单片机C语言环形缓冲buffer之串口应用

ID:1014313 · 发表于 2022-6-11 10:33

前言
在单片机开发过程中，如串口通讯中，大家往往会遇到数据传输有时候并发量很大，处理不过来导致数据丢失。实际如何确保数据不丢失？估计有点经验的朋友都会想到缓冲存储。对的，先将数据存储起来，再慢慢对数据做处理。

1 环形缓冲队列
环形缓冲队列，如下图，再初始化时队列头尾相等，表示没有数据缓冲，当接收到一个数据时，队列头加1，并把这个数据存在移动到的位置下，实现数据保存。当头尾队列不相等时，尾队列指针追头队列移动，这时就可以将数据提取出来。

1.1程序
1.11队列实现
#include "sy_fifo.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
//创建队列初始化
void sy_obj_fifo_create(obj_fifo_typ_t *pfifo)
{
      pfifo->_head = 0;
      pfifo->_tail = 0;
   pfifo->cmd_pos = 0;
      pfifo->cmd_state = 0;
}
//队列数据压栈
unsigned int sy_obj_fifo_push(obj_fifo_typ_t *pfifo, const unsigned char data)
{
unsigned int pos = 0;
      pos = (pfifo->_head+1)%QUEUE_MAX_SIZE;
if (pfifo==NULL)
{
      return 0;
}
if(pos!=pfifo->_tail)  //非满状态
{
               pfifo->_data[pfifo->_head] = data;
      pfifo->_head = pos;

            return 1;
}
return 0;
}
//数据占用大小
unsigned int sy_obj_fifo_get_occupy_size(obj_fifo_typ_t *pfifo)
{
if (pfifo==NULL) return 0;
return (((pfifo->_head+QUEUE_MAX_SIZE-pfifo->_tail)%QUEUE_MAX_SIZE)*CMD_MAX_SIZE);
}
//从队列中提取指定长度数据 ,这里只是提示一个例子，具体根据自己实际项目实现
unsigned int sy_obj_fifo_read(obj_fifo_typ_t *pfifo, unsigned char *buf,const unsigned int size)
{

      unsigned int i= 0;
      unsigned int data_len = 0;

if ((size==0) || (pfifo==NULL) || (buf==NULL))
{
         return 0;
}

      if(sy_obj_fifo_get_occupy_size(pfifo)<size) return 0; //数据长度不足，退出

  for(i= 0;i<size;i++){

if( pfifo->_tail!= pfifo->_head)                                        //非空状态
{

      *buf =  pfifo->_data[ pfifo->_tail];
               buf++;
      pfifo->_tail = (pfifo->_tail+1)%QUEUE_MAX_SIZE;
      data_len++;
}
  }
return data_len;
}
1.12 头文件实现

#ifndef __SY_FIFO_H
#define __SY_FIFO_H
#define QUEUE_MAX_SIZE 1000
typedef struct
{
      unsigned int cmd_state;
      unsigned int cmd_pos;
unsigned int _head;                                                    //队列头
unsigned int _tail;                                                    //队列尾
unsigned char _data[QUEUE_MAX_SIZE];
}obj_fifo_typ_t;
void sy_obj_fifo_create(obj_fifo_typ_t *pfifo);
unsigned int sy_obj_fifo_push(obj_fifo_typ_t *pfifo, const unsigned char data);
unsigned int sy_obj_fifo_read(obj_fifo_typ_t *pfifo, unsigned char *buf,const unsigned int size);
unsigned int sy_obj_fifo_get_occupy_size(obj_fifo_typ_t *pfifo);

#endif
1.13 demo
.......................................
obj_fifo_typ_t  obj_usart_buff; //定义一个实例
void main(void){
unsigned int data_size = 0;
unsigned  char buff[20] = {0};
..............//user handle
sy_obj_fifo_create(&obj_usart_buff); //创建一个环形队列实例
      while(1){
      data_size = sy_obj_fifo_read(&obj_usart_buff,buff,10);//取10个数据
      if(data_size == 10)
      // user handle
      }
}

//串口为例将串口接收到的数据压入队列中
void UART0_IRQHandler(void)
{
      unsigned char data = 0;
if (UART_GetITIdentity(UART0) == UART_IT_RX)
{
               data = UART_ReceiveData(UART0);
            sy_obj_fifo_push(&obj_usart_buff, data); //将数据存到队列中
}
else if (UART_GetITIdentity(UART0) == UART_IT_TX)
{
      UART_ClearTxITPendingBit(UART0);
}

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