單片機自定義協議FIFO高效發送數據方法

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本文介紹如何使用帶FIFO的串口來減少接收中斷次數，通過一種自定義通訊協議格式，給出幀打包方法；之后介紹一種特殊的串口數據發送方法，可在避免使用串口發送中斷的情況下，提高系統的響應速度。

typedef?struct?
{??
????uint8_t?*?dst_buf;??????????????????//指向接收緩存??
????uint8_t?sfd;????????????????????????//幀首標志,為0xFF或者0xEE??
????uint8_t?sfd_flag;???????????????????//找到幀首,一般是3~5個FF或EE??
????uint8_t?sfd_count;??????????????????//幀首的個數,一般3~5個??
????uint8_t?received_len;???????????????//已經接收的字節數??
????uint8_t?find_fram_flag;?????????????//找到完整幀后,置1??
????uint8_t?frame_len;??????????????????//本幀數據總長度，這個區域是可選的??
}find_frame_struct;

3.2 初始化數據結構，一般放在串口初始化中

/**?
*?@brief????初始化尋找幀的數據結構?
*?@param????p_fine_frame:指向打包幀數據結構體變量?
*?@param????dst_buf:指向幀緩沖區?
*?@param????sfd:幀首標志,一般為0xFF或者0xEE?
*/??
void?init_find_frame_struct(find_frame_struct?*?p_find_frame,uint8_t?*dst_buf,uint8_t?sfd)??
{??
????p_find_frame->dst_buf=dst_buf;??
????p_find_frame->sfd=sfd;??
????p_find_frame->find_fram_flag=0;??
????p_find_frame->frame_len=10;???????
????p_find_frame->received_len=0;??
????p_find_frame->sfd_count=0;??
????p_find_frame->sfd_flag=0;??
}?

3.3 數據打包程序

/**?
*?@brief????尋找一幀數據??返回處理的數據個數?
*?@param????p_find_frame:指向打包幀數據結構體變量?
*?@param????src_buf:指向串口接收的原始數據?
*?@param????data_len:src_buf本次串口接收到的原始數據個數?
*?@param????sum_len:幀緩存的最大長度?
*?@return???本次處理的數據個數?
*/??
uint32_t?find_one_frame(find_frame_struct?*?p_find_frame,const?uint8_t?*?src_buf,uint32_t?data_len,uint32_t?sum_len)??
{??
????uint32_t?src_len=0;??
????while(data_len--)??
????{??
????????if(p_find_frame?->sfd_flag==0)????????????????????????
????????{???//沒有找到起始幀首??
????????????if(src_buf[src_len++]==p_find_frame?->sfd)??
????????????{??
????????????????p_find_frame?->dst_buf[p_find_frame?->received_len++]=p_find_frame?->sfd;??
????????????????if(++p_find_frame?->sfd_count==5)??????????
????????????????{??
????????????????????p_find_frame?->sfd_flag=1;??
????????????????????p_find_frame?->sfd_count=0;??
????????????????????p_find_frame?->frame_len=10;??
????????????????}??
????????????}??
????????????else??
????????????{??
????????????????p_find_frame?->sfd_count=0;???
????????????????p_find_frame?->received_len=0;???
????????????}??
????????}??
????????else???
????????{???//是否是"長度"字節??Y->獲取這幀的數據長度??
????????????if(7==p_find_frame?->received_len)????????????????
????????????{??
????????????????p_find_frame->frame_len=src_buf[src_len]+5+1+1+1+2;?//幀首+地址號+命令號+數據長度+校驗???????
????????????????if(p_find_frame->frame_len>=sum_len)??
????????????????{???//這里處理方法根據具體應用不一定相同??
????????????????????MY_DEBUGF(SLAVE_DEBUG,("數據長度超出緩存!\n"));??
????????????????????p_find_frame->frame_len=?sum_len;???????
????????????????}??
????????????}??
??????????????
????????????p_find_frame?->dst_buf[p_find_frame->received_len++]=src_buf[src_len++];????????????????
????????????if(p_find_frame?->received_len==p_find_frame?->frame_len)??????????????????
????????????{??
????????????????p_find_frame?->received_len=0;??????????????//一幀完成????
????????????????p_find_frame?->sfd_flag=0;??
????????????????p_find_frame?->find_fram_flag=1;???????????????????
????????????????return?src_len;??
????????????}??
????????}??
????}??
????p_find_frame?->find_fram_flag=0;??
????return?src_len;??
}?

使用例子：定義數據結構體變量：

find_frame_struct?slave_find_frame_srt;

定義接收數據緩沖區：

#define?SLAVE_REC_DATA_LEN??128
uint8_t?slave_rec_buf[SLAVE_REC_DATA_LEN];

在串口初始化中調用結構體變量初始化函數：

init_find_frame_struct(&slave_find_frame_srt,slave_rec_buf,0xEE);

/*串口幀發送結構體*/??
typedef?struct?
{??
????uint16_t?send_sum_len;??????????//要發送的幀數據長度??
????uint8_t??send_cur_len;??????????//當前已經發送的數據長度??
????uint8_t??send_flag;?????????????//是否發送標志??
????uint8_t?*?send_data;????????????//指向要發送的數據緩沖區??
}uart_send_struct;??

4.2 定時處理函數

/**?
*?@brief????定時發送函數,在定時器中斷中調用,不使用發送中斷的情況下減少發送等待?
*?@param????UARTx:指向硬件串口寄存器基地址?
*?@param????p:指向串口幀發送結構體變量?
*/??
#define?FARME_SEND_FALG?0x5A??????????
#define?SEND_DATA_NUM???12??
static?void?uart_send_com(LPC_UART_TypeDef?*UARTx,uart_send_struct?*p)??
{??
????uint32_t?i;??
????uint32_t?tmp32;??
??????
????if(UARTx->LSR?&(0x01<<6))??????????????????????//發送為空??
????{?????????
????????if(p->send_flag==FARME_SEND_FALG)??
????????{??????????????????????????
????????????RS485ClrDE;?????????????????????????????//?置485為發送狀態??
??????????????
????????????tmp32=p->send_sum_len-p->send_cur_len;??
????????????if(tmp32>SEND_DATA_NUM)?????????????????//向發送FIFO填充字節數據??
????????????{??
????????????????for(i=0;i????????????????{??
????????????????????UARTx->THR=p->send_data[p->send_cur_len++];??
????????????????}??
????????????}??
????????????else??
????????????{??
????????????????for(i=0;i????????????????{??
????????????????????UARTx->THR=p->send_data[p->send_cur_len++];??
????????????????}??
????????????????p->send_flag=0;??????????????????????
????????????}??
????????}??
????????else??
????????{??
????????????RS485SetDE;??
????????}??
????}??
}??

其中，RS485ClrDE為宏定義，設置RS485為發送模式；RS485SetDE也為宏定義，設置RS485為接收模式。使用例子：定義數據結構體變量：

uart_send_struct?uart0_send_str;

定義發送緩沖區：

uint8_t?uart0_send_buf[UART0_SEND_LEN];

根據使用的硬件串口，對定時處理函數做二次封裝：

void?uart0_send_data(void)
{
????uart_send_com(LPC_UART0,&uart0_send_str);
}

將封裝函數uart0_send_data();放入定時器中斷處理函數中；在需要發送數據的地方，設置串口幀發送結構體變量：

uart0_send_str.send_sum_len=data_len;??????//data_len為要發送的數據長度
uart0_send_str.send_cur_len=0;?????????????//固定為0
uart0_send_str.send_data=uart0_send_buf;???//綁定發送緩沖區
uart0_send_str.send_flag=FARME_SEND_FALG;??//設置發送標志

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