环形缓冲区简介 STM32环形缓冲区示例

环形缓冲区简介
在单片机中串口通信是我们使用最频繁的，使用串口通信就会用到串口的数据接收与发送，环形缓冲区方式接收数据可以更好的保证数据丢帧率第。
在通信程序中，经常使用环形缓冲器作为数据结构来存放通信中发送和接收的数据。环形缓冲区是一个先进先出的循环缓冲区，可以向通信程序提供对缓冲区的互斥访问。
环形缓冲区的一个有用特性是：当一个数据元素被用掉后，其余数据元素不需要移动其存储位置。相反，一个非圆形缓冲区（例如一个普通的队列）在用掉一个数据元素后，其余数据元素需要向前搬移。换句话说，环形缓冲区适合实现先进先出缓冲区，而非环形缓冲区适合后进先出缓冲区。

STM32环形缓冲区示例

串口配置示例

#include "usart.h"
/********************串口初始化函数封装*********************
****硬件接口：USART1_TX -- PA9(发送)
**						USART1-RX --PA10(接收)
**						USART2_TX -- PA2(发送)
**						USART2-RX --PA3(接收)
**						USART3_TX -- PB10(发送)
**						USART3_RX -- PB11(接收)
形参：USART_TypeDef *USARTx -- 要配置的哪个串口
**			u32 baud  --波特率
**			u32 sysclk --时钟频率（USART1 --72MHZ ,USAT2\USART3 --36MHZ）
**
***********************************************************/
void Usartx_Init(USART_TypeDef *USARTx,u32 baud,u32 sysclk)
{
	if(USART1 == USARTx)
	{
			/*1.开时钟*/
		RCC->APB2ENR|=1<<2;//PA时钟
		RCC->APB2ENR|=1<<14;//串口时钟
		RCC->APB2RSTR|=1<<14;//串口复位
		RCC->APB2RSTR&=~(1<<14);//取消复位
		/*2.配置GPIO口*/
		GPIOA->CRH&=0xFFFFF00F;
		GPIOA->CRH|=0x000008B0;//上下拉输入，复用推挽输出	
		#ifdef USART1_IQR
			USART1->CR1|=1<<5;//开启串口接收中断
			STM32_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn,0,1);//设置优先级
		#endif
	}
	else if(USART2 == USARTx)
	{
		/*1.开时钟*/
		RCC->APB2ENR|=1<<2;//PA时钟
		RCC->APB1ENR|=1<<17;//USART2时钟
		RCC->APB1RSTR|=1<<17;//开复位时钟
		RCC->APB1RSTR&=~(1<<17);//取消复位
		/*2.配置GPIO口*/
		GPIOA->CRL&=0xFFFF00FF;//清除原来寄存器中的值
		GPIOA->CRL|=0x00008B00;		
		#ifdef USART2_IRQ
			USART2->CR1|=1<<5;//串口2接收中断
			STM32_NVIC_SetPriority(USART2_IRQn,1,2);//设置优先级
		#endif
	}
	else if(USART3 == USARTx)
	{
		/*1.开时钟*/
		RCC->APB2ENR|=1<<3;//PB时钟
		RCC->APB1ENR|=1<<18;//USART3时钟
		RCC->APB1RSTR|=1<<18;//开复位时钟
		RCC->APB1RSTR&=~(1<<18);//取消复位
		/*2.配置GPIO口*/
		GPIOB->CRH&=0xFFFF00FF;
		GPIOB->CRH|=0x00008B00;	
		#ifdef USART3_IRQ
			USART3->CR1|=1<<5;//开启接收中断
			STM32_NVIC_SetPriority(USART3_IRQn,0,0);//设置优先级
		#endif
	}
	else return;
	/*3.配置串口核心寄存器*/
	USARTx->BRR=sysclk*1000000/baud;//设置波特率
	USARTx->CR1|=1<<2;//接收使能
	USARTx->CR1|=1<<3;//发送使能
	USARTx->CR1|=1<<13;//使能串口3
}
/************************串口发送字符************************/
void Usartx_SendString(USART_TypeDef *USARTx,u8 *str,u8 len)
{
	while(len--)
	{
		USARTx->DR=*str;
		while((USARTx->SR&1<<7)==0){}//等待数据发送完成
		str++;
	}
}
/***************printf重定向**************/
int fputc(int c,FILE *stream)
{
	USART1->DR=c;
	while(!(USART1->SR&1<<7)){}
	return c;
}

中断接收数据 - - 环形缓冲区接收

/********************串口接收数据结构体********************/
#define USART1_LEN 200 //缓冲区大小
typedef struct 
{
	char buff[USART1_LEN];//缓冲区
    u8 usart1_rx_len;//保存的数据长度
    u8 usart1_flag;//数据接收完成标志
	u8 w;//写
	u8 r;//读
}USART1_RX;
USART1_RX USART1_rx={{0},0,0,0,0};//串口接收数据缓冲区初始化
void USART1_IRQHandler(void)
{
	u8 c;
	if(USART1->SR&1<<5)
	{
        c=USART1->DR;
        //当写入的数据长度==缓冲区长度，表示缓冲区满
        if(USART1_rx.usart1_rx_lenCNT=0;//清空计数器值   
			TIM2->CR1|=1<<0;
        }
        else USART1_rx.usart1_flag=1;//缓冲区满	
	}
	USART1->SR=0;//清除标志位
}
)>

读取缓冲区数据

/**********************从缓冲区读取数据******************
**
**形参:u8 *tx_data -- 读取数据保存地址
**
*********************************************************/
u8 Usart1_Annular_txdata(u8 *tx_data)
{   
    u8 len=0;
    //缓冲区为空 或者 USART1_rx.usart1_flag 数据接收完成标志(为了兼容字符串接收处理)
    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];//读取缓冲区数据
        USART1_rx.r= (USART1_rx.r+1)%USART1_LEN;
        USART1_rx.usart1_rx_len--;//缓冲区长度-1
        tx_data++;
        len++;
    }
    USART1_rx.usart1_flag=0;//清除标志位
    *tx_data='\0';//接收到的字符保存为字符串
    return len;//返回读取到的字符个数
}

主函数

#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);//通过定时器2辅助串口接收数据,20ms
	printf("串口初始化完成\r\n");
	/*轮询*/
	while(1)
	{
        stat=Usart1_Annular_txdata(buff);
        if(stat)
        {
            Usartx_SendString(USART1,buff,stat);
        }
	}
}

审核编辑：汤梓红