環(huán)形緩沖區(qū)簡(jiǎn)介 STM32環(huán)形緩沖區(qū)示例

環(huán)形緩沖區(qū)簡(jiǎn)介
在單片機(jī)中串口通信是我們使用最頻繁的，使用串口通信就會(huì)用到串口的數(shù)據(jù)接收與發(fā)送，環(huán)形緩沖區(qū)方式接收數(shù)據(jù)可以更好的保證數(shù)據(jù)丟幀率第。
在通信程序中，經(jīng)常使用環(huán)形緩沖器作為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存放通信中發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)。環(huán)形緩沖區(qū)是一個(gè)先進(jìn)先出的循環(huán)緩沖區(qū)，可以向通信程序提供對(duì)緩沖區(qū)的互斥訪問(wèn)。
環(huán)形緩沖區(qū)的一個(gè)有用特性是：當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)元素被用掉后，其余數(shù)據(jù)元素不需要移動(dòng)其存儲(chǔ)位置。相反，一個(gè)非圓形緩沖區(qū)（例如一個(gè)普通的隊(duì)列）在用掉一個(gè)數(shù)據(jù)元素后，其余數(shù)據(jù)元素需要向前搬移。換句話說(shuō)，環(huán)形緩沖區(qū)適合實(shí)現(xiàn)先進(jìn)先出緩沖區(qū)，而非環(huán)形緩沖區(qū)適合后進(jìn)先出緩沖區(qū)。

STM32環(huán)形緩沖區(qū)示例

串口配置示例

#include "usart.h"
/********************串口初始化函數(shù)封裝*********************
****硬件接口：USART1_TX -- PA9(發(fā)送)
**						USART1-RX --PA10(接收)
**						USART2_TX -- PA2(發(fā)送)
**						USART2-RX --PA3(接收)
**						USART3_TX -- PB10(發(fā)送)
**						USART3_RX -- PB11(接收)
形參：USART_TypeDef *USARTx -- 要配置的哪個(gè)串口
**			u32 baud  --波特率
**			u32 sysclk --時(shí)鐘頻率（USART1 --72MHZ ,USAT2\USART3 --36MHZ）
**
***********************************************************/
void Usartx_Init(USART_TypeDef *USARTx,u32 baud,u32 sysclk)
{
	if(USART1 == USARTx)
	{
			/*1.開(kāi)時(shí)鐘*/
		RCC->APB2ENR|=1<<2;//PA時(shí)鐘
		RCC->APB2ENR|=1<<14;//串口時(shí)鐘
		RCC->APB2RSTR|=1<<14;//串口復(fù)位
		RCC->APB2RSTR&=~(1<<14);//取消復(fù)位
		/*2.配置GPIO口*/
		GPIOA->CRH&=0xFFFFF00F;
		GPIOA->CRH|=0x000008B0;//上下拉輸入，復(fù)用推挽輸出	
		#ifdef USART1_IQR
			USART1->CR1|=1<<5;//開(kāi)啟串口接收中斷
			STM32_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn,0,1);//設(shè)置優(yōu)先級(jí)
		#endif
	}
	else if(USART2 == USARTx)
	{
		/*1.開(kāi)時(shí)鐘*/
		RCC->APB2ENR|=1<<2;//PA時(shí)鐘
		RCC->APB1ENR|=1<<17;//USART2時(shí)鐘
		RCC->APB1RSTR|=1<<17;//開(kāi)復(fù)位時(shí)鐘
		RCC->APB1RSTR&=~(1<<17);//取消復(fù)位
		/*2.配置GPIO口*/
		GPIOA->CRL&=0xFFFF00FF;//清除原來(lái)寄存器中的值
		GPIOA->CRL|=0x00008B00;		
		#ifdef USART2_IRQ
			USART2->CR1|=1<<5;//串口2接收中斷
			STM32_NVIC_SetPriority(USART2_IRQn,1,2);//設(shè)置優(yōu)先級(jí)
		#endif
	}
	else if(USART3 == USARTx)
	{
		/*1.開(kāi)時(shí)鐘*/
		RCC->APB2ENR|=1<<3;//PB時(shí)鐘
		RCC->APB1ENR|=1<<18;//USART3時(shí)鐘
		RCC->APB1RSTR|=1<<18;//開(kāi)復(fù)位時(shí)鐘
		RCC->APB1RSTR&=~(1<<18);//取消復(fù)位
		/*2.配置GPIO口*/
		GPIOB->CRH&=0xFFFF00FF;
		GPIOB->CRH|=0x00008B00;	
		#ifdef USART3_IRQ
			USART3->CR1|=1<<5;//開(kāi)啟接收中斷
			STM32_NVIC_SetPriority(USART3_IRQn,0,0);//設(shè)置優(yōu)先級(jí)
		#endif
	}
	else return;
	/*3.配置串口核心寄存器*/
	USARTx->BRR=sysclk*1000000/baud;//設(shè)置波特率
	USARTx->CR1|=1<<2;//接收使能
	USARTx->CR1|=1<<3;//發(fā)送使能
	USARTx->CR1|=1<<13;//使能串口3
}
/************************串口發(fā)送字符************************/
void Usartx_SendString(USART_TypeDef *USARTx,u8 *str,u8 len)
{
	while(len--)
	{
		USARTx->DR=*str;
		while((USARTx->SR&1<<7)==0){}//等待數(shù)據(jù)發(fā)送完成
		str++;
	}
}
/***************printf重定向**************/
int fputc(int c,FILE *stream)
{
	USART1->DR=c;
	while(!(USART1->SR&1<<7)){}
	return c;
}

中斷接收數(shù)據(jù) - - 環(huán)形緩沖區(qū)接收

/********************串口接收數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體********************/
#define USART1_LEN 200 //緩沖區(qū)大小
typedef struct 
{
	char buff[USART1_LEN];//緩沖區(qū)
    u8 usart1_rx_len;//保存的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
    u8 usart1_flag;//數(shù)據(jù)接收完成標(biāo)志
	u8 w;//寫(xiě)
	u8 r;//讀
}USART1_RX;
USART1_RX USART1_rx={{0},0,0,0,0};//串口接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)初始化
void USART1_IRQHandler(void)
{
	u8 c;
	if(USART1->SR&1<<5)
	{
        c=USART1->DR;
        //當(dāng)寫(xiě)入的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度==緩沖區(qū)長(zhǎng)度，表示緩沖區(qū)滿
        if(USART1_rx.usart1_rx_lenCNT=0;//清空計(jì)數(shù)器值   
			TIM2->CR1|=1<<0;
        }
        else USART1_rx.usart1_flag=1;//緩沖區(qū)滿	
	}
	USART1->SR=0;//清除標(biāo)志位
}
)>

讀取緩沖區(qū)數(shù)據(jù)

/**********************從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)******************
**
**形參:u8 *tx_data -- 讀取數(shù)據(jù)保存地址
**
*********************************************************/
u8 Usart1_Annular_txdata(u8 *tx_data)
{   
    u8 len=0;
    //緩沖區(qū)為空 或者 USART1_rx.usart1_flag 數(shù)據(jù)接收完成標(biāo)志(為了兼容字符串接收處理)
    if(USART1_rx.usart1_rx_len==0 || USART1_rx.usart1_flag==0)return 0;
    while(USART1_rx.usart1_rx_len)
    {
        *tx_data=USART1_rx.buff[USART1_rx.r];//讀取緩沖區(qū)數(shù)據(jù)
        USART1_rx.r= (USART1_rx.r+1)%USART1_LEN;
        USART1_rx.usart1_rx_len--;//緩沖區(qū)長(zhǎng)度-1
        tx_data++;
        len++;
    }
    USART1_rx.usart1_flag=0;//清除標(biāo)志位
    *tx_data='\0';//接收到的字符保存為字符串
    return len;//返回讀取到的字符個(gè)數(shù)
}

主函數(shù)

#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "timer.h"
u8 buff[200];
int main()
{
    u8 stat=0;
	Led_Init();//LED初始化
	Usartx_Init(USART1,115200,72);
	TIMx_Init(TIM2,72,20000);//通過(guò)定時(shí)器2輔助串口接收數(shù)據(jù),20ms
	printf("串口初始化完成\r\n");
	/*輪詢*/
	while(1)
	{
        stat=Usart1_Annular_txdata(buff);
        if(stat)
        {
            Usartx_SendString(USART1,buff,stat);
        }
	}
}