51单片机非阻塞串口中断收发数据

51单片机是指8051内核的8位单片机，因其内部结构相对简单，成本低廉，所以应用非常广泛！串口作为单片机最基本的通信接口，无论是开发调试，日常使用都是用得比较频繁的一个基本外设！但是很多教程包括官方提供的资料都是使用查询法发送数据！基本流程就是等待忙闲标志归0，忙闲标志置1，写SBUF寄存器，等待发送完成进入中断，忙闲标志清零。发送下一字节。

源代码已经打包上传，大家可以免费下载使用！如有问题，欢迎留言讨论！

STC官方示例代码如下：

#include "reg51.h"            //这是官方例程  没有耐心认真看的使劲往下划
#include "intrins.h"#define FOSC        11059200UL
#define BRT         (65536 - FOSC / 115200 / 4)bit busy;
char wptr;
char rptr;
char buffer[16];void UartIsr() interrupt 4
{if (TI){TI = 0;busy = 0;}if (RI){RI = 0;buffer[wptr++] = SBUF;wptr &= 0x0f;}
}void UartSend(char dat)
{while (busy);        //这是官方例程  没有耐心认真看的使劲往下划busy = 1;SBUF = dat;
}void UartSendStr(char *p)
{while (*p){UartSend(*p++);}
}void main()
{UartInit();ES = 1;EA = 1;UartSendStr("Uart Test !\r\n");while (1){if (rptr != wptr){UartSend(buffer[rptr++]);rptr &= 0x0f;}}
}

这种方法对于通信而言一般情况不会有什么问题，但是在发送完第一个字节，准备发送第二个字节这段时间，单片机会停下来等待标志位归0.尤其是低波特率情况，发送一个字符串可能会浪费比较长的时间！而且会被别的中断打断，导致偶发性通信错误或数据丢失！

一般32单片机提供的库会使用DMA，中断封装成一个非阻塞式发送函数，51单片机虽然没有DMA，但是中断还是有的。我们可以利用串口中断封装一个非阻塞式发送函数！代码如下：

#include "stc8g.h"
#include "intrins.h"#define uint8_t unsigned char//串口发送缓存定义
typedef struct uartstruct{unsigned int tx_fifo[3][64];  //3个缓冲区 每个缓冲区64字节  缓存区数据加载满，继续写入会覆盖未发送的unsigned int tx_fifo_p_w;         //缓存区写指针unsigned int tx_fifo_p_r;           //缓存区写指针unsigned int tx_fifo_t;         //缓存发送指针unsigned int tx_fifo_w;         //缓存写入指针
} uart_fofi_typedef;
uart_fofi_typedef uart_fofi={{0},0,0,0,0};void UART1_Isr() interrupt 4
{if (TI){if(uart_fofi.tx_fifo_w)                                                        //缓存不为空，FIFO写指针当前值为已经装入个数{SBUF = uart_fofi.tx_fifo[0][uart_fofi.tx_fifo_t];                     //从FIFO的起始地址发送  uart_fofi.tx_fifo_t++;                                                    //发送指针指向FIFO下个地址if(uart_fofi.tx_fifo_t==uart_fofi.tx_fifo_w)                          //发送指针等于写指针，代表发送完成uart_fofi.tx_fifo_t=uart_fofi.tx_fifo_w=0;                           //指针全部归零 一帧数据结束}TI = 0;                                 //清中断标志}if (RI){RI = 0;                                 //清中断标志
//        P11 = !P11;                             //测试端口}
}void UartSendStr(uint8_t *str)
{while(uart_fofi.tx_fifo_w);                            //缓冲器空闲  否则等等，后期加FIFO 深度while(*str){uart_fofi.tx_fifo[0][uart_fofi.tx_fifo_w]=(*str);//装入缓存str++;                                     //指向字符串下个字节uart_fofi.tx_fifo_w++;                         //指向缓存下个字节}TI=1;                                               //进中断开始发送
}void main()
{UartInit();while (1){UartSendStr("uartstr 1\r\n");   }
}

以上代码的基本工作流程：首先定义一个缓存区，这里定义的是一个二维数组，为的是避免数据发送完之前，又来了新的数据把缓存区覆盖掉。此处暂不讨论，姑且当作1维数组使用。为了方便使用，同时把缓存区的控制指针（单缓冲区用不到），缓存的写入，发送指针定义为一个结构。

//串口发送缓存定义
typedef struct uartstruct{unsigned int tx_fifo[3][64];      //3个缓冲区 每个缓冲区64字节  缓存区数据加载满，继续写入会覆盖未发送的unsigned int tx_fifo_p_w;         //缓存区写指针unsigned int tx_fifo_p_r;           //缓存区写指针unsigned int tx_fifo_t;             //缓存发送指针unsigned int tx_fifo_w;             //缓存写入指针
} uart_fofi_typedef;
uart_fofi_typedef uart_fofi={{0},0,0,0,0};

第一步把字符串装入缓存数组，完成之后触发串口发送中断。然后主循环就可以去忙别的事情了！

void UartSendStr(uint8_t *str)
{while(uart_fofi.tx_fifo_w);                            //缓冲器空闲  否则等等，后期加FIFO 深度while(*str){uart_fofi.tx_fifo[0][uart_fofi.tx_fifo_w]=(*str);//装入缓存str++;                                     //指向字符串下个字节uart_fofi.tx_fifo_w++;                         //指向缓存下个字节}TI=1;                                               //进中断开始发送
}

第二步进入中断后判断写指针是不是不为0，如果不为0发送指针就开始从缓存区的起始地址发送数据。因为每次写SBUF硬件都会在发送完成时自动触发中断，所以后边的字节就不需要再去手动触发。直到发送指针=写缓存指针，说明数据都发送完了。此时两个指针归零，下次进入中断后仅清理发送完成标志TI，完成一帧数据发送，不再进入中断，直到下次调用UartSendStr函数。

void UART1_Isr() interrupt 4
{if (TI){if(uart_fofi.tx_fifo_w)                                                        //缓存不为空，FIFO写指针当前值为已经装入个数{SBUF = uart_fofi.tx_fifo[0][uart_fofi.tx_fifo_t];                     //从FIFO的起始地址发送  uart_fofi.tx_fifo_t++;                                                    //发送指针指向FIFO下个地址if(uart_fofi.tx_fifo_t==uart_fofi.tx_fifo_w)                          //发送指针等于写指针，代表发送完成uart_fofi.tx_fifo_t=uart_fofi.tx_fifo_w=0;                           //指针全部归零 一帧数据结束}TI = 0;                                 //清中断标志}if (RI){RI = 0;                                 //清中断标志}
}

至此我们就通过串口中断，完成了数据的非阻塞式发送。让本来就处理数据比较慢的51单片机效率得到了提升！

我来这里写文章的目的不是为了舞文弄墨，主要是分享一些我觉得还不错的小知识，还有就是遇到问题记录的笔记。如果您有不同看法，欢迎评论区留言，如果能帮到您，更是荣幸之至！

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