2022年12月12日 | 基于STM32的串口循环队列

先说串口，这个应该都知道吧（不知道的童鞋，先把基本功学好），大部分单片机或者处理器都会带一个或者多个串口，方便进行数据的通信。

那么，串口的循环队列是什么？这里以STM32的串口为例，进行解释说明。

假设串口一次只发一个数据，这倒是简单了，每次只对这一个数据进行判断，然后处理相关指令。但现实不会一直都这么美好，很多时候你收到的可能是一大串数据，你要先小心翼翼的把它们存好，然后再依次判断这里面有哪些指令要处理。

假设你定义了一个30个元素的数组a[30]，每次串口收到数据都往里面存，存的时候地址加一。这个操作很简单吧，应该是都会的。

但是取的时候怎么取？你收到的指令可能是2个数据，也可能是3个数据，几种长度不一样的指令混在一起。

一次从数组里读出几个数据？怎么快速腾出已读数据的位置？还是一次都读完，然后整个数组清零？

先说一次读完，然后清零的这个方法为什么不行。

1、读的时候，里面的数据不一定是完整的。有可能某组数据刚接收到一半儿。

2、读完以后，清零之前，如果进来新的数据怎么办？

所以，比较稳妥的方法是，一次只读一个数据，读一次，清除该数据所占的位置。所以这需要一个变量，来记录数据头在这个数组中的位置。

第二，当有新数据来的时候，要知道它能放在哪，所以要有一个变量，来记录数据尾在哪。

第三，如果有必要，你可以定义一个变量来记录数据长度，存入的时候加一，取出的时候减一。

第四，也是比较重要的，如果数据尾已经是a[29]了，下一个数据放哪？整个数组都清掉？NO，假设此时a[0]~a[10]已经被取出了，数据头变成了a[11]。那么新的数据尾变成a[0]，即当数据尾大于等于30的时候，变成0.

如此一来，相当于把这个数组的头和尾连了起来，成了一个封闭的环，这种处理方式，就叫做串口的循环队列。只要确保数组够大，处理速度够快，那么头和尾就不会撞上。当然，程序上也要对这种意外情况做一个处理。以下图片来自网络：

下面是代码，核心的部分都在这，复制粘贴一下，基本就可以了。

首先是定义一个结构体，关于数据头、数据尾、数组的：

typedef struct
{
       u16 Head;
       u16 Tail;
       u16 Length;
       u8 Rsv_DAT[50];
}ringbuff_t;
ringbuff_t Ringbuff;
然后是结构体初始化：
void ringbuff_init(void)
{
       Ringbuff.Head = 0;
       Ringbuff.Tail = 0;
       Ringbuff.Length = 0;
}

然后是存入数据的操作，把这个函数放进串口接收中断就行：

u8 write_ringbuff(u8 data)
{
       if(Ringbuff.Length >= 50)                     
       {
              return FALSE;
       }
       else
       {
              Ringbuff.Rsv_DAT[Ringbuff.Tail] = data;
              Ringbuff.Tail = (Ringbuff.Tail + 1)% 50;              //防止越界
              Ringbuff.Length++;
              return TRUE;
       }
}

然后是取出数据的操作：

u8 read_ringbuff(u8 *rdata)
{
       if(Ringbuff.Length == 0)
       {
              return FALSE;
       }
       else
       {
              *rdata = Ringbuff.Rsv_DAT[Ringbuff.Head];
              Ringbuff.Rsv_DAT[Ringbuff.Head] = 0;
              Ringbuff.Head = (Ringbuff.Head + 1)%50;
              Ringbuff.Length--;
              return TRUE;
       }
}

然后就能用了，这是写操作：

write_ringbuff(USART_ReceiveData(USART1));

这是读操作：

read_ringbuff(&uart_buf[0]);

读操作的函数里，还可以增加一个操作，就是读出以后，把该位置数据清零，这个看个人需要。

以上，就是串口循环队列的一个简介，如果有写的不好的，欢迎留言指正。当然，方法千千万，不一定只能用这种。最后，借用流浪地球的一句经典台词作为结尾：

方法千万条，稳定第一条。

代码不规范，码农两行泪。