单片机之串口数据处理

随着硬件系统的模块化发展，很多电子产品都做出模块并采用串口进行数据通信。例如：GPRS模块、GPS模块、语音模块、热敏微型打印机、串口摄像头等等。在与这些模块进行数据通信都离不开串口，而对于串口的操作，由于串口本身没有标准的通信协议，所以很难做到非常统一的操作过程。一般来说，不同的模块其有着特殊的通信协议，我们只能根据其协议进行数据解码。

      虽然说串口没有标准协议，但是我们却可以把它们的相似部分提取出来，做成模块化的程序，方便代码的移植和理解。下面我们简单谈到串口数据的处理方法。。。。。

这部分代码为应用代码

为了保证数据的相对独立和模块化，下面代码将写入应用代码中，和上面的程序不能放在相同的文件中。

1. 数据定义

     首先需要定义一个缓冲区，这个缓冲区的大小根据实际应用定义，其大小一般为数据帧的最大值的2倍。之后需要定义一个DF_RCV数据，在这个数据中需要初始化这个结构图的参数。特别需要注意，缓冲的大小，和缓冲区指针赋值。

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u8 AU_Buf[AU_BUF_ZISE] = {0};

DF_RCV AU_Rvc = {0, 0, AU_BUF_ZISE, AU_Buf};

2. 编写数据接收函数

    本函数把串口数据放入缓冲区中，此函数必须在串口中断中调用。

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

* FunctionName   : AURcvDat()

* Description    : 串口数据接收(串口中断服务调用)

* EntryParameter : None

* ReturnValue    : None

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

void AURcvDat(u8 dat)

{

    DFWriteByte(dat, &AU_Rvc);

}

3. 数据处理函数

    本函数判断缓冲区中是否有数据，如果有，逐个读取并处理。

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

* FunctionName   : AUTaskCtrl()

* Description    : 通信数据处理

* EntryParameter : None

* ReturnValue    : None

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

void AUTaskCtrl(void)

{

    u8  tmpDat;

    u16 i, len = 0;

    static u8 sendMark = 0;



    len = DFGetLen(&AU_Rvc);                                                    // 获取未读数据长度

    for (i=0; i < len; i++) 

    {

        tmpDat = DFReadByte(&AU_Rvc);                                           // 读一字节数据

        AU_PrcRcvDat(tmpDat);

    }

}

一般来说，串口数据的接收都是采用中断方式，中断中只复制把串口发送的数据放入数据缓冲区中。而发送一般都是采用查询方式比较方便。不管是与什么设备通信，这一点完全是一致的。所以，我们完全可以把这部分代码独立起来。

定义数据结构如下：

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typedef struct 

{

    u16 WtCnt; // 写指针

    u16 RdCnt;// 读指针

    u16 BufLen;缓冲尺寸

    u8  *RwBuf;// 读写缓冲



} DF_RCV;

对于这个结构来说非常简单，参数1是用于结束数据计数，参数2为处理数据计数，参数3为缓冲的大小，参数4为缓冲区指针，这里用指针是为了保证这个结构的独立，否则无法满足各种需求。
实现函数：

1. 初始化函数

    本函数用于对串口结构体中的各种数据进行初始化。

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

* FunctionName   : DFInit()

* Description    : 初始化

* EntryParameter : None

* ReturnValue    : None

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

void DFInit(DF_RCV *pRcv)

{ 

    u16 i;

    

    pRcv->WtCnt = 0x0000;

    pRcv->RdCnt = 0x0000;

    

    for (i=0; iBufLen; i++)

    {

        pRcv->RwBuf[i] = 0x00;

    }

}

2. 接收一字节数据

    本函数用于把串口中断接收的数据放入数据缓冲区中，并且接收计数器加1.

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

* FunctionName   : DFWriteByte()

* Description    : 数据接收（接收中断调用）

* EntryParameter : None

* ReturnValue    : None

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

void DFWriteByte(u8 dat, DF_RCV *pRcv)

{

    pRcv->RwBuf[pRcv->WtCnt] = dat;                                                    // 数据存入

    

    if (++(pRcv->WtCnt) >= pRcv->BufLen)                                            // 缓冲判断

    {

        pRcv->WtCnt = 0;

    }

}

3. 读取一字节数据

    本函数用于从接收缓冲区中读取未处理的一字节数据，读计数器加1.

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

* FunctionName   : DFReadByte()

* Description    : 从接受缓冲中读取一字节数据

* EntryParameter : None

* ReturnValue    : 返回读取数据

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

u8 DFReadByte(DF_RCV *pRcv)

{

    u8 val = 0x00;

    

    val = pRcv->RwBuf[pRcv->RdCnt];                                             // 读取一字节

    if (++(pRcv->RdCnt) >= pRcv->BufLen)

    {

        pRcv->RdCnt = 0;                                                        // 清零

    }

    

    return val;                                                                   // 返回数据

}

4. 获取缓冲区中未处理数据的长度

    本函数用于读取串口缓冲区中还未处理的数据的大小。

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

* FunctionName   : DFGetLen()

* Description    : 获取缓冲区中未读数据长度

* EntryParameter : None

* ReturnValue    : 返回数据长度

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

u16 DFGetLen(DF_RCV *pRcv)

{

    return ((pRcv->WtCnt >= pRcv->RdCnt) ? ((pRcv->WtCnt - pRcv->RdCnt)) : 

           ((pRcv->WtCnt + pRcv->BufLen) - pRcv->RdCnt));

}

有了以上几个函数，串口的处理就非常简单了。这几个函数可以应用到任何串口中，也可以应用到任务微处理器上，一致非常简单，应用也非常方便。下面我们说说实际的应用。
函数AU_PrcRcvDat(tmpDat)是数据处理函数，首先是数据帧判断，如果是一帧数据，就进行相应操作，并把操作结果返回。了解了这个过程，串口的编程就变得非常简单。而且我们在读程序时，只要看懂一个串口处理过程，其他串口的程序就自然懂了，非常方便吧。