《手把手教你学51单片机》之十三------1602液晶与串口的应用实例
第13章 1602液晶与串口的应用实例
理论上的内容要想逐步消化掌握，必须得通过大量的实践进行巩固，否则时间一长，极容易忘掉。尤其是一些编程相关的技巧，就是靠不停的写程序，不停的参考别人的程序慢慢积累成长起来的。这节课带领大家学习一下1602的例程和实际开发中比较实用的串口通信程序。
1.1 通信时序解析
随着我们对通信技术的深入学习，大家要逐渐在头脑中建立起时序这种概念。所谓“时序”从字面意义上来理解，一是“时间问题”，二是“顺序问题”。
先说“顺序问题”，这个相对简单一些。我们在学UART串口通信的时候，先1位起始位，再8位数据位，最后1位停止位，这个先后顺序不能错。我们在学1602液晶的时候，比如写指令，RS=L，R/W=L，D0~D7=指令码，这三者的顺序是无所谓的，但是最终的E=高脉冲，必须是在这三条程序之后，这个顺序一旦错误，写的数据也可会出错。
“时间问题”内容相对复杂。比如UART通信，每一位的时间宽度是1/baud。我们初中就学过一个概念，世界上没有绝对的准确。那么每一位的时间宽度1/baud要求精确到什么范围内呢？
前边教程我提到过，单片机读取UART的RXD引脚数据的时候，一位数据，单片机平均分成了16份，取其中的7、8、9三次读到的结果，这三次中有2次是高电平那这一位就是1，有2次是低电平，那这一次就是0。如果我们的波特率稍微有些偏差，只要累计下来到最后一位停止位，这7、8、9还在范围内即可。如图13-1所示。
图13-1 UART信号采集时序图
我们用三个箭头来表示7、8、9这三次的采集位置，大家可以注意到，当采集到D7的时候，已经有一次采集偏出去了，但是我们采集到的数据还是不会错，因为有2次采集正确。至于这个偏差允许多大，大家自己可以详细算一下。实际上UART通信的波特率是允许一定范围内误差存在的，但是不能过大，否则就会采集错误。大家在计算波特率的时候，发现没有整除，有小数部分的时候，就要特别小心了，因为小数部分是一概被舍掉的，于是计算误差就产生了。 我们用11.0592M晶振计算的过程中，11059200/12/32/9600得到的是一个整数，如果用12M晶振计算12000000/12/32/9600就会得到一个小数，大家可以算一下误差多少，是否在误差范围内。
1602的时序问题，大家要学会通过LCD1602的数据手册提供的时序图和时序参数表格来进行研究，而且看懂时序图是学习单片机所必须掌握的一项技能，如图13-2所示。
图13-2 1602时序图
大家看到这种图的时候，不要感觉害怕。说句不过分的话，单片机这些逻辑上的问题，只要小学毕业就可以理解的，很多时候是因为大家把问题想象的太难才学不下去的。
我们先来看一下读操作时序的RS引脚和R/W引脚，这两个引脚先进行变化，因为是读操作，所以R/W引脚首先要置为高电平，而不管它原来是什么。读指令还是读数据，都是读操作，而且都有可能，所以RS引脚既有可能是置为高电平，也有可能是置为低电平，大家注意图上的画法。而RS和R/W变化了经过Tsp1这么长时间后，使能引脚E才能从低电平到高电平发生变化。
而使能引脚E拉高经过了tD这么长时间后，LCD1602输出DB的数据就是有效数据了，我们就可以来读取DB的数据了。读完了之后，我们要先把使能E拉低，经过一段时间后RS、R/W和DB才可以变化继续为下一次读写做准备了。
而写操作时序和读操作时序的差别，就是写操作时序中，DB的改变是由单片机来完成的，因此要放到使能引脚E的变化之前进行操作，其它区别大家可以自行对比一下。
细心的同学会发现，这个时序图上还有很多时间标签。比如E的上升时间tR，下降时间时间tF，使能引脚E从一个上升沿到下一个上升沿之间的长度周期tC，使能E下降沿后，R/W和RS变化时间间隔tHD1等等很多时间要求，这些要求怎么看呢？放心，只要是正规的数据手册，都会把这些时间要求给大家标记出来的。我们来看一下表13-1。
表13-1 1602时序参数
|
时序参数 |
符号 |
极限值 |
单位 |
测试条件 |
||
|
最小值 |
典型值 |
最大值 |
||||
|
E信号周期 |
tC |
400 |
-- |
-- |
ns |
引脚E |
|
E脉冲宽度 |
tPW |
150 |
-- |
-- |
ns |
|
|
E上升沿/下降沿时间 |
tR, tF |
-- |
-- |
25 |
ns |
|
|
地址建立时间 |
tSP1 |
30 |
-- |
-- |
ns |
引脚E、RS、R/W |
|
地址保持时间 |
tHD1 |
10 |
-- |
-- |
ns |
|
|
数据建立时间(读) |
tD |
-- |
-- |
100 |
ns |
引脚DB0~DB7 |
|
数据保持时间(读) |
tHD2 |
20 |
-- |
-- |
ns |
|
|
数据建立时间(写) |
tSP2 |
40 |
-- |
-- |
ns |
|
|
数据保持时间(写) |
tHD2 |
10 |
-- |
-- |
ns |
|
大家要善于把手册中的这个表格和时序图结合起来看。表13-1中的数据，都是时序参数，本节课的所有时序参数，我都一点点的给大家讲出来，以后遇到同类时序图，就不再讲了，只是提一下，但是大家务必要学会自己看时序图，这个很重要，此外，看以下解释需要结合图13-2来看。
tC：指的是使能引脚E从本次上升沿到下次上升沿的最短时间是400ns，而我们单片机因为速度较慢，一个机器周期就是1us多，而一条C语言指令肯定是一个或者几个机器周期的，所以这个条件完全满足。
tPW：指的是使能引脚E高电平的持续时间最短是150ns，同样由于我们的单片机比较慢，这个条件也完全满足。
tR, tF：指的是使能引脚E的上升沿时间和下降沿时间，不能超过25ns，别看这个数很小，其实这个时间限值是很宽裕的，我们实际用示波器测了一下开发板的这个引脚上升沿和下降沿时间大概是10ns到15ns之间，完全满足。
tSP1：指的是RS和R/W引脚使能后至少保持30ns，使能引脚E才可以变成高电平，这个条件同样也完全满足。
tHD1：指的是使能引脚E变成低电平后，至少保持10ns之后，RS和R/W才能进行变化，这个条件也完全满足。
tD：指的是使能引脚E变成高电平后，最多100ns后，1602就把数据送出来了，那么我们就可以正常去读取状态或者数据了。
tHD2：指的是读操作过程中，使能引脚E变成低电平后，至少保持20ns，DB数据总线才可以进行变化，这个条件也完全满足。
tSP2：指的是DB数据总线准备好后，至少保持40ns，使能引脚E才可以从低到高进行使能变化，这个条件也完全满足。
tHD2：指的是写操作过程中，要引脚E变成低电平后，至少保持10ns，DB数据总线才可以变化，这个条件也完全满足。
好了，表13-1这个LCD1602的时序参数表已经解析完成了，看完之后，是不是感觉比你想象的要简单，没有你想的那么困难。大家自己也得慢慢学会看这种时序图和表格，在今后的学习中，这方面的能力尤为重要。如果以后换用了其它型号的单片机，那么就根据单片机的执行速度来评估你的程序是否满足时序要求，整体上来说器件都是有一个最快速度的限制，而没有最慢限制，所以当换用高速的单片机后通常都是靠在各步骤间插入软件延时来满足较慢的时序要求。
1.2 1602整屏移动
我们前边学第7章点阵LED的时候，可以实现上下移动，左右移动等。而对于1602液晶来说，也可以进行屏幕移动，实现我们想要的一些效果，那我们来用一个例程实现字符串在1602液晶上的左移。每个人都不要只瞪着眼看，一定要认真抄下来，甚至抄几遍，边抄边理解，要想真正学好，一定要根据我的方法来做。
#include <reg52.h>
#define LCD1602_DB P0
sbit LCD1602_RS = P1^0;
sbit LCD1602_RW = P1^1;
sbit LCD1602_E = P1^5;
bit flag500ms = 0; //500ms定时标志
unsigned char T0RH = 0; //T0重载值的高字节
unsigned char T0RL = 0; //T0重载值的低字节
//待显示的第一行字符串
unsigned char code str1[] = "Kingst Studio";
//待显示的第二行字符串，需保持与第一行字符串等长，较短的行可用空格补齐
unsigned char code str2[] = "Let's move...";
void ConfigTimer0(unsigned int ms);
void InitLcd1602();
void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y,
unsigned char *str, unsigned char len);
void main()
{
unsigned char i;
unsigned char index = 0; //移动索引
unsigned char pdata bufMove1[16+sizeof(str1)+16]; //移动显示缓冲区1
unsigned char pdata bufMove2[16+sizeof(str2)+16]; //移动显示缓冲区2
EA = 1; //开总中断
ConfigTimer0(10); //配置T0定时10ms
InitLcd1602(); //初始化液晶
//缓冲区开头一段填充为空格
for (i=0; i<16; i++)
{
bufMove1[i] = ' ';
bufMove2[i] = ' ';
}
//待显示字符串拷贝到缓冲区中间位置
for (i=0; i<(sizeof(str1)-1); i++)
{
bufMove1[16+i] = str1[i];
bufMove2[16+i] = str2[i];
}
//缓冲区结尾一段也填充为空格
for (i=(16+sizeof(str1)-1); i<sizeof(bufMove1); i++)
{
bufMove1[i] = ' ';
bufMove2[i] = ' ';
}
while (1)
{
if (flag500ms) //每500ms移动一次屏幕
{
flag500ms = 0;
//从缓冲区抽出需显示的一段字符显示到液晶上
LcdShowStr(0, 0, bufMove1+index, 16);
LcdShowStr(0, 1, bufMove2+index, 16);
//移动索引递增，实现左移
index++;
if (index >= (16+sizeof(str1)-1))
{ //起始位置达到字符串尾部后即返回从头开始
index = 0;
}
}
}
}
/* 配置并启动T0，ms-T0定时时间 */
void ConfigTimer0(unsigned int ms)
{
unsigned long tmp; //临时变量
tmp = 11059200 / 12; //定时器计数频率
tmp = (tmp * ms) / 1000; //计算所需的计数值
tmp = 65536 - tmp; //计算定时器重载值
tmp = tmp + 12; //补偿中断响应延时造成的误差
T0RH = (unsigned char)(tmp>>8); //定时器重载值拆分为高低字节
T0RL = (unsigned char)tmp;
TMOD &= 0xF0; //清零T0的控制位
TMOD |= 0x01; //配置T0为模式1
TH0 = T0RH; //加载T0重载值
TL0 = T0RL;
ET0 = 1; //使能T0中断
TR0 = 1; //启动T0
}
/* 等待液晶准备好 */
void LcdWaitReady()
{
unsigned char sta;
LCD1602_DB = 0xFF;
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 1;
do {
LCD1602_E = 1;
sta = LCD1602_DB; //读取状态字
LCD1602_E = 0;
} while (sta & 0x80); //bit7等于1表示液晶正忙，重复检测直到其等于0为止
}
/* 向LCD1602液晶写入一字节命令，cmd-待写入命令值 */
void LcdWriteCmd(unsigned char cmd)
{
LcdWaitReady();
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_DB = cmd;
LCD1602_E = 1;
LCD1602_E = 0;
}
/* 向LCD1602液晶写入一字节数据，dat-待写入数据值 */
void LcdWriteDat(unsigned char dat)
{
LcdWaitReady();
LCD1602_RS = 1;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_DB = dat;
LCD1602_E = 1;
LCD1602_E = 0;
}
/* 设置显示RAM起始地址，亦即光标位置，(x,y)-对应屏幕上的字符坐标 */
void LcdSetCursor(unsigned char x, unsigned char y)
{
unsigned char addr;
if (y == 0) //由输入的屏幕坐标计算显示RAM的地址
addr = 0x00 + x; //第一行字符地址从0x00起始
else
addr = 0x40 + x; //第二行字符地址从0x40起始
LcdWriteCmd(addr | 0x80); //设置RAM地址
}
/* 在液晶上显示字符串，(x,y)-对应屏幕上的起始坐标，
str-字符串指针，len-需显示的字符长度 */
void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y,
unsigned char *str, unsigned char len)
{
LcdSetCursor(x, y); //设置起始地址
while (len--) //连续写入len个字符数据
{
LcdWriteDat(*str++); //先取str指向的数据，然后str自加1
}
}
/* 初始化1602液晶 */
void InitLcd1602()
{
LcdWriteCmd(0x38); //16*2显示，5*7点阵，8位数据接口
LcdWriteCmd(0x0C); //显示器开，光标关闭
LcdWriteCmd(0x06); //文字不动，地址自动+1
LcdWriteCmd(0x01); //清屏
}
/* T0中断服务函数，定时500ms */
void InterruptTimer0() interrupt 1
{
static unsigned char tmr500ms = 0;
TH0 = T0RH; //重新加载重载值
TL0 = T0RL;
tmr500ms++;
if (tmr500ms >= 50)
{
tmr500ms = 0;
flag500ms = 1;
}
}
通过这个程序，大家首先要学会for语句在数组中的灵活应用，这个其实在数码管显示有效位的例程中已经有所体现了。其次，随着我们后边程序量的增大，大家得学会多个函数之间相互调用的灵活应用，体会其中的奥妙。
1.3 多.c文件的初步认识
我们上一节的这个液晶滚屏移动程序，大概有160行左右。随着我们硬件模块使用的增多，程序量的增大，我们往往要把程序写到多个文件里，方便代码的编写、维护和移植。
比如这个液晶滚屏程序，我们就可以把1602底层的功能函数专门写到一个.c文件内， 如LcdWaitReady、LcdWriteCmd、LcdWriteDat、LcdShowStr、LcdSetCursor、InitLcd1602这些函数，都是属于液晶底层驱动的程序代码，我们要使用液晶功能的时候，只有两个函数对我们实际功能实现部分有用，一个是InitLcd1602这个函数，因为需要先初始化液晶，另外一个就是LcdShowStr这个函数，我们只需要把要显示的内容通过参数传递给这个函数，这个函数就可以实现我们想要的显示效果，所以我们把这几个底层的液晶驱动程序都放到另外一个文件Lcd1602.c文件中，而我们想实现的一些比如滚动实现、中断等上层功能程序全部都放到main.c中，但是main.c文件如何调用Lcd1602.c文件中的函数呢？
C语言中，有一个extern关键字，它有两个基本作用。
1、当一个变量的声明不在文件的开头，在它声明之前的函数想要引用的话，则应该用extern进行“外部变量”声明。用一个简单的程序给大家介绍一下，知道这么回事，能看懂别人写的就行，自己写就别这么用了。
#include <reg52.h>
sbit LED = P0^0;
void main()
{
extern unsigned int i;
while(1)
{
LED = 0; //点亮小灯
for(i=0;i<30000;i++); //延时
LED = 1; //熄灭小灯
for(i=0;i<30000;i++); //延时
}
}
unsigned int i = 0;
... ...
变量的作用域，是从声明这个变量开始往后所有的程序，如果我们调用在前，声明在后，那么就是这么用。但是实际开发过程中，我们一般都不会这样做，所以仅仅是表达一下extern的这个用法，但它并不实用。
2、在一个工程中，我们为了方便管理和维护代码，用了多个.c源文件，如果其中一个main.c文件要调用Lcd1602.c文件里的变量或者函数的时候，我们就必须得在main.c里边进行一下外部声明，告诉编译器这个变量或者函数是在其它文件中定义的，可以直接在这个文件中进行调用。
多.c文件的编程方式，大家不要想象的太复杂。首先新建一个工程，一个工程代表一个完整的单片机程序，只能生成一个hex，但是一个工程可以有很多个.c源文件组成共同参与编译。工程建立好之后，新建文件并且保存取名为main.c文件，再新建一个文件并且保存取名为Lcd1602.c文件，下面我们就可以在两个不同文件中分别编写代码了。当然，在编写程序的过程中，不是说我们要先把main.c的文件全部写完，再进行1602.c程序的编写，而往往是交互的。比如我们先写Lcd1602.c文件中部分Lcd1602液晶的底层函数LcdWaitReady、LcdWriteCmd、LcdWriteDat、InitLcd1602，然后编写main.c文件中的功能程序，在编写main.c文件中程序时，又有对Lcd1602.c底层程序的综合调用，这个时候需要Lcd1602.c文件提供一个被调用的函数比如LcdShowStr，我们就可以再到Lcd1602.c中把这个函数完成。当然了，这仅仅是一个说明例子而已，顺序完全是没有一个标准的，实际应用中如果对程序逻辑需求了解透彻，根据自己的理解去写程序即可。那我们把1602整屏移动的程序改造成为多文件的程序，大家先初步认识一下。
/***************************Lcd1602.c文件程序源代码*****************************/
#include <reg52.h>
#define LCD1602_DB P0
sbit LCD1602_RS = P1^0;
sbit LCD1602_RW = P1^1;
sbit LCD1602_E = P1^5;
/* 等待液晶准备好 */
void LcdWaitReady()
{
unsigned char sta;
LCD1602_DB = 0xFF;
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 1;
do {
LCD1602_E = 1;
sta = LCD1602_DB; //读取状态字
LCD1602_E = 0;
} while (sta & 0x80); //bit7等于1表示液晶正忙，重复检测直到其等于0为止
}
/* 向LCD1602液晶写入一字节命令，cmd-待写入命令值 */
void LcdWriteCmd(unsigned char cmd)
{
LcdWaitReady();
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_DB = cmd;
LCD1602_E = 1;
LCD1602_E = 0;
}
/* 向LCD1602液晶写入一字节数据，dat-待写入数据值 */
void LcdWriteDat(unsigned char dat)
{
LcdWaitReady();
LCD1602_RS = 1;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_DB = dat;
LCD1602_E = 1;
LCD1602_E = 0;
}
/* 设置显示RAM起始地址，亦即光标位置，(x,y)-对应屏幕上的字符坐标 */
void LcdSetCursor(unsigned char x, unsigned char y)
{
unsigned char addr;
if (y == 0) //由输入的屏幕坐标计算显示RAM的地址
addr = 0x00 + x; //第一行字符地址从0x00起始
else
addr = 0x40 + x; //第二行字符地址从0x40起始
LcdWriteCmd(addr | 0x80); //设置RAM地址
}
/* 在液晶上显示字符串，(x,y)-对应屏幕上的起始坐标，
str-字符串指针，len-需显示的字符长度 */
void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y,
unsigned char *str, unsigned char len)
{
LcdSetCursor(x, y); //设置起始地址
while (len--) //连续写入len个字符数据
{
LcdWriteDat(*str++);
}
}
/* 初始化1602液晶 */
void InitLcd1602()
{
LcdWriteCmd(0x38); //16*2显示，5*7点阵，8位数据接口
LcdWriteCmd(0x0C); //显示器开，光标关闭
LcdWriteCmd(0x06); //文字不动，地址自动+1
LcdWriteCmd(0x01); //清屏
}
/*****************************main.c文件程序源代码******************************/
#include <reg52.h>
bit flag500ms = 0; //500ms定时标志
unsigned char T0RH = 0; //T0重载值的高字节
unsigned char T0RL = 0; //T0重载值的低字节
//待显示的第一行字符串
unsigned char code str1[] = "Kingst Studio";
//待显示的第二行字符串，需保持与第一行字符串等长，较短的行可用空格补齐
unsigned char code str2[] = "Let's move...";
void ConfigTimer0(unsigned int ms);
extern void InitLcd1602();
extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y,
unsigned char *str, unsigned char len);
void main()
{
unsigned char i;
unsigned char index = 0; //移动索引
unsigned char pdata bufMove1[16+sizeof(str1)+16]; //移动显示缓冲区1
unsigned char pdata bufMove2[16+sizeof(str2)+16]; //移动显示缓冲区2
EA = 1; //开总中断
ConfigTimer0(10); //配置T0定时10ms
InitLcd1602(); //初始化液晶
//缓冲区开头一段填充为空格
for (i=0; i<16; i++)
{
bufMove1[i] = ' ';
bufMove2[i] = ' ';
}
//待显示字符串拷贝到缓冲区中间位置
for (i=0; i<(sizeof(str1)-1); i++)
{
bufMove1[16+i] = str1[i];
bufMove2[16+i] = str2[i];
}
//缓冲区结尾一段也填充为空格
for (i=(16+sizeof(str1)-1); i<sizeof(bufMove1); i++)
{
bufMove1[i] = ' ';
bufMove2[i] = ' ';
}
while (1)
{
if (flag500ms) //每500ms移动一次屏幕
{
flag500ms = 0;
//从缓冲区抽出需显示的一段字符显示到液晶上
LcdShowStr(0, 0, bufMove1+index, 16);
LcdShowStr(0, 1, bufMove2+index, 16);
//移动索引递增，实现左移
index++;
if (index >= (16+sizeof(str1)-1))
{ //起始位置达到字符串尾部后即返回从头开始
index = 0;
}
}
}
}
/* 配置并启动T0，ms-T0定时时间 */
void ConfigTimer0(unsigned int ms)
{
unsigned long tmp; //临时变量
tmp = 11059200 / 12; //定时器计数频率
tmp = (tmp * ms) / 1000; //计算所需的计数值
tmp = 65536 - tmp;
tmp = tmp + 12; //补偿中断响应延时造成的误差
T0RH = (unsigned char)(tmp>>8); //定时器重载值拆分为高低字节
T0RL = (unsigned char)tmp;
TMOD &= 0xF0; //清零T0的控制位
TMOD |= 0x01; //配置T0为模式1
TH0 = T0RH; //加载T0重载值
TL0 = T0RL;
ET0 = 1; //使能T0中断
TR0 = 1; //启动T0
}
/* T0中断服务函数，定时500ms */
void InterruptTimer0() interrupt 1
{
static unsigned char tmr500ms = 0;
TH0 = T0RH; //重新加载重载值
TL0 = T0RL;
tmr500ms++;
if (tmr500ms >= 50)
{
tmr500ms = 0;
flag500ms = 1;
}
}
我们在main.c中要调用Lcd1602.c文件中的InitLcd1602()和LcdShowStr这两个函数，只需要在main.c中进行extern声明即可。大家用Keil软件编程试试，真正的感觉一下多.c源文件的好处。如果这个程序给你的感觉还不深刻，那下面我们来做一个稍微大点的程序来体会一下。
1.1 计算器实例
按键和液晶，可以组成我们最简易的计算器。下面我们来写一个简易整数计算器提供给大家学习。为了让程序不过于复杂，我们这个计算器不考虑连加，连减等连续计算，不考虑小数情况。加减乘除分别用上下左右来替代，回车表示等于，ESC表示归0。程序共分为三部分，一部分是1602液晶显示，一部分是按键动作和扫描，一部分是主函数功能。
/***************************Lcd1602.c文件程序源代码*****************************/
#include <reg52.h>
#define LCD1602_DB P0
sbit LCD1602_RS = P1^0;
sbit LCD1602_RW = P1^1;
sbit LCD1602_E = P1^5;
/* 等待液晶准备好 */
void LcdWaitReady()
{
unsigned char sta;
LCD1602_DB = 0xFF;
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 1;
do {
LCD1602_E = 1;
sta = LCD1602_DB; //读取状态字
LCD1602_E = 0;
} while (sta & 0x80); //bit7等于1表示液晶正忙，重复检测直到其等于0为止
}
/* 向LCD1602液晶写入一字节命令，cmd-待写入命令值 */
void LcdWriteCmd(unsigned char cmd)
{
LcdWaitReady();
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_DB = cmd;
LCD1602_E = 1;
LCD1602_E = 0;
}
/* 向LCD1602液晶写入一字节数据，dat-待写入数据值 */
void LcdWriteDat(unsigned char dat)
{
LcdWaitReady();
LCD1602_RS = 1;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_DB = dat;
LCD1602_E = 1;
LCD1602_E = 0;
}
/* 设置显示RAM起始地址，亦即光标位置，(x,y)-对应屏幕上的字符坐标 */
void LcdSetCursor(unsigned char x, unsigned char y)
{
unsigned char addr;
if (y == 0) //由输入的屏幕坐标计算显示RAM的地址
addr = 0x00 + x; //第一行字符地址从0x00起始
else
addr = 0x40 + x; //第二行字符地址从0x40起始
LcdWriteCmd(addr | 0x80); //设置RAM地址
}
/* 在液晶上显示字符串，(x,y)-对应屏幕上的起始坐标，str-字符串指针 */
void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str)
{
LcdSetCursor(x, y); //设置起始地址
while (*str != '') //连续写入字符串数据，直到检测到结束符
{
LcdWriteDat(*str++);
}
}
/* 区域清除，清除从(x,y)坐标起始的len个字符位 */
void LcdAreaClear(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char len)
{
LcdSetCursor(x, y); //设置起始地址
while (len--) //连续写入空格
{
LcdWriteDat(' ');
}
}
/* 整屏清除 */
void LcdFullClear()
{
LcdWriteCmd(0x01);
}
/* 初始化1602液晶 */
void InitLcd1602()
{
LcdWriteCmd(0x38); //16*2显示，5*7点阵，8位数据接口
LcdWriteCmd(0x0C); //显示器开，光标关闭
LcdWriteCmd(0x06); //文字不动，地址自动+1
LcdWriteCmd(0x01); //清屏
}
Lcd1602.c文件中根据上层应用的需要增加了2个清屏函数：区域清屏——LcdAreaClear，整屏清屏——LcdFullClear。
/**************************keyboard.c文件程序源代码*****************************/
#include <reg52.h>
sbit KEY_IN_1 = P2^4;
sbit KEY_IN_2 = P2^5;
sbit KEY_IN_3 = P2^6;
sbit KEY_IN_4 = P2^7;
sbit KEY_OUT_1 = P2^3;
sbit KEY_OUT_2 = P2^2;
sbit KEY_OUT_3 = P2^1;
sbit KEY_OUT_4 = P2^0;
unsigned char code KeyCodeMap[4][4] = { //矩阵按键编号到标准键盘键码的映射表
{ '1', '2', '3', 0x26 }, //数字键1、数字键2、数字键3、向上键
{ '4', '5', '6', 0x25 }, //数字键4、数字键5、数字键6、向左键
{ '7', '8', '9', 0x28 }, //数字键7、数字键8、数字键9、向下键
{ '0', 0x1B, 0x0D, 0x27 } //数字键0、ESC键、 回车键、 向右键
};
unsigned char pdata KeySta[4][4] = { //全部矩阵按键的当前状态
{1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}
};
extern void KeyAction(unsigned char keycode);
/* 按键驱动函数，检测按键动作，调度相应动作函数，需在主循环中调用 */
void KeyDriver()
{
unsigned char i, j;
static unsigned char pdata backup[4][4] = { //按键值备份，保存前一次的值
{1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}
};
for (i=0; i<4; i++) //循环检测4*4的矩阵按键
{
for (j=0; j<4; j++)
{
if (backup[i][j] != KeySta[i][j]) //检测按键动作
{
if (backup[i][j] != 0) //按键按下时执行动作
{
KeyAction(KeyCodeMap[i][j]); //调用按键动作函数
}
backup[i][j] = KeySta[i][j]; //刷新前一次的备份值
}
}
}
}
/* 按键扫描函数，需在定时中断中调用，推荐调用间隔1ms */
void KeyScan()
{
unsigned char i;
static unsigned char keyout = 0; //矩阵按键扫描输出索引
static unsigned char keybuf[4][4] = { //矩阵按键扫描缓冲区
{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}, {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF},
{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}, {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}
};
//将一行的4个按键值移入缓冲区
keybuf[keyout][0] = (keybuf[keyout][0] << 1) | KEY_IN_1;
keybuf[keyout][1] = (keybuf[keyout][1] << 1) | KEY_IN_2;
keybuf[keyout][2] = (keybuf[keyout][2] << 1) | KEY_IN_3;
keybuf[keyout][3] = (keybuf[keyout][3] << 1) | KEY_IN_4;
//消抖后更新按键状态
for (i=0; i<4; i++) //每行4个按键，所以循环4次
{
if ((keybuf[keyout][i] & 0x0F) == 0x00)
{ //连续4次扫描值为0，即4*4ms内都是按下状态时，可认为按键已稳定的按下
KeySta[keyout][i] = 0;
}
else if ((keybuf[keyout][i] & 0x0F) == 0x0F)
{ //连续4次扫描值为1，即4*4ms内都是弹起状态时，可认为按键已稳定的弹起
KeySta[keyout][i] = 1;
}
}
//执行下一次的扫描输出
keyout++; //输出索引递增
keyout &= 0x03; //索引值加到4即归零
switch (keyout) //根据索引，释放当前输出引脚，拉低下次的输出引脚
{
case 0: KEY_OUT_4 = 1; KEY_OUT_1 = 0; break;
case 1: KEY_OUT_1 = 1; KEY_OUT_2 = 0; break;
case 2: KEY_OUT_2 = 1; KEY_OUT_3 = 0; break;
case 3: KEY_OUT_3 = 1; KEY_OUT_4 = 0; break;
default: break;
}
}
keyboard.c是对之前已经用过多次的矩阵按键驱动的封装，具体到某个按键要执行的动作函数都放到上层的main.c中实现，在这个按键驱动文件中只负责调用上层实现的按键动作函数即可。
/*****************************main.c文件程序源代码******************************/
#include <reg52.h>
unsigned char step = 0; //操作步骤
unsigned char oprt = 0; //运算类型
signed long num1 = 0; //操作数1
signed long num2 = 0; //操作数2
signed long result = 0; //运算结果
unsigned char T0RH = 0; //T0重载值的高字节
unsigned char T0RL = 0; //T0重载值的低字节
void ConfigTimer0(unsigned int ms);
extern void KeyScan();
extern void KeyDriver();
extern void InitLcd1602();
extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str);
extern void LcdAreaClear(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char len);
extern void LcdFullClear();
void main()
{
EA = 1; //开总中断
ConfigTimer0(1); //配置T0定时1ms
InitLcd1602(); //初始化液晶
LcdShowStr(15, 1, "0"); //初始显示一个数字0
while (1)
{
KeyDriver(); //调用按键驱动
}
}
/* 长整型数转换为字符串，str-字符串指针，dat-待转换数，返回值-字符串长度 */
unsigned char LongToString(unsigned char *str, signed long dat)
{
signed char i = 0;
unsigned char len = 0;
unsigned char buf[12];
if (dat < 0) //如果为负数，首先取绝对值，并在指针上添加负号
{
dat = -dat;
*str++ = '-';
len++;
}
do { //先转换为低位在前的十进制数组
buf[i++] = dat % 10;
dat /= 10;
} while (dat > 0);
len += i; //i最后的值就是有效字符的个数
while (i-- > 0) //将数组值转换为ASCII码反向拷贝到接收指针上
{
*str++ = buf[i] + '0';
}
*str = ''; //添加字符串结束符
return len; //返回字符串长度
}
/* 显示运算符，显示位置y，运算符类型type */
void ShowOprt(unsigned char y, unsigned char type)
{
switch (type)
{
case 0: LcdShowStr(0, y, "+"); break; //0代表+
case 1: LcdShowStr(0, y, "-"); break; //1代表-
case 2: LcdShowStr(0, y, "*"); break; //2代表*
case 3: LcdShowStr(0, y, "/"); break; //3代表/
default: break;
}
}
/* 计算器复位，清零变量值，清除屏幕显示 */
void Reset()
{
num1 = 0;
num2 = 0;
step = 0;
LcdFullClear();
}
/* 数字键动作函数，n-按键输入的数值 */
void NumKeyAction(unsigned char n)
{
unsigned char len;
unsigned char str[12];
if (step > 1) //如计算已完成，则重新开始新的计算
{
Reset();
}
if (step == 0) //输入第一操作数
{
num1 = num1*10 + n; //输入数值累加到原操作数上
len = LongToString(str, num1); //新数值转换为字符串
LcdShowStr(16-len, 1, str); //显示到液晶第二行上
}
else //输入第二操作数
{
num2 = num2*10 + n; //输入数值累加到原操作数上
len = LongToString(str, num2); //新数值转换为字符串
LcdShowStr(16-len, 1, str); //显示到液晶第二行上
}
}
/* 运算符按键动作函数，运算符类型type */
void OprtKeyAction(unsigned char type)
{
unsigned char len;
unsigned char str[12];
if (step == 0) //第二操作数尚未输入时响应，即不支持连续操作
{
len = LongToString(str, num1); //第一操作数转换为字符串
LcdAreaClear(0, 0, 16-len); //清除第一行左边的字符位
LcdShowStr(16-len, 0, str); //字符串靠右显示在第一行
ShowOprt(1, type); //在第二行显示操作符
LcdAreaClear(1, 1, 14); //清除第二行中间的字符位
LcdShowStr(15, 1, "0"); //在第二行最右端显示0
oprt = type; //记录操作类型
step = 1;
}
}
/* 计算结果函数 */
void GetResult()
{
unsigned char len;
unsigned char str[12];
if (step == 1) //第二操作数已输入时才执行计算
{
step = 2;
switch (oprt) //根据运算符类型计算结果，未考虑溢出问题
{
case 0: result = num1 + num2; break;
case 1: result = num1 - num2; break;
case 2: result = num1 * num2; break;
case 3: result = num1 / num2; break;
default: break;
}
len = LongToString(str, num2); //原第二操作数和运算符显示到第一行
ShowOprt(0, oprt);
LcdAreaClear(1, 0, 16-1-len);
LcdShowStr(16-len, 0, str);
len = LongToString(str, result); //计算结果和等号显示在第二行
LcdShowStr(0, 1, "=");
LcdAreaClear(1, 1, 16-1-len);
LcdShowStr(16-len, 1, str);
}
}
/* 按键动作函数，根据键码执行相应的操作，keycode-按键键码 */
void KeyAction(unsigned char keycode)
{
if ((keycode>='0') && (keycode<='9')) //输入字符
{
NumKeyAction(keycode - '0');
}
else if (keycode == 0x26) //向上键，+
{
OprtKeyAction(0);
}
else if (keycode == 0x28) //向下键，-
{
OprtKeyAction(1);
}
else if (keycode == 0x25) //向左键，*
{
OprtKeyAction(2);
}
else if (keycode == 0x27) //向右键，÷
{
OprtKeyAction(3);
}
else if (keycode == 0x0D) //回车键，计算结果
{
GetResult();
}
else if (keycode == 0x1B) //Esc键，清除
{
Reset();
LcdShowStr(15, 1, "0");
}
}
/* 配置并启动T0，ms-T0定时时间 */
void ConfigTimer0(unsigned int ms)
{
unsigned long tmp; //临时变量
tmp = 11059200 / 12; //定时器计数频率
tmp = (tmp * ms) / 1000; //计算所需的计数值
tmp = 65536 - tmp; //计算定时器重载值
tmp = tmp + 28; //补偿中断响应延时造成的误差
T0RH = (unsigned char)(tmp>>8); //定时器重载值拆分为高低字节
T0RL = (unsigned char)tmp;
TMOD &= 0xF0; //清零T0的控制位
TMOD |= 0x01; //配置T0为模式1
TH0 = T0RH; //加载T0重载值
TL0 = T0RL;
ET0 = 1; //使能T0中断
TR0 = 1; //启动T0
}
/* T0中断服务函数，执行按键扫描 */
void InterruptTimer0() interrupt 1
{
TH0 = T0RH; //重新加载重载值
TL0 = T0RL;
KeyScan(); //按键扫描
}
main.c文件实现所有应用层的操作函数，即计算器功能所需要信息显示、按键动作响应等，另外还包括主循环和定时中断的调度。
通过这样一个程序，大家一方面学习如何进行多个.c文件的编程，另外一个方面学会多个函数之间的灵活调用。可以把这个程序看成是一个简单的小项目，学习一下项目编程都是如何进行和布局的。不要把项目想象的太难，再复杂的项目也是这种简单程序的组合和扩展而已。
1.1 串口通信机制和实用的串口例程
我们前边学串口通信的时候，比较注重的是串口底层时序上的操作过程，所以例程都是简单的收发字符或者字符串。在实际应用中，往往串口还要和电脑上的上位机软件进行交互，实现电脑软件发送不同的指令，单片机对应执行不同操作的功能，这就要求我们组织一个比较合理的通信机制和逻辑关系，用来实现我们想要的结果。
本节所提供程序的功能是，通过电脑串口调试助手下发三个不同的命令，第一条指令：buzz on可以让蜂鸣器响；第二条指令：buzz off可以让蜂鸣器不响；第三条指令：showstr ，这个命令空格后边，可以添加任何字符串，让后边的字符串在1602液晶上显示出来，同时不管发送什么命令，单片机收到后把命令原封不动的再通过串口发送给电脑，以表示“我收到了……你可以检查下对不对”。这样的感觉是不是更像是一个小项目了呢？
对于串口通信部分来说，单片机给电脑发字符串好说，有多大的数组，我们就发送多少个字节即可，但是单片机接收数据，接收多少个才应该是一帧完整的数据呢？数据接收起始头在哪里，结束在哪里？这些我们在接收到数据前都是无从得知的。那怎么办呢？
我们的编程思路基于这样一种通常的事实：当需要发送一帧（多个字节）数据时，这些数据都是连续不断的发送的，即发送完一个字节后会紧接着发送下一个字节，期间没有间隔或间隔很短，而当这一帧数据都发送完毕后，就会间隔很长一段时间（相对于连续发送时的间隔来讲）不再发送数据，也就是通信总线上会空闲一段较长的时间。于是我们就建立这样一种程序机制：设置一个软件的总线空闲定时器，这个定时器在有数据传输时（从单片机接收角度来说就是接收到数据时）清零，而在总线空闲时（也就是没有接收到数据时）时累加，当它累加到一定时间（例程里是30ms）后，我们就可以认定一帧完整的数据已经传输完毕了，于是告诉其它程序可以来处理数据了，本次的数据处理完后就恢复到初始状态，再准备下一次的接收。那么这个用于判定一帧结束的空闲时间取多少合适呢？它取决于多个条件，并没有一个固定值，我们这里介绍几个需要考虑的原则：第一，这个时间必须大于波特率周期，很明显我们的单片机接收中断产生是在一个字节接收完毕后，也就是一个时刻点，而其接收过程我们的程序是无从知晓的，因此在至少一个波特率周期内你绝不能认为空闲已经时间达到了。第二，要考虑发送方的系统延时，因为不是所有的发送方都能让数据严格无间隔的发送，因为软件响应、关中断、系统临界区等等操作都会引起延时，所以还得再附加几个到十几个ms的时间。我们选取的30ms是一个折中的经验值，它能适应大部分的波特率（大于1200）和大部分的系统延时（PC机或其它单片机系统）情况。
我先把这个程序最重要的UART.c文件中的程序贴出来，一点点给大家解析，这个是实际项目开发常用的用法，大家一定要认真弄明白。
/*****************************Uart.c文件程序源代码*****************************/
#include <reg52.h>
bit flagFrame = 0; //帧接收完成标志，即接收到一帧新数据
bit flagTxd = 0; //单字节发送完成标志，用来替代TXD中断标志位
unsigned char cntRxd = 0; //接收字节计数器
unsigned char pdata bufRxd[64]; //接收字节缓冲区
extern void UartAction(unsigned char *buf, unsigned char len);
/* 串口配置函数，baud-通信波特率 */
void ConfigUART(unsigned int baud)
{
SCON = 0x50; //配置串口为模式1
TMOD &= 0x0F; //清零T1的控制位
TMOD |= 0x20; //配置T1为模式2
TH1 = 256 - (11059200/12/32)/baud; //计算T1重载值
TL1 = TH1; //初值等于重载值
ET1 = 0; //禁止T1中断
ES = 1; //使能串口中断
TR1 = 1; //启动T1
}
/* 串口数据写入，即串口发送函数，buf-待发送数据的指针，len-指定的发送长度 */
void UartWrite(unsigned char *buf, unsigned char len)
{
while (len--) //循环发送所有字节
{
flagTxd = 0; //清零发送标志
SBUF = *buf++; //发送一个字节数据
while (!flagTxd); //等待该字节发送完成
}
}
/* 串口数据读取函数，buf-接收指针，len-指定的读取长度，返回值-实际读到的长度 */
unsigned char UartRead(unsigned char *buf, unsigned char len)
{
unsigned char i;
if (len > cntRxd) //指定读取长度大于实际接收到的数据长度时，
{ //读取长度设置为实际接收到的数据长度
len = cntRxd;
}
for (i=0; i<len; i++) //拷贝接收到的数据到接收指针上
{
*buf++ = bufRxd[i];
}
cntRxd = 0; //接收计数器清零
return len; //返回实际读取长度
}
/* 串口接收监控，由空闲时间判定帧结束，需在定时中断中调用，ms-定时间隔 */
void UartRxMonitor(unsigned char ms)
{
static unsigned char cntbkp = 0;
static unsigned char idletmr = 0;
if (cntRxd > 0) //接收计数器大于零时，监控总线空闲时间
{
if (cntbkp != cntRxd) //接收计数器改变，即刚接收到数据时，清零空闲计时
{
cntbkp = cntRxd;
idletmr = 0;
}
else //接收计数器未改变，即总线空闲时，累积空闲时间
{
if (idletmr < 30) //空闲计时小于30ms时，持续累加
{
idletmr += ms;
if (idletmr >= 30) //空闲时间达到30ms时，即判定为一帧接收完毕
{
flagFrame = 1; //设置帧接收完成标志
}
}
}
}
else
{
cntbkp = 0;
}
}
/* 串口驱动函数，监测数据帧的接收，调度功能函数，需在主循环中调用 */
void UartDriver()
{
unsigned char len;
unsigned char pdata buf[40];
if (flagFrame) //有命令到达时，读取处理该命令
{
flagFrame = 0;
len = UartRead(buf, sizeof(buf)); //将接收到的命令读取到缓冲区中
UartAction(buf, len); //传递数据帧，调用动作执行函数
}
}
/* 串口中断服务函数 */
void InterruptUART() interrupt 4
{
if (RI) //接收到新字节
{
RI = 0; //清零接收中断标志位
if (cntRxd < sizeof(bufRxd)) //接收缓冲区尚未用完时，
{ //保存接收字节，并递增计数器
bufRxd[cntRxd++] = SBUF;
}
}
if (TI) //字节发送完毕
{
TI = 0; //清零发送中断标志位
flagTxd = 1; //设置字节发送完成标志
}
}
大家可以对照注释和前面的讲解分析下这个Uart.c文件，在这里指出其中的两个要点希望大家多注意下。
1、接收数据的处理，在串口中断中，将接收到的字节都存入缓冲区bufRxd中，同时利用另外的定时器中断通过间隔调用UartRxMonitor来监控一帧数据是否接收完毕，判定的原则就是我们前面介绍的空闲时间，当判定一帧数据结束完毕时，设置flagFrame标志，主循环中可以通过调用UartDriver来检测该标志，并处理接收到的数据。当要处理接收到的数据时，先通过串口读取函数UartRead把接收缓冲区bufRxd中的数据读取出来，然后再对读到的数据进行判断处理。也许你会说，既然数据都已经接收到bufRxd中了，那我直接在这里面用不就行了嘛，何必还得再拷贝到另一个地方去呢？我们设计这种双缓冲的机制，主要是为了提高串口接收到响应效率：首先如果你在bufRxd中处理数据，那么这时侯就不能再接收任何数据，因为新接收的数据会破坏原来的数据，造成其不完整和混乱；其次，这个处理过程可能会耗费较长的时间，比如说上位机现在就给你发来一个延时显示的命令，那么在这个延时的过程中你都无法去接收新的命令，在上位机看来就是你暂时失去响应了。而使用这种双缓冲机制就可以大大改善这个问题，因为数据拷贝所需的时间是相当短的，而只要拷贝出去后，bufRxd就可以马上准备去接收新数据了。
2、串口数据写入函数UartWrite，它把数据指针buf指向的数据块连续的由串口发送出去。虽然我们的串口程序启用了中断，但这里的发送功能却没有在中断中完成，而是仍然靠查询发送中断标志flagTxd（因中断函数内必须清零TI，否则中断会重复进入执行，所以另置了一个flagTxd来代替TI）来完成，当然也可以采用先把发送数据拷贝到一个缓冲区中，然后再在中断中发缓冲区数据发送出去的方式，但这样一是要耗费额外的内存，二是使程序更复杂。这里也还是想告诉大家，简单方式可以解决的问题就不要搞得更复杂。
/*****************************main.c文件程序源代码******************************/
#include <reg52.h>
sbit BUZZ = P1^6; //蜂鸣器控制引脚
bit flagBuzzOn = 0; //蜂鸣器启动标志
unsigned char T0RH = 0; //T0重载值的高字节
unsigned char T0RL = 0; //T0重载值的低字节
void ConfigTimer0(unsigned int ms);
extern void UartDriver();
extern void ConfigUART(unsigned int baud);
extern void UartRxMonitor(unsigned char ms);
extern void UartWrite(unsigned char *buf, unsigned char len);
extern void InitLcd1602();
extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str);
extern void LcdAreaClear(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char len);
void main()
{
EA = 1; //开总中断
ConfigTimer0(1); //配置T0定时1ms
ConfigUART(9600); //配置波特率为9600
InitLcd1602(); //初始化液晶
while (1)
{
UartDriver(); //调用串口驱动
}
}
/* 内存比较函数，比较两个指针所指向的内存数据是否相同，
ptr1-待比较指针1，ptr2-待比较指针2，len-待比较长度
返回值-两段内存数据完全相同时返回1，不同返回0 */
bit CmpMemory(unsigned char *ptr1, unsigned char *ptr2, unsigned char len)
{
while (len--)
{
if (*ptr1++ != *ptr2++) //遇到不相等数据时即刻返回0
{
return 0;
}
}
return 1; //比较完全部长度数据都相等则返回1
}
/* 串口动作函数，根据接收到的命令帧执行响应的动作
buf-接收到的命令帧指针，len-命令帧长度 */
void UartAction(unsigned char *buf, unsigned char len)
{
unsigned char i;
unsigned char code cmd0[] = "buzz on"; //开蜂鸣器命令
unsigned char code cmd1[] = "buzz off"; //关蜂鸣器命令
unsigned char code cmd2[] = "showstr "; //字符串显示命令
unsigned char code cmdLen[] = { //命令长度汇总表
sizeof(cmd0)-1, sizeof(cmd1)-1, sizeof(cmd2)-1,
};
unsigned char code *cmdPtr[] = { //命令指针汇总表
&cmd0[0], &cmd1[0], &cmd2[0],
};
for (i=0; i<sizeof(cmdLen); i++) //遍历命令列表，查找相同命令
{
if (len >= cmdLen[i]) //首先接收到的数据长度要不小于命令长度
{
if (CmpMemory(buf, cmdPtr[i], cmdLen[i])) //比较相同时退出循环
{
break;
}
}
}
switch (i) //循环退出时i的值即是当前命令的索引值
{
case 0:
flagBuzzOn = 1; //开启蜂鸣器
break;
case 1:
flagBuzzOn = 0; //关闭蜂鸣器
break;
case 2:
buf[len] = ''; //为接收到的字符串添加结束符
LcdShowStr(0, 0, buf+cmdLen[2]); //显示命令后的字符串
i = len - cmdLen[2]; //计算有效字符个数
if (i < 16) //有效字符少于16时，清除液晶上的后续字符位
{
LcdAreaClear(i, 0, 16-i);
}
break;
default: //未找到相符命令时，给上机发送“错误命令”的提示
UartWrite("bad command.rn", sizeof("bad command.rn")-1);
return;
}
buf[len++] = 'r'; //有效命令被执行后，在原命令帧之后添加
buf[len++] = 'n'; //回车换行符后返回给上位机，表示已执行
UartWrite(buf, len);
}
/* 配置并启动T0，ms-T0定时时间 */
void ConfigTimer0(unsigned int ms)
{
unsigned long tmp; //临时变量
tmp = 11059200 / 12; //定时器计数频率
tmp = (tmp * ms) / 1000; //计算所需的计数值
tmp = 65536 - tmp; //计算定时器重载值
tmp = tmp + 33; //补偿中断响应延时造成的误差
T0RH = (unsigned char)(tmp>>8); //定时器重载值拆分为高低字节
T0RL = (unsigned char)tmp;
TMOD &= 0xF0; //清零T0的控制位
TMOD |= 0x01; //配置T0为模式1
TH0 = T0RH; //加载T0重载值
TL0 = T0RL;
ET0 = 1; //使能T0中断
TR0 = 1; //启动T0
}
/* T0中断服务函数，执行串口接收监控和蜂鸣器驱动 */
void InterruptTimer0() interrupt 1
{
TH0 = T0RH; //重新加载重载值
TL0 = T0RL;
if (flagBuzzOn) //执行蜂鸣器鸣叫或关闭
BUZZ = ~BUZZ;
else
BUZZ = 1;
UartRxMonitor(1); //串口接收监控
}
main函数和主循环的结构我们已经做过很多了，就不多说了，这里重点把串口接收数据的具体解析方法给大家分析一下，这种用法具有很强的普遍性，掌握并灵活运用它可以使你将来的开发工作事半功倍。
首先来看CmpMemory函数，这个函数很简单，就是比较两段内存数据，通常都是数组中的数据，函数接收两段数据的指针，然后逐个字节比较——if (*ptr1++ != *ptr2++)，这行代码既完成了两个指针指向的数据的比较，又在比较完后把两个指针都各自+1，从这里是不是也能领略到一点C语言的简洁高效的魅力呢。这个函数的用处自然就是用来比较我们接收到的数据和事先放在程序里的命令字符串是否相同，从而找出相符的命令了。
接下来是UartAction函数对接收数据的解析和处理方法，先把接收的数据与所支持的命令字符串逐条比较，这个比较中首先要确保接收的长度大于命令字符串的长度，然后再用上述的CmpMemory函数逐字节比较，如果比较相同就立即退出循环，不同则继续对比下一条命令。当找到相符的命令字符串时，最终i的值就是该命令在其列表中的索引位置，当遍历完命令列表都没有找到相符的命令时，最终i的值将等于命令总数，那么接下来就用switch语句根据i的值来执行具体的动作，这个就不需要再详细说明了。
/***************************Lcd1602.c文件程序源代码*****************************/
#include <reg52.h>
#define LCD1602_DB P0
sbit LCD1602_RS = P1^0;
sbit LCD1602_RW = P1^1;
sbit LCD1602_E = P1^5;
/* 等待液晶准备好 */
void LcdWaitReady()
{
unsigned char sta;
LCD1602_DB = 0xFF;
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 1;
do {
LCD1602_E = 1;
sta = LCD1602_DB; //读取状态字
LCD1602_E = 0;
} while (sta & 0x80); //bit7等于1表示液晶正忙，重复检测直到其等于0为止
}
/* 向LCD1602液晶写入一字节命令，cmd-待写入命令值 */
void LcdWriteCmd(unsigned char cmd)
{
LcdWaitReady();
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_DB = cmd;
LCD1602_E = 1;
LCD1602_E = 0;
}
/* 向LCD1602液晶写入一字节数据，dat-待写入数据值 */
void LcdWriteDat(unsigned char dat)
{
LcdWaitReady();
LCD1602_RS = 1;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_DB = dat;
LCD1602_E = 1;
LCD1602_E = 0;
}
/* 设置显示RAM起始地址，亦即光标位置，(x,y)-对应屏幕上的字符坐标 */
void LcdSetCursor(unsigned char x, unsigned char y)
{
unsigned char addr;
if (y == 0) //由输入的屏幕坐标计算显示RAM的地址
addr = 0x00 + x; //第一行字符地址从0x00起始
else
addr = 0x40 + x; //第二行字符地址从0x40起始
LcdWriteCmd(addr | 0x80); //设置RAM地址
}
/* 在液晶上显示字符串，(x,y)-对应屏幕上的起始坐标，str-字符串指针 */
void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str)
{
LcdSetCursor(x, y); //设置起始地址
while (*str != '') //连续写入字符串数据，直到检测到结束符
{
LcdWriteDat(*str++);
}
}
/* 区域清除，清除从(x,y)坐标起始的len个字符位 */
void LcdAreaClear(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char len)
{
LcdSetCursor(x, y); //设置起始地址
while (len--) //连续写入空格
{
LcdWriteDat(' ');
}
}
/* 初始化1602液晶 */
void InitLcd1602()
{
LcdWriteCmd(0x38); //16*2显示，5*7点阵，8位数据接口
LcdWriteCmd(0x0C); //显示器开，光标关闭
LcdWriteCmd(0x06); //文字不动，地址自动+1
LcdWriteCmd(0x01); //清屏
}
液晶文件与上一个例程的液晶文件基本是一样的，唯一的区别是删掉了一个本例中用不到的全屏清屏函数，其实留着这个函数也没关系，只是Keil会提示一个警告，告诉你有未被调用的函数而已，可以不理会它。
经过这几个多文件工程的练习后，大家是否发现，在采用多文件模块化编程后，不光是某些函数，甚至整个c文件，如有需要，我们都可以直接复制到其它的新工程中使用，非常方便功能程序的移植，这样随着实践积累的增加，你会发现工作效率变得越来越高了。
1.2 练习题
1、将通信时序的逻辑理解透彻，并且能够自己独立看懂其它器件的时序图。
2、根据1602整屏移动程序，改写成整屏右移的程序。
3、掌握多.c源文件编写代码的方法以及调用其它文件中变量和函数的方法。
4、彻底理解实用的串口通信机制程序，能够完全解析明白实用串口通信例程，为今后自己独立编写类似程序打下基础。
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