单片机C语言环形缓冲buffer之串口应用

niubility

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。
& Z- b1 p) P; I: Y9 m& A
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。
# I! H; c: T$ E8 k& r

1.1程序
; g- ^( A4 E4 e- |. V% b& s& M+ K1.11队列实现
; q) F% r/ V2 X( L#include "sy_fifo.h"
* J% W2 p- b5 l; h1 Y& w#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
! E: `& m+ f; }#include <string.h>
! \1 [* ?% O2 n0 a$ J//创建队列初始化
void sy_obj_fifo_create(obj_fifo_typ_t *pfifo)
{
% ^& ]5 R5 o" K# `9 \          pfifo->_head = 0;
          pfifo->_tail = 0;
8 V1 D7 F  x# E3 T6 X; @      pfifo->cmd_pos = 0;
          pfifo->cmd_state = 0;
) H; {5 s, }. E}
& b4 h  R" E5 l* w0 n# E6 J//队列数据压栈
unsigned int sy_obj_fifo_push(obj_fifo_typ_t *pfifo, const unsigned char data)
& i+ L( @: |+ B0 F{
; V6 r+ ]2 Q- q- s& _- f    unsigned int pos = 0;
        pos = (pfifo->_head+1)%QUEUE_MAX_SIZE;
    if (pfifo==NULL)
    {
        return 0;
  @* M2 d6 M; `# l  T- h& `    }
/ F- u, i+ t' A& ^7 {    if(pos!=pfifo->_tail)  //非满状态
    {
3 O' K; \- Q4 t' {9 M  A                 pfifo->_data[pfifo->_head] = data;
         pfifo->_head = pos;
               
( G# a; i& ~; \* F) `. y1 h+ D                return 1;
    }
( O- f6 ]" f/ G; p* M' f. C   return 0;
! W5 o# r0 }. j* m, l1 A}
5 |8 f! K5 g8 t' P8 M//数据占用大小
) E' H0 M3 t* O4 ^9 ]# \. Lunsigned int sy_obj_fifo_get_occupy_size(obj_fifo_typ_t *pfifo)
{
3 B% c& _  F2 h! V    if (pfifo==NULL) return 0;
   return (((pfifo->_head+QUEUE_MAX_SIZE-pfifo->_tail)%QUEUE_MAX_SIZE)*CMD_MAX_SIZE);
}
( ^7 y4 B; h6 O) s# y( F( T8 Q/ e//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)
3 C) w) Z" A0 {7 e6 W{

        unsigned int i= 0;
  |" r* ~; {! F/ [4 L" k8 v# a% r        unsigned int data_len = 0;

    if ((size==0) || (pfifo==NULL) || (buf==NULL))
    {
! S/ D6 h; i* e, G( L+ [0 V           return 0;
# B4 C' ?$ [9 x3 [    }

        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++){
- x% k. {, {! i) H* O  W
    if( pfifo->_tail!= pfifo->_head)                                          //非空状态
    {
; g* `; j& I) ~% ^7 s1 ^      
          *buf =  pfifo->_data[ pfifo->_tail];
                  buf++;
          pfifo->_tail = (pfifo->_tail+1)%QUEUE_MAX_SIZE;
          data_len++;
    }  
  }
# M3 f) k( E2 f* P: @, j+ \5 g    return data_len;
}
4 V, d) [8 H- E9 I$ z1 J1.12 头文件实现

#ifndef __SY_FIFO_H
$ C; y! Z, `; X3 d4 Y$ j#define __SY_FIFO_H
1 A) P% y6 ^) ~, I. G/ s! v# i#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];
6 [$ A, j+ u+ @, e1 U1 \9 K}obj_fifo_typ_t;
1 T- S3 Z! L' `- M4 ]. r$ kvoid sy_obj_fifo_create(obj_fifo_typ_t *pfifo);
unsigned int sy_obj_fifo_push(obj_fifo_typ_t *pfifo, const unsigned char data);
3 [' P- a* l7 C+ N: ^9 E$ Ounsigned 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);
  L0 Z; b& M' Q" C* U- U
#endif
1.13 demo
# S# U" t( @: U* P: K7 ?.......................................
obj_fifo_typ_t  obj_usart_buff; //定义一个实例
void main(void){
* P8 \- ]; x$ X% i4 o2 ~7 `3 J, Iunsigned 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
, y( D# Q, F/ Q: J. u        while(1){
        data_size = sy_obj_fifo_read(&obj_usart_buff,buff,10);//取10个数据
        if(data_size == 10)
        // user handle
        }
}
0 X/ W' F$ D8 H* d. d$ {
//串口为例将串口接收到的数据压入队列中
+ B' H2 X) a% B7 M6 l: x( Zvoid UART0_IRQHandler(void)
/ g' T0 {# }. U3 ^6 {7 i# P{
2 [2 y7 S, }: v  x        unsigned char data = 0;
; y* B  o1 t9 w) Q! v; H    if (UART_GetITIdentity(UART0) == UART_IT_RX)
    {
; Q5 G7 J" S/ m                 data = UART_ReceiveData(UART0);
                sy_obj_fifo_push(&obj_usart_buff, data); //将数据存到队列中
    }
) g' }$ m3 ?! D# N    else if (UART_GetITIdentity(UART0) == UART_IT_TX)
    {
        UART_ClearTxITPendingBit(UART0);
    }

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