前言
最近学明白了一个比较实用的队列算法在串口通信方面的应用，记录一下。
本文开发环境
软件配置
1.串口基础配置
创建hal_usart.c进行串口配置，从规格书来看，STM8L101F3只有一个串口，串口的配置按照官方给的函数static void USART_Config(void)进行修改为如下：
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| void hal_Usart_Config(void)
{
CLK_MasterPrescalerConfig(CLK_MasterPrescaler_HSIDiv1);
GPIO_ExternalPullUpConfig(GPIOC,GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4, ENABLE);
CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_USART, ENABLE);
USART_DeInit();
USART_Init((uint32_t)115200, USART_WordLength_8D, USART_StopBits_1,USART_Parity_No, (USART_Mode_TypeDef)(USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx));
USART_ITConfig(USART_IT_TXE, DISABLE);
USART_ITConfig(USART_IT_RXNE, ENABLE);
enableInterrupts();
}
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修改参数:
把stm8l10x_it.c里面的串口中断处理函数INTERRUPT_HANDLER(USART_TX_IRQHandler, 27)，INTERRUPT_HANDLER(USART_RX_IRQHandler, 28)移到hal_usart.c里。
2.加入消息队列模块
首先添加queue.c和queue.h文件，在hal_usart.c里引入queue头文件。
消息队列的使用流程：
下面进行以串口收发相同的功能进行实战演练：
定义变量
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| Queue256 UsartRxMsg;//定义256个字节的串口接收消息队列
Queue256 UsartTxMsg;//定义256个字节的串口发送消息队列
unsigned char TxBuffer[256];//串口数据发送数据的缓存
unsigned int TxCounter = 0;//0表示没有发送数据 其他值表示发送数据的下标
unsigned int TxDataSize = 0;//串口需要发送的有效数据的长度
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修改void hal_Usart_Config(void)函数如下：
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| void hal_Usart_Config(void)
{
CLK_MasterPrescalerConfig(CLK_MasterPrescaler_HSIDiv1);
GPIO_ExternalPullUpConfig(GPIOC,GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4, ENABLE);
CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_USART, ENABLE);
USART_DeInit();
USART_Init((uint32_t)115200, USART_WordLength_8D, USART_StopBits_1,USART_Parity_No, (USART_Mode_TypeDef)(USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx));
USART_ITConfig(USART_IT_TXE, DISABLE);
USART_ITConfig(USART_IT_RXNE, ENABLE);
enableInterrupts();
QueueEmpty(UsartRxMsg);//清空队列
QueueEmpty(UsartTxMsg);
TxCounter = 0;
TxDataSize = 0; //串口发送数据的长度
}
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现在假设PC端向单片机发送“1234”，下面就要对串口接收到的字节进行“消息入列”到UsartRxMsg中进行存储，代码如下：
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| INTERRUPT_HANDLER(USART_RX_IRQHandler, 28)
{
unsigned char dat;
dat = (uint8_t)USART_ReceiveData8();
// 参数：定义的队列的名称，需要入列的数据的指针地址，入列数据的长度
QueueDataIn(UsartRxMsg,&dat,1);
}
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紧接着我们要让单片机将收到的信息原封不动的发回PC端，因此我们要定义static void hal_Usart_RxHandler(void)函数先把UsartRxMsg的数据传输给UsartTxMsg，代码如下：
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| static void hal_Usart_RxHandler(void)
{
unsigned char len,i;
unsigned char usartRxBuffer[128];
//返回值：消息中有效数据的长度 形参：需要查询的队列
len = QueueDataLen(UsartRxMsg);
if(len)
{ //消息处理函数
for(i=0;i<len;i++)
{
//形参：需要出列的消息队列 指针变量：用来保存出列的数据
QueueDataOut(UsartRxMsg,&usartRxBuffer[i]);
}
QueueDataIn(UsartTxMsg,usartRxBuffer,len);
}
}
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之后要把UsartTxMsg的数据取出来，再通过串口发送给PC端，代码如下：
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| static void hal_Usart_TxHandler(void)
{
unsigned char len,i;
if(TxCounter == 0)
{///表示无线发送数据空闲
len = QueueDataLen(UsartTxMsg);
if(len)
{
for(i=0;i<len;i++)
{
QueueDataOut(UsartTxMsg,&TxBuffer[i]);
}
USART_SendData8(TxBuffer[0]);
TxCounter = 1;
TxDataSize = len; //串口发送数据的长度
USART_ITConfig(USART_IT_TXE, ENABLE);
}
}
}
INTERRUPT_HANDLER(USART_TX_IRQHandler, 27)
{
if (TxCounter == TxDataSize)
{
USART_ITConfig(USART_IT_TXE, DISABLE);
TxCounter = 0;
}
else
{
USART_SendData8(TxBuffer[TxCounter++]);
}
}
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注意这里的两个静态函数static void hal_Usart_RxHandler(void) 和static void hal_Usart_TxHandler(void)，为了能让外部调用我们需要封装一下：
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| void hal_Usart_Pro(void)
{
hal_Usart_RxHandler();
hal_Usart_TxHandler();
}
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最后在main.c文件内调用相应代码完成串口收发相同的功能：
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| #include "stm8l10x.h"
#include "hal_tim4.h"
#include "hal_usart.h"
//定义systick
__IO uint8_t systick;
void main(void)
{
CLK_MasterPrescalerConfig(CLK_MasterPrescaler_HSIDiv1);//16M
hal_TIM4_Config();
hal_Usart_Config();
systick = 0;
while (1)
{
if(systick == 1)
{
systick = 0;
hal_Usart_Pro();
}
}
}
INTERRUPT_HANDLER(TIM4_UPD_OVF_IRQHandler, 25)
{
systick = 1; ///1MS
TIM4_ClearITPendingBit(TIM4_IT_Update);
}
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结语
虽然看起来好像代码量增加了、逻辑更绕了、数据传递的路径更长了，但是加入消息队列的好处：可以避免消息数据的丢失、更加方便程序逻辑的处理。因此，在延迟可以容忍的情况下保障信息安全完整、可靠，应该是要优先考虑的。
