通俗易懂!單片機(jī)與Matlab的串口通信
Matlab提供了對(duì)串口進(jìn)行打開、關(guān)閉、以及串口參數(shù)設(shè)置等操作的一系列函數(shù)。利用這些函數(shù)可以選擇串口號(hào)、 設(shè)置串口通信參數(shù)( 波特率、 數(shù)據(jù)位、停止位、 校驗(yàn)位等)、進(jìn)行中斷控制、流控制。從建立串口通信到結(jié)束串口通信的完整流程包括以下幾個(gè)步驟:
1、創(chuàng)建串口對(duì)象，實(shí)現(xiàn)該功能的函數(shù)為：
obj=serial(port,'PropertyName',PropertyValue,....);
例如:obj= serial(com3,'BaudRate'4800)
或使用以下默認(rèn)設(shè)置，創(chuàng)建串口對(duì)象，在命令串口輸入以下代碼，第二句是查看其obj默認(rèn)狀態(tài)
obj = serial('com3');
obj
其中有兩個(gè)重要設(shè)置項(xiàng)
BaudRate: 9600 % 波特率默認(rèn)9600
Terminator: 'LF' %串口觸發(fā)字符“換行符”
2、設(shè)置或者修改串口通信參數(shù)，實(shí)現(xiàn)該功能的函數(shù)為：
set(obj,'PropertyName',PropertyValue,);
例如：set(obj,'BaudRate'4800);
這樣，我們就發(fā)現(xiàn)串口的一些基本設(shè)置，可以在創(chuàng)建串口時(shí)設(shè)置，也可以創(chuàng)建串口之后再進(jìn)行設(shè)置。
3、打開串口，實(shí)現(xiàn)該功能的函數(shù)為：
fopen(obj);
obj即為前邊創(chuàng)建的串口對(duì)象。
其中，步驟2和3順序是完全可以顛倒的。
4、從串口讀寫數(shù)據(jù)，在前面三個(gè)步驟正常完成后, 即可以從串口讀數(shù)據(jù)或者向串口寫數(shù)據(jù), 也就是接
收或者發(fā)送數(shù)據(jù)。
這里我介紹幾個(gè)常用函數(shù)，讀函數(shù)：fread,fscanf;寫函數(shù)：fwrite,fprintf.
A = fread(obj,size); %從串口obj讀取size字節(jié)長(zhǎng)短的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，以數(shù)組形式存于A
str = fscanf(obj); %從串口obj讀取字符或字符串(ASCII碼)形式數(shù)據(jù)，以字符數(shù)組形式存于str
fwrite(obj,A); % 以二進(jìn)制形式向obj寫入數(shù)據(jù)A
fprintf( obj,str); %以字符(ASCII碼)形式向串口寫數(shù)據(jù)str(字符或字符串)
5、關(guān)閉串口以及釋放串口對(duì)象占用的存儲(chǔ)空間。
fclose(obj); % 關(guān)閉串口
delete(obj); % 釋放串口對(duì)象占用的內(nèi)存空間,
clear obj; % 釋放串口對(duì)象在Matlab工作區(qū)中占用的存儲(chǔ)空間
下一篇講解著幾個(gè)函數(shù)在實(shí)際的應(yīng)用及不足。
實(shí)例1：在51單片機(jī)下載串口代碼后，在matlab上執(zhí)行如下代碼：
[plain] view plain copysr3 = serial('COM3'); % 使用默認(rèn)設(shè)置創(chuàng)建串口sr3
fopen(sr3); %打開串口
fprintf(sr3,'xxx'); % 給串口寫入數(shù)據(jù)
str = fscanf(sr3) %讀取串口數(shù)據(jù)(無分號(hào)，可在Matlab工作區(qū)實(shí)時(shí)查看)
fclose(sr3); %關(guān)閉串口
delete(sr3);
clear sr3;
串口中斷設(shè)置及中斷處理函數(shù)
要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收發(fā)數(shù)據(jù),還需要定義串口中斷處理函數(shù)以及觸發(fā)串口中斷的方式。定義觸發(fā)串口中斷的方式其目的是為了在串口檢測(cè)到接收數(shù)據(jù)的時(shí)候,通知并啟動(dòng)串口數(shù)據(jù)接收函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)接收操作; 在串口輸出緩存為空的時(shí)候, 通知啟動(dòng)串口數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)。
1、觸發(fā)串口中斷的方式。
Matlab檢測(cè)到串口通信事件,從而觸發(fā)串口中斷。串口讀寫的事件包括: Bytes available,Outputempty。其中Bytes available事件有兩種: 一種是接收到的字符數(shù)達(dá)到人工設(shè)定的數(shù)目時(shí),則系統(tǒng)產(chǎn)生該事件; 另一種是當(dāng)接收到指定字符時(shí), 系統(tǒng)產(chǎn)生該事件。Output empty事件是在系統(tǒng)檢測(cè)到輸出緩存區(qū)為空時(shí), 產(chǎn)生該事件。
2、中斷方式設(shè)置
Bytes available 事件
set(obj,'BytesAvailableFcnMode','byte');
set(obj,'BytesAvailableFcnCount', 240); %串口檢測(cè)到輸入緩存中到達(dá)了240個(gè)字符數(shù)據(jù)時(shí),觸發(fā)串口中斷。或 ：
set(obj,'BytesAvailableFcnMode','terminator');
set(obj,'terminator','H'); %當(dāng)串口檢測(cè)到字符H時(shí),則觸發(fā)串口中斷
Output empty事件
輸出緩存為空事件的產(chǎn)生。該事件由系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)產(chǎn)生，不需要用戶特別設(shè)置。該事件一般在輸出緩存中的最后一個(gè)字符發(fā)送完畢后產(chǎn)生。用戶可以定義該事件引起的串口中斷處理函數(shù)。
3、串口中斷處理函數(shù)
串口中斷處理函數(shù)是重點(diǎn)中的重點(diǎn)，我查閱過一些文檔，串口通信時(shí)接收數(shù)據(jù)一般分兩種方式，一種是查詢方式，一種是中斷處理方式，了解處理器工作的人知道，使用查詢方式需不斷查詢，耗用內(nèi)存，效率十分低。所以實(shí)際通信過程中都使用中斷方式，這就需要設(shè)置中斷觸發(fā)方式，中斷處理函數(shù)。
很多參考文檔都是使用matlab自帶回調(diào)函數(shù)，再添加自己的代碼，在最開始我也嘗試這種方法，但發(fā)現(xiàn)實(shí)在太麻煩，還是選擇自己寫，其實(shí)很簡(jiǎn)單，只要注意幾個(gè)細(xì)節(jié)問題，就能得到正常運(yùn)行的函數(shù)。
串口中斷處理函數(shù)定義：
obj. BytesAvailableFcn=@ReceiveCallback;
再自行編寫中斷處理函數(shù)。
實(shí)例2：51單片機(jī)端依然使用串口代碼，matlab執(zhí)行如下函數(shù)：
以上代碼均已實(shí)測(cè)，文章意在實(shí)現(xiàn)matlab與單片機(jī)之間的基本通信，串口函數(shù)簡(jiǎn)單，容易理解。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-05-18
