單片機C語言教程第八課-開關語句

單片機C語言教程第八課-開關語句單片機C語言教程第八課-開關語句我們學習了條件語句，用多個條件語句可以實現(xiàn)多方向條件分支，但是可以發(fā)現(xiàn)使用過多的條件語句實現(xiàn)多方向分支會使條件語句嵌套過多，程序冗長，這樣讀起來也很不好讀。這時使用開關語句同樣可以達到處理多分支選擇的目的，又可以使程序結構清晰。它的語法為下：switch(表達式)

{

case常量表達式1:語句1;break;

case常量表達式2:語句2;break;

case常量表達式3:語句3;break;

case常量表達式n:語句n;break;

default:語句

}運行中switch后面的表達式的值將會做為條件，與case后面的各個常量表達式的值相對比，如果相等時則執(zhí)行后面的語句，再執(zhí)行break（間斷語句）語句，跳出switch語句。如果case沒有和條件相等的值時就執(zhí)行default后的語句。當要求沒有符合的條件時不做任何處理，則可以不寫default語句。

在上面的課程中我們一直在用printf這個標準的C輸出函數(shù)做字符的輸出，使用它當然會很方便，但它的功能強大，所占用的存儲空間自然也很大，要1K左右字節(jié)空間，如果再加上scanf輸入函數(shù)就要達到2K左右的字節(jié)，這樣的話如果要求用2K存儲空間的芯片時就無法再使用這兩個函數(shù)，例如AT89C2051。在這些小項目中，通常我們只是要求簡單的字符輸入輸出，這里以筆者發(fā)表在《無線電雜志》的一個簡單的串口應用實例為例，一來學習使用開關語句的使用，二來簡單了解51芯片串口基本編程。這個實例是用PC串口通過上位機程序與由AT89C51組成的下位機相通訊，實現(xiàn)用PC軟件控制AT89C51芯片的IO口，這樣也就可以再通過相關電路實現(xiàn)對設備的控制(這里是控制繼電器)。在筆者的網(wǎng)站還可以查看相關文章。所使用的硬件還是用回我們以上課程中做好的硬件，以串口和PC連接，用LED查看實驗的結果。下面是源代碼。

/*----------------------------------------

CDLE-J20_Main.cPC串口控制IO口電路

可以用字符控制和讀取IO口

簡單版本V2.0

更加好的單片機版本和PC控制軟件和DLL動態(tài)庫

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明浩E-mail:pnzwzw@163

pnzwzw@

----------------------------------------*/#includestaticunsignedchardataCN[4];

staticunsignedchardataCT;

unsignedcharTS[8]={254,252,248,240,224,192,128,0};voidmain(void)

{

voidInitCom(unsignedcharBaudRate);

voidComOutChar(unsignedcharOutData);

voidCSToOut(void);

voidCNToOut(void);

unsignedinta;CT=0;//接收字符序列

CN[0]=0;

CN[1]=51;

CN[2]=51;

CN[3]=0;

InitCom(6);//設置波特率為96001-8波特率300－57600

EA=1;

ES=1;//開串口中斷

do

{

for(a=0;a<30000;a++)

P3_6=1;

for(a=0;a<30000;a++)//指示燈閃動

P3_6=0;

}

while(1);

}

//串口初始化晶振為11.0592M方式1波特率300－57600

voidInitCom(unsignedcharBaudRate)

{

unsignedcharTHTL;

switch(BaudRate)

{

case1:THTL=64;break;//波特率300

case2:THTL=160;break;//600

case3:THTL=208;break;//1200

case4:THTL=232;break;//2400

case5:THTL=244;break;//4800

case6:THTL=250;break;//9600

case7:THTL=253;break;//19200

case8:THTL=255;break;//57600

default:THTL=208;

}

SCON=0x50;//串口方式1,允許接收

TMOD=0x20;//定時器1定時方式2

TCON=0x40;//設定時器1開始計數(shù)

TH1=THTL;

TL1=THTL;

PCON=0x80;//波特率加倍控制,SMOD位

RI=0;//清收發(fā)標志

TI=0;

TR1=1;//啟動定時器

}//向串口輸出一個字符（非中斷方式）

voidComOutChar(unsignedcharOutData)

{

SBUF=OutData;//輸出字符

while(!TI);//空語句判斷字符是否發(fā)完

TI=0;//清TI

}//串口接收中斷

voidComInINT(void)interrupt4using1

{

if(RI)//判斷是不是收完字符

{

if(CT>3)

{

CT=0;//收完一組數(shù)據(jù)，序列指針清零

CN[0]=0;

CN[1]=51;

CN[2]=51;

CN[3]=0;

}

CN[CT]=SBUF;

CT++;

RI=0;//RI清零

if(CN[0]==0x61&&CN[3]==0x61)//用aXXa的簡單方式保證接收的可靠性，可以滿足業(yè)余的要求

{//a也可以為板下的ID號，在同一個串行口上可以掛上一塊以上的板

CSToOut();//收到的數(shù)據(jù)格式正確時，調用控制輸出函數(shù)

}//要想更為可靠的工作則要用到數(shù)據(jù)檢驗和通訊協(xié)議

}

}//根據(jù)全局變量輸出相應的控制信號

voidCSToOut(void)

{

unsignedchardataa;

unsignedintdatab;

switch(CN[1])//aXXa的格式定義是第一個X為端口,0為P0，1為P1，2為P2，3為關閉所有（同時要第2個X為3，XX＝33）

{//XX＝44為測試用，5為讀取端口狀態(tài)，大于5則為無效數(shù)據(jù)，

case0://第一個X小于3時，第二個X為要輸出的數(shù)據(jù)。

P0=CN[2];

CNToOut();

break;

case1:

P1=CN[2];

CNToOut();

break;

case2:

P2=CN[2];

CNToOut();

break;

case3:

P0=0xFF;

P1=0xFF;

P2=0xFF;

CNToOut();

break;

case4:

P0=0xFF;

P1=0xFF;

P2=0xFF;

for(a=0;a<8;a++)

{

P0=TS[a];

for(b=0;b<50000;b++);

}

P0=0xFF;

for(a=0;a<8;a++)

{

P1=TS[a];

for(b=0;b<50000;b++);

}

P1=0xFF;

for(a=0;a<4;a++)

{

P2=TS[a];

for(b=0;b<50000;b++);

}

P2=0xFF;

CNToOut();

break;

case5://根據(jù)CN[2]返回所要讀取的端口值

switch(CN[2])

{

case0:

ComOutChar(CN[0]);

ComOutChar(CN[1]);

ComOutChar(P0);

ComOutChar(CN[3]);

break;

case1:

ComOutChar(CN[0]);

ComOutChar(CN[1]);

ComOutChar(P1);

ComOutChar(CN[3]);

break;

case2:

ComOutChar(CN[0]);

ComOutChar(CN[1]);

ComOutChar(P2);

ComOutChar(CN[3]);

break;

case3:

ComOutChar(CN[0]);

ComOutChar(CN[1]);

ComOutChar(P3);

ComOutChar(CN[3]);

break;

}

break;

}

}voidCNToOut(void)

{

ComOutChar(CN[0]);

ComOutChar(CN[1]);

ComOutChar(CN[2]);

ComOutChar(CN[3]);

}代碼中有多處使用開關語句的，使用它對不同的條件做不同的處理，如在CSToOut函數(shù)中根據(jù)CN[1]來選擇輸出到那個IO口，如CN[1]=0則把CN[2]的值送到P0，CN[1]=1則送到P1，這樣的寫法比起用if(CN[1]==0)這樣的判斷語句來的清晰明了。當然它們的效果沒有太大的差別（在不考慮編譯后的代碼執(zhí)行效率的情況下）。

在這段代碼其主要的作用就是通過串口和上位機軟件進行通訊，跟據(jù)上位機的命令字串，對指定的IO端口進行讀寫。InitCom函數(shù)，原型為voidInitCom(unsignedcharBaudRate)，其作用為初始化串口。它的輸入?yún)?shù)為一個字節(jié)，程序就是用這個參數(shù)做為開關語句的選擇參數(shù)。如調用InitCom(6),函數(shù)就會把波特率設置為9600。當然這段代碼只使用了一種波特率，可以用更高效率的語句去編寫，這里就不多討論了。

看到這里，你也許會問函數(shù)中的SCON，TCON，TMOD，SCOM等是代表什么？它們是特殊功能寄存器，在以前也略提到過，51芯片的特殊功能寄存器說明可以參看附錄二的'AT89C51特殊功能寄存器列表'，在這里簡單的說說串口相關的硬件設置。

SBUF數(shù)據(jù)緩沖寄存器這是一個可以直接尋址的串行口專用寄存器。有朋友這樣問起過“為何在串行口收發(fā)中，都只是使用到同一個寄存器SBUF？而不是收發(fā)各用一個寄存器?！睂嶋H上SBUF包含了兩個獨立的寄存器，一個是發(fā)送寄存，另一個是接收寄存器，但它們都共同使用同一個尋址地址－99H。CPU在讀SBUF時會指到接收寄存器，在寫時會指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，這樣可以避免接收中斷沒有及時的被響應，數(shù)據(jù)沒有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來，而造成的數(shù)據(jù)重疊問題。發(fā)送器則不需要用到雙緩沖，一般情況下我們在寫發(fā)送程序時也不必用到發(fā)送中斷去外理發(fā)送數(shù)據(jù)。操作SBUF寄存器的方法則很簡單，只要把這個99H地址用關鍵字sfr定義為一個變量就可以對其進行讀寫操作了，如sfrSBUF=0x99;當然你也可以用其它的名稱。通常在標準的reg51.h或at89x51.h等頭文件中已對其做了定義，只要用#include引用就可以了。

SCON串行口控制寄存器通常在芯片或設備中為了監(jiān)視或控制接口狀態(tài)，都會引用到接口控制寄存器。SCON就是51芯片的串行口控制寄存器。它的尋址地址是98H，是一個可以位尋址的寄存器，作用就是監(jiān)視和控制51芯片串行口的工作狀態(tài)。51芯片的串口可以工作在幾個不同的工作模式下，其工作模式的設置就是使用SCON寄存器。它的各個位的具體定義如下：（MSB）（LSB）SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI表8－1串行口控制寄存器SCON

SM0、SM1為串行口工作模式設置位，這樣兩位可以對應進行四種模式的設置。看表8－2串行口工作模式設置。SM0SM1模式功能波特率000同步移位寄存器fosc/120118位UART可變1029位UARTfosc/32或fosc/641139位UART可變表8－2串行口工作模式設置

在這里只說明最常用的模式1，其它的模式也就一一略過，有興趣的朋友可以找相關的硬件資料查看。表中的fosc代表振蕩器的頻率，也就是晶振的頻率。UART為(UniversalAsynchronousReceiver）的英文縮寫。

SM2在模式2、模式3中為多處理機通信使能位。在模式0中要求該位為0。

REM為允許接收位，REM置1時串口允許接收，置0時禁止接收。REM是由軟件置位或清零。如果在一個電路中接收和發(fā)送引腳P3.0,P3.1都和上位機相連，在軟件上有串口中斷處理程序，當要求在處理某個子程序時不允許串口被上位機來的控制字符產(chǎn)生中斷，那么可以在這個子程序的開始處加入REM=0來禁止接收，在子程序結束處加入REM=1再次打開串口接收。大家也可以用上面的實際源碼加入REM=0來進行實驗。

TB8發(fā)送數(shù)據(jù)位8，在模式2和3是要發(fā)送的第9位。該位可以用軟件根據(jù)需要置位或清除，通常這位在通信協(xié)議中做奇偶位，在多處理機通信中這一位則用于表示是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。

RB8接收數(shù)據(jù)位8，在模式2和3是已接收數(shù)據(jù)的第9位。該位可能是奇偶位，地址/數(shù)據(jù)標識位。在模式0中，RB8為保留位沒有被使用。在模式1中，當SM2=0，RB8是已接收數(shù)據(jù)的停止位。

TI發(fā)送中斷標識位。在模式0，發(fā)送完第8位數(shù)據(jù)時，由硬件置位。其它模式中則是在發(fā)送停止位之初，由硬件置位。TI置位后，申請中斷，CPU響應中斷后，發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。在任何模式下，TI都必須由軟件來清除，也就是說在數(shù)據(jù)寫入到SBUF后，硬件發(fā)送數(shù)據(jù)，中斷響應（如中斷打開），這時TI=1，表明發(fā)送已完成，TI不會由硬件清除，所以這時必須用軟件對其清零。

RI接收中斷標識位。在模式0，接收第8位結束時，由硬件置位。其它模式中則是在接收停止位的半中間，由硬件置位。RI=1，申請中斷，要求CPU取走數(shù)據(jù)。但在模式1中，SM2=1時，當未收到有效的停止位，則不會對RI置位。同樣RI也必須要靠軟件清除。

常用的串口模式1是傳輸10個位的，1位起始位為0,8位數(shù)據(jù)位，低位在先，1位停止位為1。它的波特率是可變的，其速率是取決于定時器1或定時器2的定時值（溢出速率）。AT89C51和AT89C2051等51系列芯片只有兩個定時器，定時器0和定時器1，而定時器2是89C52系列芯片才有的。

波特率在使用串口做通訊時，一個很重要的參數(shù)就是波特率，只有上下位機的波特率一樣時才可以進行正常通訊。波特率是指串行端口每秒內可以傳輸?shù)牟ㄌ匚粩?shù)。有一些初學的朋友認為波特率是指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，如標準9600會被誤認為每秒種可以傳送9600個字節(jié)，而實際上它是指每秒可以傳送9600個二進位，而一個字節(jié)要8個二進位，如用串口模式1來傳輸那么加上起始位和停止位，每個數(shù)據(jù)字節(jié)就要占用10個二進位，9600波特率用模式1傳輸時，每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)是9600÷10＝960字節(jié)。51芯片的串口工作模式0的波特率是固定的，為fosc/12，以一個12M的晶振來計算，那么它的波特率可以達到1M。模式2的波特率是固定在fosc/64或fosc/32，具體用那一種就取決于PCON寄存器中的SMOD位，如SMOD為0，波特率為focs/64,SMOD為1，波特率為focs/32。模式1和模式3的波特率是可變的，取決于定時器1或2（52芯片）的溢出速率。那么我們怎么去計算這兩個模式的波特率設置時相關的寄存器的值呢？可以用以下的公式去計算。波特率＝（2SMOD÷32）×定時器1溢出速率上式中如設置了PCON寄存器中的SMOD位為1時就可以把波特率提升2倍。通常會使用定時器1工作在定時器工作模式2下，這時定時值中的TL1做為計數(shù)