51单片机使用串口查看程序执行的数据

news2024/11/25 13:28:05

51单片机使用串口查看程序执行的数据

1.概述

这篇文章介绍利用串口输出程序执行的数据，辅助我们调试程序，提高代码定位问题的效率。

2.硬件电路原理

在这里插入图片描述

3.串口助手查看程序数据

输出串口数据的方式分为CPU查询方式和中断方式。他们各有优缺点，在实际的项目中可以灵活选择。
CPU查询方式：串口收发数据时刻都在占用CPU资源。
中断方式：串口收发数据触发中断，只有发生中断才会使用CPU资源。但是如果中断程序处理时间较长，则会影响正常程序的执行。

3.1.中断方式查看串口数据

1.程序

在UART_init中断初始化函数中设置打开了总中断和串口中断，当我们在STC-ISP软件中输入信息时候，就会触发UART_R中断函数，在串口助手中就可以看到输入的信息。

/*********************************************************************************************
程序名： 　　 UART串口中断方式程序实例
编写人： 　　 bruce　
编写时间：　　2023年11月27日
硬件支持：　　STC12C2052AD　外部12MHZ晶振
接口说明：　　连接串口ISP下载线  
修改日志：　　
　　NO.1-								
/*********************************************************************************************
说明：
用Windows系统中的“超级终端”软件，将串口端设置 [ 4800，8，无，1，无 ]
或采用STC-ISP软件中的串口助手功能，将串口端设置 [ 4800，8，无，1，无 ]

向串口发送数据，单片机将数据发还给PC端并显示。

/*********************************************************************************************/

#include<STC12C2052AD.H> //51头文件

/*********************************************************************************************
函数名：UART串口初始化函数
调  用：UART_init();
参  数：无
返回值：无
结  果：启动UART串口接收中断，允许串口接收，启动T/C1产生波特率（占用）
备  注：振荡晶体为12MHz，PC串口端设置 [ 4800，8，无，1，无 ]
/**********************************************************************************************/
void UART_init (void){
	//打开和关闭中断，打开时使用中断，关闭时使用CPU查询方式。
	EA = 1; //允许总中断（如不使用中断，可用//屏蔽）
	ES = 1; //允许UART串口的中断

	TMOD = 0x20;	//定时器T/C1工作方式2
	SCON = 0x50;	//串口工作方式1，允许串口接收（SCON = 0x40 时禁止串口接收）
	TH1 = 0xF3;	//定时器初值高8位设置
	TL1 = 0xF3;	//定时器初值低8位设置
	PCON = 0x80;	//波特率倍频（屏蔽本句波特率为2400）
	TR1 = 1;	//定时器启动    
}

/*********************************************************************************************
函数名：UART串口接收中断处理函数
调  用：[SBUF收到数据后中断处理]
参  数：无
返回值：无
结  果：UART串口接收到数据时产生中断，用户对数据进行处理（并发送回去）
备  注：过长的处理程序会影响后面数据的接收
/**********************************************************************************************/
void UART_R (void) interrupt 4  using 1{ //切换寄存器组到1
	unsigned char UART_data; //定义串口接收数据变量
	RI = 0;			//令接收中断标志位为0（软件清零）
	UART_data = SBUF;	//将接收到的数据送入变量 UART_data
		
	SBUF = UART_data;	//将接收的数据发送回去（删除//即生效）
	while(TI == 0);	//检查发送中断标志位
	TI = 0;		//令发送中断标志位为0（软件清零）
}
/*********************************************************************************************
函数名：主函数
调  用：无
参  数：无
返回值：无
结  果：程序开始处，无限循环
备  注：
/**********************************************************************************************/
void main (void){
	UART_init();
	while(1){
	}
}
2.串口助手查看数据

将单片机通过USB链接到电脑，打开STC-ISP软件，将上面的程序烧录到单片机。
烧录程序注意：

1.烧录程序时一定要选择外部晶振，因为我们的电路中给单片机外接了12MHZ晶振。
2.烧录完成后将单片机20引脚的VCC，5V电源断电在上电，这样就切换为外部晶振。
以上两点要注意，否则在串口助手中会出现发送和接收的数据不一致。

点击串口助手设置步骤如下

  • 1.接收缓存区设置HEX模式
  • 2.发送缓存区设置HEX模式
  • 3.串口选择与烧录程序时同一个串口号
  • 4.波特率程序中设置的是4800，因此这里也要设置4800
  • 5.校验位选择无
  • 6.停止位选择1
  • 7.打开串口
  • 8.在发送区域输入内容，点击发送数据
  • 9.在接收区域可查看到发送的数据

在这里插入图片描述

3.2.CPU查询方式查看串口数据

1.程序

在UART_init中断初始化函数中去掉中断和串口中断代码，当我们在STC-ISP软件中输入信息时候，CPU就会实时处理，在串口助手中就可以看到输入的信息。

电路原理图和STC-ISP软件操作方法同上面一致。

/*********************************************************************************************
程序名： 　　 UART串口中断方式程序实例
编写人： 　　 bruce　
编写时间：　　2023年11月27日
硬件支持：　　STC12C2052AD　外部12MHZ晶振
接口说明：　　连接串口ISP下载线  
修改日志：　　
　　NO.1-								
/*********************************************************************************************
说明：
用Windows系统中的“超级终端”软件，将串口端设置 [ 4800，8，无，1，无 ]
或采用STC-ISP软件中的串口助手功能，将串口端设置 [ 4800，8，无，1，无 ]

向串口发送数据，单片机将数据发还给PC端并显示。

/*********************************************************************************************/

#include<STC12C2052AD.H> //51头文件

/*********************************************************************************************
函数名：UART串口初始化函数
调  用：UART_init();
参  数：无
返回值：无
结  果：启动UART串口接收中断，允许串口接收，启动T/C1产生波特率（占用）
备  注：振荡晶体为12MHz，PC串口端设置 [ 4800，8，无，1，无 ]
/**********************************************************************************************/
void UART_init (void){
	//打开和关闭中断，打开时使用中断，关闭时使用CPU查询方式。
	//EA = 1; //允许总中断（如不使用中断，可用//屏蔽）
	//ES = 1; //允许UART串口的中断

	TMOD = 0x20;	//定时器T/C1工作方式2
	SCON = 0x50;	//串口工作方式1，允许串口接收（SCON = 0x40 时禁止串口接收）
	TH1 = 0xF3;	//定时器初值高8位设置
	TL1 = 0xF3;	//定时器初值低8位设置
	PCON = 0x80;	//波特率倍频（屏蔽本句波特率为2400）
	TR1 = 1;	//定时器启动    
}

/*********************************************************************************************
函数名：主函数
调  用：无
参  数：无
返回值：无
结  果：程序开始处，无限循环
备  注：
/**********************************************************************************************/
void main (void){
	unsigned char UART_data; //定义串口接收数据变量
	UART_init();
	while(1){
		if (RI == 1){		//接收中断标志位为1时
			UART_data = SBUF;	//接收数据 SBUF 为单片机的接收发送缓冲寄存器
			RI = 0;			//令接收中断标志位为0（软件清零）

			SBUF = UART_data;	//将接收的数据发送回去（删除//即生效）
			while(TI == 0);	//检查发送中断标志位,为1表示在发送数据，0为发送结束。
			TI = 0;		//令发送中断标志位为0（软件清零）
		}
	}
}

3.3.发送字母和中文字符

上面两个实例发送和接收是十六进制(HEX)，不能显示字母和汉字，下面介绍发送字母和汉字显示的方式。

1.程序
  • 在代码开始增加了#include <string.h>头文件显示中文和字母
  • UART_T函数用来接收输入的数据，然后在串口助手中输出
/*********************************************************************************************
程序名： 　　 UART串口中断方式程序实例
编写人： 　　 bruce　
编写时间：　　2023年11月27日
硬件支持：　　STC12C2052AD　外部12MHZ晶振
接口说明：　　连接串口ISP下载线  
修改日志：　　
　　NO.1-								
/*********************************************************************************************
说明：
用Windows系统中的“超级终端”软件，将串口端设置 [ 4800，8，无，1，无 ]
或采用STC-ISP软件中的串口助手功能，将串口端设置 [ 4800，8，无，1，无 ]

向串口发送数据，单片机将数据发还给PC端并显示。

/*********************************************************************************************/

#include<STC12C2052AD.H> //51头文件
#include <string.h>

/*********************************************************************************************
函数名：UART串口初始化函数
调  用：UART_init();
参  数：无
返回值：无
结  果：启动UART串口接收中断，允许串口接收，启动T/C1产生波特率（占用）
备  注：振荡晶体为12MHz，PC串口端设置 [ 4800，8，无，1，无 ]
/**********************************************************************************************/
void UART_init (void){
	//打开和关闭中断，打开时使用中断，关闭时使用CPU查询方式。
	//EA = 1; //允许总中断（如不使用中断，可用//屏蔽）
	//ES = 1; //允许UART串口的中断

	TMOD = 0x20;	//定时器T/C1工作方式2
	SCON = 0x50;	//串口工作方式1，允许串口接收（SCON = 0x40 时禁止串口接收）
	TH1 = 0xF3;	//定时器初值高8位设置
	TL1 = 0xF3;	//定时器初值低8位设置
	PCON = 0x80;	//波特率倍频（屏蔽本句波特率为2400）
	TR1 = 1;	//定时器启动    
}

/*********************************************************************************************
函数名：UART串口发送函数
调  用：UART_T (?);
参  数：需要UART串口发送的数据（8位/1字节）
返回值：无 
结  果：将参数中的数据发送给UART串口，确认发送完成后退出
备  注：
/**********************************************************************************************/
void UART_T (unsigned char UART_data){ //定义串口发送数据变量
	SBUF = UART_data;	//将接收的数据发送回去
	while(TI == 0);		//检查发送中断标志位
	TI = 0;			//令发送中断标志位为0（软件清零）
}

/*********************************************************************************************
函数名：UART串口发送字符串函数
调  用：UART_TC (?);
参  数：需要UART串口发送的数据（8位/1字节）
返回值：无 
结  果：向串口发送一个字符串,长度不限。
备  注：例：UART_TC("d9887321$"); 此函数需要#include <string.h>头文件支持。
/**********************************************************************************************/
void UART_TC (unsigned char *str){
	while(*str != '\0'){
		UART_T(*str);
		*str++;
	}
	*str = 0;
}
/*********************************************************************************************
函数名：主函数
调  用：无
参  数：无
返回值：无
结  果：程序开始处，无限循环
备  注：
/**********************************************************************************************/
void main (void){
	unsigned char UART_data;
	UART_init();
	while(1){
		UART_TC("value:");
		UART_T(0X30+5);
	}
}
2.串口助手

串口助手查看字符类型数据时，将接收区域设置为文本模式
在这里插入图片描述

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