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[STM32F1]

例子 | 环形队列来实现串口数据接收

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楼主
药无尘|  楼主 | 2022-10-31 09:41 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
串口, 串口数据, 数据接收
说在前面
码代码的应该学数据结构都学过队列。环形队列是队列的一种特殊形式，应用挺广泛的。因为有太多文章关于这方面的内容，理论知识可以看别人的，下面写得挺好的：STM32进阶之串口环形缓冲区实现
代码实现
  • 环形队列数据结构
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    typedef struct ringBuff{
    
    unsigned int in;               //写入的位置
    
    unsigned int out;              //读出的位置
    
    unsigned char buffer[RING_BUFF_SIZE];     //数据域
    
}stRingBuff;
    写一字节数据到队列
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/**

 - @brief:         寫一字節的數據到環形隊列

 - @param[in]:     None

 - @retval[out]:   None

 - @note:            

 - @author:       AresXu

 - @version:      v1.0.0

*/

char WriteOneByteToRingBuffer(stRingBuff *ringBuf,char data)

{

 if (ringBuf == NULL)

    {

        printf("pointer is null\r\n");

        return;

    }

    

    if(IsRingBufferFull(ringBuf))   //写之前先判断队列是否写满

    {

        return FALSE;

    }



    ringBuf->buffer[ringBuf->in] = data;

    ringBuf->in = (++ringBuf->in) % RING_BUFF_SIZE;    //防止越界

 return TRUE;

}
写入数据时要判断队列是否满，满了肯定就不能写入。
  • 判断队列是否写满

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/**

 - @brief:         判斷環形隊列是否满

 - @param[in]:     None

 - @retval[out]:   None

 - @note:            

 - @author:       AresXu

 - @version:      v1.0.0

*/

bool IsRingBufferFull(stRingBuff *ringBuf)

{

  if (ringBuf == NULL)

    {

        printf("pointer is null\r\n");

        return;

    }

    

    if(((ringBuf->in+1) % RING_BUFF_SIZE) == ringBuf->out)

    {

//  printf("Ring buffer is Full\r\n");

        return TRUE;

    }

    return FALSE;

}
当写满时，读写位置也是相等，无法判断是否写满。这种情况有两种办法解决：
数据结构增加一个变量来计数写入数据的个数
像这种((ringBuf->in+1) % RING_BUFF_SIZE) == ringBuf->out，空出一个字节来不写数据
读一字节的数据
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/**

 - @brief:         从環形隊列中读一字节数据

 - @param[in]:     None

 - @retval[out]:   None

 - @note:            

 - @author:       AresXu

 - @version:      v1.0.0

*/

char ReadOneByteFromRingBuffer(stRingBuff *ringBuf,char *data)

{

 if (ringBuf == NULL)

    {

        printf("pointer is null\r\n");

        return;

    }

    

    if(IsRingBufferEmpty(ringBuf))    //读之前判断队列是否为空

    {

        return FALSE;

    }



    *data = ringBuf->buffer[ringBuf->out];

    ringBuf->out = (++ringBuf->out) % RING_BUFF_SIZE;    //防止越界



    return TRUE;

}
判断队列是否为空 写入位置和读出位置相等时为空
复制
/**

 - @brief:        判斷環形隊列是否空

 - @param[in]:     None

 - @retval[out]:   None

 - @author:       AresXu

 - @version:      v1.0.0

*/

bool IsRingBufferEmpty(stRingBuff *ringBuf)

{ 

 if (ringBuf == NULL)

    {

        printf("pointer is null\r\n");

        return;

    }

    

    if(ringBuf->in == ringBuf->out)   //写入位置和读出位置相等时为空

    {

//  printf("Ring buffer is Empty\r\n");

        return TRUE;

    }

    return FALSE;

}
写多个字节到队列
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/**

 * @brief:         寫len個字節數據到環形隊列

 * @param[in]:     None

 * @retval[out]:   None

 * @note:            

 * @author:        AresXu

 * @version:       v1.0.0

*/

void WriteRingBuffer(stRingBuff *ringBuf,char *writeBuf,unsigned int len)

{

    unsigned int i;

 

 if (ringBuf == NULL)

    {

        printf("pointer is null\r\n");

        return;

    }

    

    for(i = 0; i < len; i++)

    {

        WriteOneByteToRingBuffer(ringBuf,writeBuf[i]);

    }

}
从队列中读出多个字节
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/**

 * @brief:         從環形隊列讀出len個字節的數據

 * @param[in]:     None

 * @retval[out]:   None

 * @note:            

 * @author:       AresXu

 * @version:      v1.0.0

*/

void ReadRingBuffer(stRingBuff *ringBuf,char *readBuf,unsigned int len)

{

    unsigned int i;

    

 if (ringBuf == NULL)

    {

        printf("pointer is null\r\n");

        return;

    }

    

    for(i = 0; i < len; i++)

    {

        ReadOneByteFromRingBuffer(ringBuf,&readBuf[i]);

    }

}
获取已经写入队列的数据长度 有这个方便知道接收完了要从队列中读出多少个数据。
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/**

  * @brief:         獲取已經寫入的長度

  * @param[in]:     None

  * @retval[out]:   None

  * @note:            

  * @author:        AresXu

  * @version:       v1.0.0

*/

int GetRingBufferLength(stRingBuff *ringBuf)

{

    if (ringBuf == NULL)

    {

        printf("pointer is null\r\n");

        return;

    }



    return (ringBuf->in - ringBuf->out + RING_BUFF_SIZE) % RING_BUFF_SIZE;

}
画个图，画画就可以知道为什么这样可以判断写入的长度。










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沙发
药无尘|  楼主 | 2022-10-31 11:55 | 只看该作者
到STM32上测试
  • 串口接收部分：
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static stRingBuff g_stRingBuffer = {0,0,0};

static u8 g_recvFinshFlag = 0;



stRingBuff *GetRingBufferStruct(void)

{

 return &g_stRingBuffer;

}



u8 *IsUsart1RecvFinsh(void)

{

 return &g_recvFinshFlag;

}



void USART1_IRQHandler(void)                 //串口1中断服务程序

{

 u8 res;



 if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾)

 {

  res = USART_ReceiveData(USART1); //读取接收到的数据

  WriteOneByteToRingBuffer(GetRingBufferStruct(),res); 

    }

 if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET)        //空闲中断

 {

  USART_ReceiveData(USART1);           //清除空闲中断

  g_recvFinshFlag = 1;                  //接收完成

 }

}
主函数：
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int main(void)

{  

 char readBuffer[100];

 u16 t;  

 u16 len; 

 u16 times = 0;

 delay_init();       //延时函数初始化   

 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级

 uart_init(115200);  //串口初始化为115200

 LED_Init();        //LED端口初始化

 KEY_Init();          //初始化与按键连接的硬件接口

 

 while(1)

 {

  times++;

  if(*IsUsart1RecvFinsh())

  {

   ReadRingBuffer(GetRingBufferStruct(),readBuffer,GetRingBufferLength(GetRingBufferStruct()));

   printf("%s",readBuffer);

   memset(readBuffer,0,100);

   *IsUsart1RecvFinsh() = 0;

  }

  if(times%500==0)

   LED0=!LED0;

  delay_ms(1);   

 }  

}


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板凳
averyleigh| | 2022-11-2 19:43 | 只看该作者
会不会出现数据重合的现象呢?              

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地板
uytyu| | 2022-11-2 20:04 | 只看该作者
可以使用fifo来实现数据存入和读取，效果应该可以

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5楼
louliana| | 2022-11-2 20:23 | 只看该作者
如何实现ring buffer？         

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6楼
juliestephen| | 2022-11-2 20:57 | 只看该作者
通常采用逻辑上求余数的方法来实现环形队列。

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7楼
pentruman| | 2022-11-3 21:18 | 只看该作者
这个有完整的设计方案可以参考的吗？

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8楼
SantaBunny| | 2022-11-4 09:37 | 只看该作者
会出现数据重合的现象吗

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9楼
LLGTR| | 2022-11-4 16:53 | 只看该作者
什么情况下要用这种队列？感觉没有FIFO好用的样子。

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10楼
天天向善| | 2022-11-4 16:54 | 只看该作者
这种情况满了是不是容易造成数据丢失？

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11楼
MessageRing| | 2022-11-4 18:05 | 只看该作者
使用fifo来实现数据存入和读取也行

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12楼
Jacquetry| | 2022-11-5 18:32 | 只看该作者
感觉没有FIFO好用

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13楼
AloneKaven| | 2022-11-6 18:44 | 只看该作者
采用逻辑上求余数的方法来实现环形队列

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14楼
gygp| | 2022-11-9 16:11 | 只看该作者
缓冲数据。最常见的就是串口接收数据，搞一个环形buf队列，收到数据就放到这个队列中

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15楼
juliestephen| | 2022-11-10 15:39 | 只看该作者
这个怎么计算接收到了多少数据呢              

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16楼
AloneKaven| | 2022-11-11 17:45 | 只看该作者
用fifo来实现数据存入和读取也行

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