嵌入式軟件中的串口收發(fā)隊列設(shè)計方法
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01
前言
在嵌入式軟件的開發(fā)中，串口是十分常用且基礎(chǔ)的功能。在需要批量發(fā)送數(shù)據(jù)的場合，可以使用while循環(huán)等待發(fā)送完成標(biāo)志位的方式，但是這種方式會占據(jù)主循環(huán)，影響效率。也可以采用dma的方式，但是dma在發(fā)送數(shù)據(jù)時非常高效，但是批量接收數(shù)據(jù)時，就很不靈活，特別是一些在串口數(shù)據(jù)中解析某種協(xié)議格式時，很不方便。下面介紹一種利用串口中斷結(jié)合FIFO隊列的串口數(shù)據(jù)收發(fā)方法，結(jié)合了不阻塞批量發(fā)與靈活接收的優(yōu)點，特別適用于串口協(xié)議收發(fā)的使用場景。
02
FIFO隊列
FIFO是英文First In First Out 的縮寫，是一種先進先出的數(shù)據(jù)緩存器，順序?qū)懭霐?shù)據(jù)，順序的讀出數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)地址由內(nèi)部讀寫指針自動加1完成。相比于一個同等緩存大小的數(shù)值，F(xiàn)IFO就是多管理了一個先進先出的功能，方便串口數(shù)據(jù)的存入和讀出。
Fifo在帶操作系統(tǒng)的嵌入式軟件中都有現(xiàn)成的實現(xiàn)，但是在基礎(chǔ)的嵌入軟件中，我們可以自己實現(xiàn)一個。
//頭文件函數(shù)列表FIFO_EXT u8 uart1infifo_data[UART1_IN_FIFO_SIZE];FIFO_EXT u16 uart1infifo_front;FIFO_EXT u16 uart1infifo_rear;FIFO_EXT void uart1infifo_Clear(void);FIFO_EXT void uart1infifo_DataIn(u8 d);FIFO_EXT u8 uart1infifo_DataOut(void);FIFO_EXT u16 uart1infifo_GetSpace(void);FIFO_EXT u16 uart1infifo_GetCount(void);//獲取串口1接收隊列緩存數(shù)u16 uart1infifo_GetCount(void){u16 countR,countF;countR = uart1infifo_rear;countF = uart1infifo_front;if (countR >= countF){return(countR - countF);}else{return(UART1_IN_FIFO_SIZE + countR - countF);}}//清空串口1接收隊列void uart1infifo_Clear(void){uart1infifo_front = UART1_IN_FIFO_SIZE -1;uart1infifo_rear = uart1infifo_front;// uart1infifo_count = 0;}//串口1接收隊列入數(shù)據(jù)void uart1infifo_DataIn(u8 d){if (uart1infifo_count < UART1_IN_FIFO_SIZE){uart1infifo_rear = (uart1infifo_rear +1) % UART1_IN_FIFO_SIZE;uart1infifo_data[uart1infifo_rear] = d;}}//串口1接收隊列出數(shù)據(jù)u8 uart1infifo_DataOut(void){if (uart1infifo_rear != uart1infifo_front){uart1infifo_front = (uart1infifo_front +1) % UART1_IN_FIFO_SIZE;return(uart1infifo_data[uart1infifo_front]);}else{return(0xff);}}
為了節(jié)省篇幅，串口1發(fā)送隊列就不詳細(xì)描述了，在接收隊列的基礎(chǔ)上稍加修改即可。
03
中斷收發(fā)串口
//串口發(fā)送函數(shù)void SendDataToUart1(u8 * pData, u16 len){u8 i;//串口發(fā)送隊列將慢，等待一下數(shù)據(jù)發(fā)送while (1){if (uart1outfifo_GetSpace() > len+5){break;}else{i = 0;}}USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE); //關(guān)閉中斷，防止隊列的進出會同時進行while (len --){uart1outfifo_DataIn(*pData);pData ++;}USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, ENABLE);}//串口處理函數(shù)void USART1_IRQHandler(void){if (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE)){uart1infifo_DataIn(USART_ReceiveData(USART1));//接收數(shù)據(jù)并放入串口接收隊列//串口數(shù)據(jù)處理flag}else if (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE)){if (uart1outfifo_count > 0){USART_SendData(USART1, uart1outfifo_DataOut());//發(fā)隊列取出數(shù)據(jù)放入串口發(fā)送寄存器}else{USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE);}}}
04
串口數(shù)據(jù)處理
不定長數(shù)據(jù)包超時處理
在上節(jié)的“串口數(shù)據(jù)處理flag”處，加入超時的標(biāo)記g_uartTimeOut = n；并在定時器中斷中倒計時g_uartTimeOut，減到0后，產(chǎn)生數(shù)據(jù)包處理標(biāo)志gb_needDealUartPkg = 1。主循環(huán)掃到gb_needDealUartPkg是1后，讀出uart1infifo中的全部數(shù)據(jù)進行解包處理。
不定長數(shù)據(jù)包按內(nèi)容格式處理
?在上節(jié)的“串口數(shù)據(jù)處理flag”處，加入比對數(shù)據(jù)包格式的函數(shù)，當(dāng)格式滿足要求時，將整個數(shù)據(jù)包存入數(shù)據(jù)包隊列（參照前面的串口數(shù)據(jù)接收函數(shù)，寫一個接收隊列，接收的數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)體）。主循環(huán)掃描數(shù)據(jù)包隊列的緩存數(shù)，有就去處理。
定長數(shù)據(jù)包處理
主循環(huán)中掃描uart1infifo_count，當(dāng)達(dá)到定長后，讀出uart1infifo中的定長數(shù)據(jù)進行解包處理。
/ The End /
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