PC机与单片机串行通信中实现命令批处理

    摘要：介绍PC机与MCS-51单片机通信批处理命令的实现思想、方法、通信协议和C51程序平台。为PC机与单片机间串行通信程序设计提供一种方法上的新思路。

    关键词：批处理 MCS-51单片机 通信协议

在PC机与MCS-51单片机之间进行串行通信时，基本是一对一的，即用PC机向单片机每发1条命令，就等待单片机的1条返回信息。这样可能把大量时间浪费在PC机与单片机的通信过程中了。为此笔者经过实践，设计出可以批处理执行PC机发给单片机的命令，就像DOS操作系统中的批处理命令一样，可连续批处理信息，结果当然提高了系统速度。文中提供了部分平台式C51软件源代码，以供大家参考。

1 通信协议

（1）通信数据格式

PC机→MCS-51单片机数据格式如表1所列。

表1

Stx	Len	Comma	Data[0]…Data[N-1]	Edc	Etx
开始	长度	命令	数据体	校验码	结束码
0x60	N+2(2Byte)	（2Byte）		Stx^Len^CommandH^ CommandL^data[0]…Data[N-1]	0X03

MCS-51单片机→PC机数据格式如表2所列。

表2 

Stx	Len	Status	Data[0]…Data[N-1]	Edc	Etx
开始	长度	命令	数据体	校验码	结束码
0x60	N+2（2Byte）	2（Byte）		Stx^Len^CommandH^ CommandL^data[0]..Data[N-1]	0X03

（2）初始通信参数

　　PC机与单片机间（9600，n，8，1）即波特率为9600 baud，1起始位，8数据位，1停止位，无奇偶校验。

（3）数据收发方式

　　所有数据按二进制单字节发送。

（4）发送数据顺序

　　发送同步码（1Byte）：Stx=0X60

　　发送后续字节的长度(2Byte)：Len=2+N

　　发送Len个后续数据字节(N+2 Byte)：CommandH，CommandL，Data[0]…Data[N-1]

　　发送校验码（1Byte）： Edc=Stx^CommandH^ CommandL^Data[0]^…Data[N-1]

　　发送结束码(1Byte)： Etx=0X03

2 单条命令COMMAND[n]

COMMAND[n]格式：

Command	Data[0]～-Data[N-1]
XXXXH	数据体

一般把单条命令的长度控制在255以内。

PC机向单片机发送数据序列为：

STX，LENH，LENL，COMMANDH，COMMANDL，DATA…DATA,EDC,ETX

3 批处理的思想方法

（1）批处理命令BATCH_COMMAND （0X0000）

PC格式：

Command	Data[0]	Data[1]～-Data[i]	Data[i+1]…	---…Data[N]
0x0000	NUM命令个数	Flag,COMMAND[0]	Flag,COMMAND[i]	Flag,COMMAND[n]

NUM——后续命令的个数；

Flag——需要返回的标志(00为要返回数据，其它为无需返回数据)。

COMMAND[i]=LEN,子命令体

功能：批处理执行功能。

返回状态及数据：根据Flag标志决定是否返回数据，按发送命令的顺序返回数据。

（2）控制批处理转移的命令

功能：没有数据和状态返回，控制下位机跳转。

① 控制BATCH_If（0X0001）用于判断，条件执行命令

功能：单片机遇到该命令，执行判断，如果结果为逻辑真，则执行紧跟BATCH_If的第1条命令；否则执行紧跟BATCH_If第2条命令。

PC格式：

Command	Data1	Data2～-Datai	Dataj…
0x0001	num	EQUAL/NOT	VALUE

num： 返回数据从右到左的第几个数据，为0时为状态数据的低位字节；

EQUAL/NOT——00为相等，1为不等；

VALUE——数值。

返回：无。

② 控制BATCH_Break（0x0002）跳出循环命令

功能：用于跳出BATCH_While循环。

PC格式：

Command

0x0002

返回：无。

③ 控制BATCH_While（0x0003）循环执行循环体内的命令

功能：循环执行循环体内的命令。

PC格式：

Command	Data1
0x0003	Num(循环内命令个数)

返回：无。

④ 控制BATCH_Return（0x0004）退出打包程序块

功能：退出打包程序块。

PC格式：

Command

0X0004

返回：无。

（3）注意事项

◇ BATCH _While循环不能嵌套使用；

◇ BATCH _Break只能用于BATCH _While循环体内；

◇ 需要立即获取返回数据的命令，一般不要放到批处理中。

（4）控制打包程序转移的PC机命令举例说明

    该实例根据命令的结果判断是否转移，循环中只使用Reader_Version()。

PC机下传给单片机的代码：BATCH_ COMMAND

    Reader_Version()：假设为0X1001

实际PC机下传的代码为（HEX格式）：

60 28 00 00 06 01 00 03 00 00 05 01 00 04 00 01 00 00 03 01 00

02 00 02 01 00 05 00 01 05 00 61 01 00 02 00 04 00 00 02 10 01 校验码 03

4 程序流程

各程序流程如图1~图4所示。

5 部分源程序代码

由于篇幅所限，这里只提供部分源程序。

（1）主程序

主程序首先接收数据，对数据进行分析，区分批处理和单条命令；然后执行命令；最后将结果返回上传给PC机，程序清单见本刊网站补充版（网站地址：http://www.dpj.com.cn）。

（2）批处理程序

批处理程序将控制转移的命令都用标志来区分，通过解释命令序列来执行命令，最后将结果按照通信数据格式打包，上传给PC机，程序清单见本刊网站补充版。

结束语

本文在PC机与单片机串行通信的软件编程中做了探索，实现批处理信息数据通信的处理。相信这种新的思路和方法会有所发展并很快应用于实际嵌入式系统。