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请问怎么实现串口环形缓冲区FIFO？

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2021-12-6 07:23:33　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 50 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 44 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 42 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 41 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 40 个回答。邀请回答 hjfjsdgfjdsf 该类别下有 37 个回答。邀请回答 fdjslkjd 该类别下有 35 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 35 个回答。邀请回答 werywer 该类别下有 35 个回答。邀请回答 h1654155957.9520 该类别下有 35 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 34 个回答。邀请回答 dfzvzs 该类别下有 34 个回答。邀请回答维生素B2 该类别下有 34 个回答。邀请回答凤毛麟角该类别下有 34 个回答。邀请回答刘洋该类别下有 33 个回答。邀请回答 meihuacg 该类别下有 33 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 33 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 33 个回答。邀请回答江左盟该类别下有 32 个回答。邀请回答爱与友人该类别下有 32 个回答。邀请回答举报吴湛相关推荐 • 怎么实现串口环形缓冲区？ 1367 • 请问串口的DMA接收缓冲区是不是环形缓冲区 1278 • STM32串口环形缓冲区的实现方法 1889 • STM32环形缓冲区怎么实现？ 901 • 请问串口DMA+环形缓冲区如何实现不定长度的数据收发？ 715 • 什么是STM32环形缓冲区？ 842 • SPI在通信的过程中怎么实现环形缓冲区读取? 269 • 如何实现STM32串口环形缓冲区？ 1616 • stm32是怎样使用环形缓冲区形式去接收数据的 1287 • mico系统怎么采用串口DMA接收，用环形缓冲区？ 25685 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 　　队列的概念　　在此之前，我们来回顾一下队列的基本概念：　　队列（Queue）：是一种先进先出（First In First Out ，简称 FIFO）的线性表，只允许在一端插入（入队），在另一端进行删除（出队）。　　　　队列的特点　　　　类似售票排队窗口，先到的人看到能先买到票，然后先走，后来的人只能后买到票　　队列的常见两种形式　　　　　　普通队列　　　　在计算机中，每个信息都是存储在存储单元中的，比喻一下吧，上图的一些小正方形格子就是一个个存储单元，你可以理解为常见的数组，存放我们一个个的信息。　　当有大量数据的时候，我们不能存储所有的数据，那么计算机处理数据的时候，只能先处理先来的，那么处理完后呢，就会把数据释放掉，再处理下一个。那么，已经处理的数据的内存就会被浪费掉。因为后来的数据只能往后排队，如过要将剩余的数据都往前移动一次，那么效率就会低下了，肯定不现实，所以，环形队列就出现了。　　　　环形队列　　　　它的队列就是一个环，它避免了普通队列的缺点，就是有点难理解而已，其实它就是一个队列，一样有队列头，队列尾，一样是先进先出（FIFO）。我们采用顺时针的方式来对队列进行排序。　　队列头（Head）：允许进行删除的一端称为队首。　　队列尾（Tail）：允许进行插入的一端称为队尾。　　环形队列的实现：在计算机中，也是没有环形的内存的，只不过是我们将顺序的内存处理过，让某一段内存形成环形，使他们首尾相连，简单来说，这其实就是一个数组，只不过有两个指针，一个指向列队头，一个指向列队尾。指向列队头的指针（Head）是缓冲区可读的数据，指向列队尾的指针（Tail）是缓冲区可写的数据，通过移动这两个指针（Head） &（Tail）即可对缓冲区的数据进行读写操作了，直到缓冲区已满（头尾相接），将数据处理完，可以释放掉数据，又可以进行存储新的数据了。　　实现的原理：初始化的时候，列队头与列队尾都指向0，当有数据存储的时候，数据存储在‘0’的地址空间，列队尾指向下一个可以存储数据的地方‘1’，再有数据来的时候，存储数据到地址‘1’，然后队列尾指向下一个地址‘2’。当数据要进行处理的时候，肯定是先处理‘0’空间的数据，也就是列队头的数据，处理完了数据，‘0’地址空间的数据进行释放掉，列队头指向下一个可以处理数据的地址‘1’。从而实现整个环形缓冲区的数据读写。　　　　看图，队列头就是指向已经存储的数据，并且这个数据是待处理的。下一个CPU处理的数据就是1；而队列尾则指向可以进行写数据的地址。当1处理了，就会把1释放掉。并且把队列头指向2。当写入了一个数据6，那么队列尾的指针就会指向下一个可以写的地址。　　　　如果你懂了环形队列，那就跟着歌曲来一步步用代码实现吧：　　从队列到串口缓冲区的实现　　串口环形缓冲区收发：在很多入门级教程中，我们知道的串口收发都是：接收一个数据，触发中断，然后把数据发回来。这种处理方式是没有缓冲的，当数量太大的时候，亦或者当数据接收太快的时候，我们来不及处理已经收到的数据，那么，当再次收到数据的时候，就会将之前还未处理的数据覆盖掉。那么就会出现丢包的现象了，对我们的程序是一个致命的创伤。　　那么如何避免这种情况的发生呢，很显然，上面说的一些队列的特性很容易帮我们实现我们需要的情况。将接受的数据缓存一下，让处理的速度有些许缓冲，使得处理的速度赶得上接收的速度，上面又已经分析了普通队列与环形队列的优劣了，那么我们肯定是用环形队列来进行实现了。下面就是代码的实现：　　①定义一个结构体：　　1typedef struct 　　2{ 　　3 u16 Head; 　　4 u16 Tail; 　　5 u16 Lenght; 　　6 u8 Ring_Buff［RINGBUFF_LEN］; 　　7}RingBuff_t; 　　8RingBuff_t ringBuff;//创建一个ringBuff的缓冲区　　②初始化结构体相关信息：使得我们的环形缓冲区是头尾相连的，并且里面没有数据，也就是空的队列。　　1/** 　　2* @brief RingBuff_Init 　　3* @param void 　　4* @return void 　　5* @author 杰杰　　6* @date 2018 　　7* @version v1.0 　　8* @note 初始化环形缓冲区　　9/ 　　10void RingBuff_Init（void）　　11{ 　　12 //初始化相关信息　　13 ringBuff.Head = 0; 　　14 ringBuff.Tail = 0; 　　15 ringBuff.Lenght = 0; 　　16} 　　初始化效果如下：　　　　写入环形缓冲区的代码实现： 1/* 　　2* @brief Write_RingBuff 　　3* @param u8 data 　　4* @return FLASE：环形缓冲区已满，写入失败;TRUE：写入成功　　5* @author 杰杰　　6* @date 2018 　　7* @version v1.0 　　8* @note 往环形缓冲区写入u8类型的数据　　9/ 　　10u8 Write_RingBuff（u8 data）　　11{ 　　12 if（ringBuff.Lenght 》= RINGBUFF_LEN） //判断缓冲区是否已满　　13 { 　　14 return FLASE; 　　15 } 　　16 ringBuff.Ring_Buff［ringBuff.Tail］=data; 　　17// ringBuff.Tail++; 　　18 ringBuff.Tail = （ringBuff.Tail+1）%RINGBUFF_LEN;//防止越界非法访问　　19 ringBuff.Lenght++; 　　20 return TRUE; 　　21} 　　读取缓冲区的数据的代码实现： 1/* 　　2* @brief Read_RingBuff 　　3* @param u8 rData，用于保存读取的数据　　4 @return FLASE：环形缓冲区没有数据，读取失败;TRUE：读取成功　　5* @author 杰杰　　6* @date 2018 　　7* @version v1.0 　　8* @note 从环形缓冲区读取一个u8类型的数据　　9/ 　　10u8 Read_RingBuff（u8 rData）　　11{ 　　12 if（ringBuff.Lenght == 0）//判断非空　　13 { 　　14 return FLASE; 　　15 } 　　16 rData = ringBuff.Ring_Buff［ringBuff.Head］;//先进先出FIFO，从缓冲区头出　　17// ringBuff.Head++; 　　18 ringBuff.Head = （ringBuff.Head+1）%RINGBUFF_LEN;//防止越界非法访问　　19 ringBuff.Lenght--; 　　20 return TRUE; 　　21} 　　对于读写操作需要注意的地方有两个：　　1：判断队列是否为空或者满，如果空的话，是不允许读取数据的，返回FLASE。如果是满的话，也是不允许写入数据的，避免将已有数据覆盖掉。那么如果处理的速度赶不上接收的速度，可以适当增大缓冲区的大小，用空间换取时间。　　2：防止指针越界非法访问，程序有说明，需要使用者对整个缓冲区的大小进行把握。　　那么在串口接收函数中：　　1void USART1_IRQHandler（void）　　2{ 　　3 if（USART_GetITStatus（USART1， USART_IT_RXNE）！= RESET） //接收中断　　4 { 　　5 USART_ClearITPendingBit（USART1，USART_IT_RXNE）; //清楚标志位　　6 Write_RingBuff（USART_ReceiveData（USART1））; //读取接收到的数据　　7 } 　　8} 　　测试效果　　　　测试数据没有发生丢包现象　　补充对于现在的阶段，杰杰我本人写代码也慢慢学会规范了。所有的代码片段均使用了可读性很强的，还有可移植性也很强的。我使用了宏定义来决定是否开启环形缓冲区的方式来收发数据，移植到大家的代码并不会有其他副作用，只需要开启宏定义即可使用了。　　1#define USER_RINGBUFF 1 //使用环形缓冲区形式接收数据　　2#if USER_RINGBUFF 　　3/如果使用环形缓冲形式接收串口数据*/ 　　4#define RINGBUFF_LEN 200 //定义最大接收字节数 200 　　5#define FLASE 1 　　6#define TRUE 0 　　7void RingBuff_Init（void）; 　　8u8 Write_RingBuff（u8 data）; 　　9u8 Read_RingBuff（u8 rData）; 　　10#endif 　　当然，我们完全可以用空闲中断与DMA传输，效率更高，但是某些单片机没有空闲中断与DMA，那么这种环形缓冲区的作用就很大了，并且移植简便。

2021-12-6 10:23:00 评论举报丁峙昌