今天就来围绕这个话题,简单说几点:
串口接收方式
处理接收数据
通信协议解析
串口接收方式
串口接收(通信另一端)的数据,常见的方式:
轮询(查询)接收寄存器
中断接收数据
轮询,就是间隔一定时间(一般ms,甚至us)去查询一下接收寄存器是否有数据,如果有数据,就处理接收到的数据。
中断,平时没有数据接收时,CPU干自己的事。当有接收数据时,UART串口控制器会响应中断,通知CPU有事干了。
轮询方式,大家想过有哪些弊端吗?
效率低:CPU大部分时间都是去做查询的工作;
响应不实时:如果短时间内有多个接收数据,CPU正在处理一件相对耗时的事情(比如:发送一个数据包),没来得及查询接收到的数据,此时,数据就可能丢失。(特别是早些年串口没有FIFO功能的时候)
所以,不管是UART串口,还是I2C、 SPI、 CAN等串行通信,用的最多,最常见的还是中断接收,很少有用轮询的方式。
我之前维护一个老代码(坑),CLI串口用轮询方式,出现丢数据、溢出错误等众多问题,让我还加了好几个班。。。
处理接收数据
中断有数据来了,大家怎么处理接收到的数据?
我见过有些小项目,直接在中断函数里面做一些应用的情况。比如:串口中断接收一个传感器发过来的数据,显示数据并做一些响应的动作。
中断函数,代码能少尽少,耗时能少尽少,不能处理太多耗时的复杂的逻辑、应用等。
中断有数据来了,一般是通过FIFO方式处理。
1.简单的数组接收、应用解析并处理
比如:
static uint8_t gRxCnt = 0;
static uint8_t gRxBuf[10];
void USART1_IRQHandler(void)
{
//...
gDgus_RxBuf[gRxCnt] = (uint8_t)USART_ReceiveData(USART1);
gRxCnt++;
//...
}
void App(void)
{
//...
if(0 < gRxCnt)
{
//拷贝接收到的数据
gRxCnt = 0;
//解析接收数据并处理
}
}
2.中断函数接收一帧完整数据再处理
比如:
void USART1_IRQHandler(void)
{
static uint8_t RxCnt = 0; //计数值
static uint8_t RxNum = 0; //数量
if((USART1->SR & USART_FLAG_RXNE) == USART_FLAG_RXNE)
{
gDgus_RxBuf[RxCnt] = (uint8_t)USART_ReceiveData(USART1);
RxCnt++;
/* 判断帧头 */
if(gDgus_RxBuf[0] != DGUS_FRAME_HEAD1) //接收到帧头1
{
RxCnt = 0;
return;
}
if((2 == RxCnt) && (gDgus_RxBuf[1] != DGUS_FRAME_HEAD2))
{
RxCnt = 0;
return;
}
/* 确定一帧数据长度 */
if(RxCnt == 3)
{
RxNum = gDgus_RxBuf[2] + 3;
}
/* 接收完一帧数据 */
if((6 <= RxCnt) && (RxNum <= RxCnt))
{
RxCnt = 0;
OSMboxPost(EventMBox_Touch, gDgus_RxBuf); //发送消息邮箱(执行触控操作)
}
}
}
中断函数解析完一帧数据,可以通过标志位通知应用(裸机时),也可以通过消息队列、邮箱等方式发送到应用(RTOS时)。
3.RTOS队列、邮箱接收
比如:
void DEBUG_COM_IRQHandler(void)
{
static uint8_t Data;
if(USART_GetITStatus(DEBUG_COM, USART_IT_RXNE) != RESET)
{
Data = USART_ReceiveData(DEBUG_COM);
CLI_RcvDateFromISR(Data); //下面把这个函数分离出来了
}
}
void CLI_RcvDateFromISR(uint8_t RcvData)
{
static portBASE_TYPE xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
if(xCLIRcvQueue != NULL)
{
xQueueSendFromISR(xCLIRcvQueue, &RcvData, &xHigherPriorityTaskWoken);
}
}
中断来一字节数据,就通过消息队列发送一个字节数据,如果没有及时出来这个数据,也是存储在队列中。
通信协议解析
像上面第2种,简单通信协议,项目相对较小的情况下,可以直接在中断函数里面处理。
但是,如果项目相对较大、复杂一点,协议也先对复杂一点,上面第2种在函数内部出来方式就不可取。
1.裸机环境
裸机的情况下,建议用第一种:中断数组缓存数据(FIFO),应用解析通信协议。
2.RTOS环境
RTOS情况下,建议用第三种方式:消息队列、邮箱等方式接收数据,然后发送(通知)应用解析协议。
当然,以上说的都只是常见的方式,具体还需要结合你项目实际情况。
同时,其它类似I2C、CAN等通信,如有协议解析,也是类似。
比如之前给大家分享的MavLink,我就用CAN实现过:
void CAN_RX_IRQHandler(void)
{
static CanRxMsg RxMessage;
static MAVRCV_QUEUE_TypeDef MAVRcvQueue_Union;
CAN_Receive(CAN1, CAN_FIFO0, &RxMessage);
//拷贝长度、 数据
MAVRcvQueue_Union.MAVRcvStruct.MAVLink_Len = RxMessage.DLC;
memcpy(&MAVRcvQueue_Union.MAVRcvStruct.MAVLink_Buf[0], &RxMessage.Data[0], RxMessage.DLC);
MAVLink_RcvDateFromISR(&MAVRcvQueue_Union.MAVLinkRcv_Queue[0]);
}
最后,以上内容,仅提供思路,代码不一定适合项目。