STM32串口之環形隊列接收數據

廢話說在前面

碼代碼的應該學數據結構都學過隊列。環形隊列是隊列的一種特殊形式，應用挺廣泛的。
因爲有太多文章關於這方面的內容，理論知識可以看別人的，下面寫得挺好的：
STM32進階之串口環形緩衝區實現

代碼實現

• 環形隊列數據結構

typedef struct ringBuff{
    unsigned int in;               //寫入的位置
    unsigned int out;              //讀出的位置
    unsigned char buffer[RING_BUFF_SIZE];     //數據域
}stRingBuff;

• 寫一字節數據到隊列

/**
 - @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))   //寫之前先判斷隊列是否寫滿
    {
        return FALSE;
    }

    ringBuf->buffer[ringBuf->in] = data;
    ringBuf->in = (++ringBuf->in) % RING_BUFF_SIZE;    //防止越界
	return TRUE;
}

寫入數據時要判斷隊列是否滿，滿了肯定就不能寫入。

• 判斷隊列是否寫滿

/**
 - @brief:         判斷環形隊列是否滿
 - @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;
}

當寫滿時，讀寫位置也是相等，無法判斷是否寫滿。這種情況有兩種辦法解決：

• 數據結構增加一個變量來計數寫入數據的個數

• 像這種((ringBuf->in+1) % RING_BUFF_SIZE) == ringBuf->out，空出一個字節來不寫數據
  

• 讀一字節的數據

/**
 - @brief:         從環形隊列中讀一字節數據
 - @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))    //讀之前判斷隊列是否爲空
    {
        return FALSE;
    }

    *data = ringBuf->buffer[ringBuf->out];
    ringBuf->out = (++ringBuf->out) % RING_BUFF_SIZE;    //防止越界

    return TRUE;
} 

• 判斷隊列是否爲空

寫入位置和讀出位置相等時爲空

/**
 - @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)   //寫入位置和讀出位置相等時爲空
    {
//		printf("Ring buffer is Empty\r\n");
        return TRUE;
    }
    return FALSE;
}

• 寫多個字節到隊列

/**
 * @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]);
    }
}

• 從隊列中讀出多個字節

/**
 * @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]);
    }
}

• 獲取已經寫入隊列的數據長度
  有這個方便知道接收完了要從隊列中讀出多少個數據。

/**
  * @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;
}

畫個圖，畫畫就可以知道爲什麼這樣可以判斷寫入的長度。

到STM32上測試

• 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中斷服務程序
{
	u8 res;

	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中斷(接收到的數據必須是0x0d 0x0a結尾)
	{
		res = USART_ReceiveData(USART1);	//讀取接收到的數據
		WriteOneByteToRingBuffer(GetRingBufferStruct(),res);	
    }
	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET)        //空閒中斷
	{
		USART_ReceiveData(USART1);	          //清除空閒中斷
		g_recvFinshFlag = 1;                  //接收完成
	}
} 

• 主函數：

int main(void)
{		
	char readBuffer[100];
	u16 t;  
	u16 len;	
	u16 times = 0;
	delay_init();	    	 //延時函數初始化	  
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //設置NVIC中斷分組2:2位搶佔優先級，2位響應優先級
	uart_init(115200);	 //串口初始化爲115200
	LED_Init();			     //LED端口初始化
	KEY_Init();          //初始化與按鍵連接的硬件接口
	
	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);   
	}	 
}

• 串口收發測試