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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
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
  • 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
/**
- @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

/**
- @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
/**
- @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
/**
- @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
/**
* @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
/**
* @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。
/**
  * @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:
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:
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
louliana| | 2022-11-2 20:23 | 只看该作者
如何实现ring buffer?         

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6
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
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
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
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
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
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
Jacquetry| | 2022-11-5 18:32 | 只看该作者
感觉没有FIFO好用

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13
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
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
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
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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