单片机很好玩5，实现交互，使用电脑控制单片机的执行动作（2）

前面两节讨论了如何利用 C语言编程单片机，控制普通 LED 小灯实现类似手机上面的“呼吸灯”，但是这两节介绍的方法交互性比较差，一旦程序烧写，就无法再从外界控制 LED 小灯的动作了。

提升交互性

所以，上一节介绍了单片机和电脑通信的方法，旨在能够通过电脑发送命令给单片机控制 LED 小灯的动作。例如制定以下协议：
* 电脑端输入 led twinkle 命令，单片机立刻控制 LED 小灯闪烁。
* 电脑端输入 led breath 命令，单片机立刻控制 LED 小灯成为“呼吸灯”。
* 电脑端输入 led off 命令，单片机立刻关闭 LED 小灯。

最终实现如下效果：

使用更加轻量级的通信函数

上一节说到，keil 将 printf 的输出重定向到串口后，51 单片机也能很方便的使用 printf 将内部信息传输给电脑端。但是，使用这种方法开销非常大：

可以看出，上面的C语言代码仅比下面代码多了一个 printf("") 函数，最终编译生成的代码 size 却多处近 1 倍！这对于资源匮乏的 51 单片机来说，是不可接受的。因此自己实现一个轻量级的通信函数是非常必要的。

这其实也是嵌入式程序开发的特点，不能浪费甚至一个字节。所以，嵌入式程序员都是勤俭持家的好手。

那么，怎样实现轻量级的 printf 函数呢？嵌入式开发中常见的还有一个词——“裁剪”。顾名思义，就是为了节约资源，嵌入式程序员常常把一个模块中用不到的功能剔除，仅留下核心功能。

现在想想，我们仅需 printf 发送字符串的功能，就可以完成需求。所以单片机往电脑端发送数据的C语言函数可以如下定义：

void prints(char* str)
{
    unsigned char i = 0;
    TI = 0;
    for(;str[i]!='\0'; i++){    
        SBUF = str[i];
        while(!TI);
        TI = 0;
    }
}

代码很简单，prints() 函数将 str 逐字节传递给 SBUF 寄存器，单片机则会自动将 SBUF 中的数据传输到串口，并且传送完毕后，将 TI 寄存器置 1。

制定协议，实现电脑用“命令”控制 LED 小灯

现在通信没问题了，那么怎样实现“命令”控制 LED 小灯呢？可以这么干：单片机随时检测串口数据，一旦接收到我们前面定义的命令，就做出相应的动作。所以，C语言代码可以如下写：

#define        TWINKLE     "led twinkle"
#define        BREATH      "led breath"
#define        LEDOFF      "led off"

if(is_new_cmd_ready()){
            cmd_len = get_uart_cmd(cmd);
            prints("recv cmd:");prints(cmd);prints("\n");
            if(is_cmd_match(cmd, BREATH, cmd_len)){
                prints("    match ");prints(BREATH);prints("\n");
                action = 1;
            }else if(is_cmd_match(cmd, TWINKLE, cmd_len)){
                prints("    match ");prints(TWINKLE);prints("\n");
                action = 2;
            }else if(is_cmd_match(cmd, LEDOFF, cmd_len)){
                prints("    match ");prints(LEDOFF);prints("\n");
                action = 3;
            }else{
                prints("    cmd not match\n");
                action = 0;
            }
        }

上面的C语言代码中， action 会随着电脑端发送过来的命令做出相应改变。例如，电脑端发送“led twinkle”可以把 action 设置为 1，电脑端发送“led off”，可以让 action 等于 3。

接下来，把相应的 LED 小灯动作写入不同的 action 就可以了：

switch(action){
            case 1:
                // 呼吸灯
                break;
            case 2:
                // 闪烁的小灯
                break;
            case 3:
                // 关闭小灯
                break;
            default: break; 
        }

“呼吸灯”，闪烁小灯，以及关闭小灯的动作前面几节已经介绍过，将其填入即可：

现在控制程序也就写好了，编译程序并烧写到单片机。

实验，电脑通过发送命令，控制 LED 小灯变化

初始状态如下图，因为电脑端还没有输入相应的命令，所以 LED 小灯处于熄灭状态。

接着，在串口调试工具输入“led twinkle”，发送到单片机：

可以看到 LED 小灯开始闪烁了：
[video width="544" height="960" mp4="https://blog.popkx.com/usr/uploads/2019/01/1-2.mp4"][/video]
然后再在电脑端输入“led breath”，发送到单片机：

会发现 LED 小灯变成呼吸灯了：
[video width="544" height="960" mp4="https://blog.popkx.com/usr/uploads/2019/01/1-1.mp4"][/video]
最后再输入“led off”，能够发现 LED 小灯被熄灭了。

完整的流程，请看文章开头的动图。

至此，我们就实现了从电脑端发送命令，控制 LED 小灯动作。