断，不同的中断源会需要不同的响应方法，也就是说不同 的中断产生的时候，需要单片机程序依照不同的中断源做出不同的响应，这就是中断服务程序。如果是UART收到新数据产生中断，应该是UART中断服务程序 将数据读回来并做处理，如果是ADC转换完成产生的中断，需要的则是ADC中断服务程序将数据读回来并做处理。如果需要清中断标志位动作，一般都是在中断 服务程序里面完成。

不同的中断源需要与之对应的中断服务程序，实际开发中并不是所有的中断都会被用到，开发人员为了节约程序代码空间会只写 出自己要使用到的中断服务程序，也就是说会有一些中断没有与之对应的中断服务程序，如果触发了这样的中断，单片机程序会运行出错，前面中断各自独立的控制 位就排上用场，将这些控制位关掉，相应中断就不会被触发。

单片机开始上电的时候，如果控制中断是否被打开的寄存器控制标志位被打开，可能会出现中断被误触发的情况，而这个中断如果没有与之相对应的中断服务程序的话程序就会跑飞，所以单片机上电的时候一般会自动将这些寄存器里面的标志位都关掉，以免误触发。

中断服务程序是单片机程序的一部分，具体内容由开发人员决定，这样中断服务程序的大小在单片机程序中的位置就不固定，当单片机的中断被触发后，单片机需要知道中断服务程序在什么位置才能执行它，单片机通过中断跳转表（中断向量表）来解决这个问题。

虽然中断服务程序的大小和在整个程序中的位置会不固定，但程序只要被烧进单片机系统，对于这个程序来说其中断服务程序的大小和在整个程序中的位置就会被固定 下来，如果对单片机程序空间分配我们做出一些约定，将一个绝对固定地址专门分配给中断使用，程序编译时会将中断服务程序的起始地址（或者是跳转到中断服务 程序的指令）填到这个绝对固定地址所在的空间，当中断产生时候，单片机先将绝对固定地址所在位置里面的内容读出，根据所读内容就可以跳转到中断服务程序。

简单的单片机所提供的中断种类有限，为了简化程序，会给每一个中断分配一个用来存放中断服务程序地址的地址空间，这种方法其实没什么不好的地方，只是单片机 技术发展到现在遇到了瓶颈，高端单片机越来越复杂，于是一些专业厂商开始合作共享技术资源，例如ARM公司利用他们在CPU架构体系上的技术优势专门给另 外的厂商提供CPU内核，另外的厂商在ARM内核的CPU外围增加功能模块，这些功能模块大都支持中断。

不同厂家在相同CPU内核基础上设计出来的单片机外围的功能模块会各不相同，从而中断的种类和个数也各不相同，而CPU处理中断的方法是一样的，如果延续简单的单片机给每个中断都分配一个地址空间的做法显然有问题，CPU无法知道到底有多少种中断需要支持，这些中断又分别对应什么模块，于是采用另外一种中断处理方法，将所有中断地址都指向同一个，并将所有中断依次编号，中断产生时候CPU会告诉中断服务程序当前中断编号是多少，然后中断服务程序根据中断编号 做出相应响应。

所有中断使用同一个中断向量地址，然后通过中断号判断中断类别的方法虽然解决了通用CPU内核中断不能直接对应中断向量地址的问题，但把它中断处理的流程和具有独立中断向量表的单片机相比就会发现：中断的响应速度会变慢。具有独立中断向量表的单片机只要一条跳转指令就可以直接进入中断程序，而没有独立中断向量表的单片机需要先跳转到中断公共入口，然后通过代码判定中断类别，确定中断类别后才跳转到真正的中断程序中去。C语言的代码会让这种情况更加恶化，所以如果是没有独立中断向量表的单片机一般采用汇编查表的方法加快中断响应速度。

中断程序执行完毕后回返回继续执行主程序，这样就要求中断不改变主程序的运行状态，所以中断响应时需要将程序当前运行的状态信息保存起来，比如程序运行到什 么位置、当前CPU状态寄存器的状态等信息。当中断程序执行完毕，可以通过这些信息将CPU状态寄存器恢复原来状态，并能返回原程序继续执行。不同的单片机对此的处理方式也会有不同，一种是完全由硬件来完成，并不需要程序来进行管理；另外一种是将状态信息用相应指令保存在特定位置，返回时再用相应指令恢复原来状态。

单片机中断还有中断优先级和中断嵌套的概念，但不是所有的单片机都会支持这两种功能。中断优先级是不同的中断会有不同的优先级别，如果同时有两个中断产生，单片机会先响应优先级高的中断。中断嵌套是指在中断响应当中又有新的中断产生，单片机可以暂停当前的中断程序执行去响应新的中断，新中断程序执行完以后在接着执行当前中断程序。一般中断嵌套是高优先级的中断可以插入低优先级中断响应程序，同级或低级的中断不能插入当前中断响应程序。

中断步骤说明：

步骤①保存主程序现场，执行中断1服务程序。

步骤②保存中断1服务程序现场，执行中断2服务程序。

步骤③恢复中断1服务程序现场，继续执行中断1服务程序。

步骤④恢复主程序现场，准备继续执行主程序，有新中断不能继续执行主程序。

步骤⑤保存主程序现场，执行中断3服务程序。

步骤⑥恢复主程序现场，准备继续执行主程序，有新中断不能继续执行主程序。

步骤⑦保存主程序现场，执行中断4服务程序。

步骤⑧恢复主程序现场，无中断产生继续执行主程序。

有的单片机一进入中断函数就会自动将中断的总控制位关掉，需要开发人员在中断程序中用程序再次打开，否则一次中断后所有的中断就不能继续使用。对于中断标志位，在写单片机程序的时候要依据单片机文档进行清除标志为操作，不然有可能会一旦产生某个中断就会连续不停的反复响应这个中断，导致主程序不能继续运行。

来源：网络（本文仅供学习参考使用，版权归原作者所有）

单片机起源

目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

1、在智能仪器仪表上的应用

单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。

2、在工业控制中的应用

用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。

3、在计算机网络和通信领域中的应用

现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。 某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理），就需要复杂的类似于计算机的原理。如：音乐信号以数字的形式存于存储器中（类似于ROM），由微控制器读出，转化为模拟音乐电信号（类似于声卡）。

4、其他重要作用

（1）在汽车电子产品中的应用

现代汽车的集中显示系统、动力、速度、压力监测控制系统、自动驾驶系统、导航系统、安全保护系统、通信系统和运行监视器（黑匣子）等都是单片机的功劳。

（2）在办公自动化设备中的应用

现代办公室使用的大量通信和办公设备多数嵌入了单片机。如打印机、复印机、传真机、绘图机、考勤机、电话以及通用计算机中的键盘译码、磁盘驱动

（3）在商业营销设备中的应用

在商业营销系统中已广泛使用的LED信息显示屏、电子称、收款机、条形码阅读器、IC卡刷卡机、出租车计价器以及仓储安全监测系统、商场保安系统、空气调节系统、冷冻保险系统等都采用了单片机控制。

相信大家对单片机都有了一点的认识和了解，为了回馈大众，社区福利强势来袭，电子创新网与灵动微电子联合举办的 “灵动MM32F103 MiniBoard测评活动” 早已上线啦！此次我们将会选出50位试用者，只要您报名参与，就有很大机会免费赢取MM32F103 MiniBoard套件一份喔！ 精彩活动，不容错过，赶快行动起来吧！

本文针对用单片机制作电子钟或要求根据时钟启控的控制系统时，出现的校准了的电子时钟的时间竟然变快或是变慢了的情况而提出的一种解决方案。
　　
单片机应用中，常常会遇到这种情况，在用单片机制作电子钟或要求根据时钟启控的控制系统时，会突然发现当初校准了的电子时钟的时间竟然变快或是变慢了。
　　
于是，尝试用各种方法来调整它的走时精度，但是最终的效果还是不尽人意，只好每过一段时间手动调整一次。那么，是否可使时钟走时更精确些呢？现探讨如下：
　　
一、误差原因分析
　　
1、单片机电子时钟的计时脉冲基准，是由外部晶振的频率经过12分频后提供的，采用内部的定时，计数器来实现计时功能。所以，外接晶振频率的精确度直接影响电子钟计时的准确性。
　　
2、单片机电子时钟利用内部定时，计数器溢出产生中断（12MHz晶振一般为50ms）再乘以相应的倍率，来实现秒、分、时的转换。大家都知道，从定时，计数器产生中断请求到响应中断，需要3_8个机器周期。定时中断子程序中的数据人栈和重装定时，计数器的初值还需要占用数个机器周期。此外。从中断人口转到中断子程序也要占用一定的机器周期。例如：

从上述程序可以看出，从中断人口到定时/计数器初值的低8位装入需要占用2+2+2=6个机器周期。所以，在编程时一般会把这6个机器周期加入定时/计数器的初值中。但是，从定时，计数器溢出中断请求到执行中断需要几个机器周期（3~8个机器周期）。就很难确定准确值，正是这一原因导致了电子时钟计时的不准。
　　
二、解决方法
　　
1、采用高精度晶振方案
　　
虽然采用高精度的晶振可以稍微提高电子钟计时的精确度，但是晶振并不是导致电子钟计时不准的主要因素，而且高精度的晶振价格较高，所以不必采用此方案。
　　
2、动态同步修正方案
　　
从程序人手，采用动态同步修正方法给定时，计数器赋初值。动态同步修正方法如下：由于定时，计数器溢出后，又会从O开始自动加数，故在给定时/计数器再次赋值前，先将定时，计数器低位（TLO）中的值和初始值相加，然后送人定时，计数器中，此时定时，计数器中的值即为动态同步修正后的准确值。具体程序如下：

采用此种方法后，相信制作的电子时钟的精度已有提高了。
　　
3、自动调整方案
　　
采用同步修正方案后，电子时钟的精度虽然提高了很多，但是由于晶振频率的偏差和一些其他未知因素的影响（同一块电路板、同样的程序换了一片单片机后，走时误差不一样，不知是何原因），时间长了仍然会有积累误差。为此，可采用自动调整方案。实际上是一种容错技术。其自动调整原理为：实测出误差Is所需的时间，然后每隔这样一段时间后就对秒进行加“1”或减“1”调整。例如：电子钟每过50小时就慢1秒，其自动调整程序如下：

以下是一个完整实例：

结语
　　
使用此方法调整较费时间，但效果非常好。经实验，一次调整可/以将月误差控制在Is左右，如按此方法再次测出误差Is所需的天数并进行二次调整，其精度会更高。

来源：广电电器网（该文章仅供学习参考使用，版权归作者所有。）

本文我们所述的通信协议只是指建立再物理层之上的通信数据包格式。通常是我们自行约定的具有一定顺序排列的数据集合，且每一部分都有特定的含义，我们把这些数据集合借助物理层通信方式进行发送和解析。

1、自定义数据通信协议

这里所说的数据协议是建立在物理层之上的通信数据包格式。所谓通信的物理层就是指我们通常所用到的RS232、RS485、红外、光纤、无线等等通信方式。在这个层面上，底层软件提供两个基本的操作函数：发送一个字节数据、接收一个字节数据。所有的数据协议全部建立在这两个操作方法之上。

通信中的数据往往以数据包的形式进行传送的，我们把这样的一个数据包称作为一帧数据。类似于网络通信中的TCPIP协议一般，比较可靠的通信协议往往包含有以下几个组成部分：帧头、地址信息、数据类型、数据长度、数据块、校验码、帧尾。

帧头和帧尾用于数据包完整性的判别，通常选择一定长度的固定字节组成，要求是在整个数据链中判别数据包的误码率越低越好。减小固定字节数据的匹配机会，也就是说使帧头和帧尾的特征字节在整个数据链中能够匹配的机会最小。通常有两种做法，一、减小特征字节的匹配几率。二、增加特征字节的长度。通常选取第一种方法的情况是整个数据链路中的数据不具有随即性，数据可预测，可以通过人为选择帧头和帧尾的特征字来避开，从而减小特征字节的匹配几率。使用第二种方法的情况更加通用，适合于数据随即的场合。通过增加特征字节的长度减小匹配几率，虽然不能够完全的避免匹配的情况，但可以使匹配几率大大减小，如果碰到匹配的情况也可以由校验码来进行检测，因此这种情况在绝大多说情况下比较可靠。

地址信息主要用于多机通信中，通过地址信息的不同来识别不同的通信终端。在一对多的通信系统中，可以只包含目的地址信息。同时包含源地址和目的地址则适用于多对多的通信系统。

数据类型、数据长度和数据块是主要的数据部分。数据类型可以标识后面紧接着的是命令还是数据。数据长度用于指示有效数据的个数。

校验码则用来检验数据的完整性和正确性。通常对数据类型、数据长度和数据块三个部分进行相关的运算得到。最简单的做法可是对数据段作累加和，复杂的也可以对数据进行CRC运算等等，可以根据运算速度、容错度等要求来选取。

2、上位机和下位机中的数据发送

物理通信层中提供了两个基本的操作函数，发送一个字节数据则为数据发送的基础。数据包的发送即把数据包中的左右字节按照顺序一个一个的发送数据而已。当然发送的方法也有不同。

在单片机系统中，比较常用的方法是直接调用串口发送单个字节数据的函数。这种方法的缺点是需要处理器在发送过程中全程参与，优点是所要发送的数据能够立即的出现在通信线路上，能够立即被接收端接收到。另外一种方法是采用中断发送的方式，所有需要发送的数据被送入一个缓冲区，利用发送中断将缓冲区中的数据发送出去。这种方法的优点是占用处理器资源小，但是可能出现需要发送的数据不能立即被发送的情况，不过这种时延相当的小。对于51系列单片机，比较倾向于采用直接发送的方式，采用中断发送的方式比较占用RAM资源，而且对比直接发送来说也没有太多的优点。以下是51系列单片机中发送单个字节的函数。

void SendByte(unsigned char ch)
{
SBUF = ch;
while(TI == 0);
TI = 0;
}

上位机中关于串口通信的方式也有多种，这种方式不是指数据有没有缓冲的问题，而是操作串口的方式不同，因为PC上数据发送基本上都会被缓冲后再发送。对于编程来说操作串口有三种方式，一、使用windows系统中自带的串口通信控件，这种方式使用起来比较简单，需要注意的是接收时的阻塞处理和线程机制。二、使用系统的API直接进行串口数据的读取，在windows和linux系统中，设备被虚拟为文件，只需要利用系统提供的API函数即可进行串口数据的发送和读取。三、使用串口类进行串口操作。在此只介绍windows环境下利用串口类编程的方式。

CSerialPort是比较好用的串口类。它提供如下的串口操作方法：

void WriteToPort(char* string, int len);

串口初始化成功后，调用此函数即可向串口发送数据。为了避免串口缓冲所带来的延时，可以开启串口的冲刷机制。

3、下位机中的数据接收和协议解析

下位机接收数据也有两种方式，一、等待接收，处理器一直查询串口状态，来判断是否接收到数据。二、中断接收。两种方法的优缺点在此前的一篇关于串口通信的文章中详细讨论过。得出的结论是采用中断接收的方法比较好。

数据包的解析过程可以设置到不同的位置。如果协议比较简单，整个系统只是处理一些简单的命令，那么可以直接把数据包的解析过程放入到中断处理函数中，当收到正确的数据包的时候，置位相应的标志，在主程序中再对命令进行处理。如果协议稍微复杂，比较好的方式是将接收的数据存放于缓冲区中，主程序读取数据后进行解析。也有两种方式交叉使用的，比如一对多的系统中，首先在接收中断中解析“连接”命令，连接命令接收到后主程序进入设置状态，采用查询的方式来解析其余的协议。

以下给出具体的实例。在这个系统中，串口的命令非常简单。所有的协议全部在串口中断中进行。数据包的格式如下：

0x55, 0xAA, 0x7E, 0x12, 0xF0, 0x02, 0x23, 0x45, SUM, XOR, 0x0D

其中0x55, 0xAA, 0x7E为数据帧的帧头，0x0D为帧尾，0x12为设备的目的地址，0xF0为源地址，0x02为数据长度，后面接着两个数据0x23, 0x45，从目的地址开始结算累加、异或校验和，到数据的最后一位结束。
协议解析的目的，首先判断数据包的完整性，正确性，然后提取数据类型，数据等数据，存放起来用于主程序处理。代码如下：

if(state_machine == 0) // 协议解析状态机
{
if(rcvdat == 0x55) // 接收到帧头第一个数据
state_machine = 1;
else
state_machine = 0; // 状态机复位
}
else if(state_machine == 1)
{
if(rcvdat == 0xAA) // 接收到帧头第二个数据
state_machine = 2;
else
state_machine = 0; // 状态机复位
}
else if(state_machine == 2)
{
if(rcvdat == 0x7E) // 接收到帧头第三个数据
state_machine = 3;
else
state_machine = 0; // 状态机复位
}
else if(state_machine == 3)
{
sumchkm = rcvdat; // 开始计算累加、异或校验和
xorchkm = rcvdat;
if(rcvdat == m_SrcAdr) // 判断目的地址是否正确
state_machine = 4;
else
state_machine = 0;
}
else if(state_machine == 4)
{
sumchkm += rcvdat;
xorchkm ^= rcvdat;
if(rcvdat == m_DstAdr) // 判断源地址是否正确
state_machine = 5;
else
state_machine = 0;
}
else if(state_machine == 5)
{
lencnt = 0; // 接收数据计数器
rcvcount = rcvdat; // 接收数据长度
sumchkm += rcvdat;
xorchkm ^= rcvdat;
state_machine = 6;
}
else if(state _machine == 6 || state _machine == 7)
{
m_ucData[lencnt++] = rcvdat; // 数据保存
sumchkm += rcvdat;
xorchkm ^= rcvdat;
if(lencnt == rcvcount) // 判断数据是否接收完毕
state_machine = 8;
else
state_machine = 7;
}
else if(state_machine == 8)
{
if(sumchkm == rcvdat) // 判断累加和是否相等
state_machine = 9;
else
state_machine = 0;
}
else if(state_machine == 9)
{
if(xorchkm == rcvdat) // 判断异或校验和是否相等
state_machine = 10;
else
state_machine = 0;
}
else if(state_machine == 10)
{
if(0x0D == rcvdat) // 判断是否接收到帧尾结束符
{
retval = 0xaa; // 置标志，表示一个数据包接收到
}
state_machine = 0; // 复位状态机
}

此过程中，使用了一个变量state_machine作为协议状态机的转换状态，用于确定当前字节处于一帧数据中的那个部位，同时在接收过程中自动对接收数据进行校验和处理，在数据包接收完的同时也进行了校验的比较。因此当帧尾结束符接收到的时候，则表示一帧数据已经接收完毕，并且通过了校验，关键数据也保存到了缓冲去中。主程序即可通过retval的标志位来进行协议的解析处理。

接收过程中，只要哪一步收到的数据不是预期值，则直接将状态机复位，用于下一帧数据的判断，因此系统出现状态死锁的情况非常少，系统比较稳定，如果出现丢失数据包的情况也可由上位机进行命令的补发，不过这种情况笔者还没有碰到。

对于主程序中进行协议处理的过程与此类似，主程序循环中不断的读取串口缓冲区的数据，此数据即参与到主循环中的协议处理过程中，代码与上面所述完全一样。

4、上位机中的数据接收和命令处理

上位机中数据接收的过程与下位机可以做到完全一致，不过针对不同的串口操作方法有所不同。对于阻赛式的串口读函数，例如直接进行API操作或者调用windows的串口通信控件，最好能够开启一个线程专门用于监视串口的数据接收，每接收到一个数据可以向系统发送一个消息。笔者常用的CSerialPort类中就是这样的处理过程。CSerialPort打开串口后开启线程监视串口的数据接收，将接收的数据保存到缓冲区，并向父进程发送接收数据的消息，数据将随消息一起发送到父进程。父进程中开启此消息的处理函数，从中获取串口数据后就可以把以上的代码拷贝过来使用。

CSerialPort向父类发送的消息号如下：

#define WM_COMM_RXCHAR WM_USER+7
// A character was received and placed in the input buffer.

因此需要手动添加此消息的响应函数：

afx_msg LONG OnCommunication(WPARAM ch, LPARAM port);
ON_MESSAGE(WM_COMM_RXCHAR, OnCommunication)

响应函数的具体代码如下：

LONG CWellInfoView::OnCommunication(WPARAM ch, LPARAM port)
{
int retval = 0;
rcvdat = (BYTE)ch;
if(state_machine == 0) // 协议解析状态机
{
if(rcvdat == 0x55) // 接收到帧头第一个数据
state_machine = 1;
else
state_machine = 0; // 状态机复位
}
else if(state_machine == 1)
{
if(rcvdat == 0xAA) // 接收到帧头第二个数据
state_machine = 2;
else
state_machine = 0; // 状态机复位
......

5、总结

以上给出的是通信系统运作的基本雏形，虽然简单，但是可行。实际的通信系统中协议比这个要复杂，而且涉及到数据包响应、命令错误、延时等等一系列的问题，在这样的一个基础上可以克服这些困难并且实现出较为稳定可靠的系统。

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