下面介绍如何将接收到的数据按照图3-1所示的格式打包成一帧。
3.1 定义数据结构
typedef struct {
uint8_t * dst_buf; //指向接收缓存
uint8_t sfd; //帧首标志,为0xFF或者0xEE
uint8_t sfd_flag; //找到帧首,一般是3~5个FF或EE
uint8_t sfd_count; //帧首的个数,一般3~5个
uint8_t received_len; //已经接收的字节数
uint8_t find_fram_flag; //找到完整帧后,置1
uint8_t frame_len; //本帧数据总长度，这个区域是可选的
}find_frame_struct;
3.2 初始化数据结构，一般放在串口初始化中
/**
* @brief 初始化寻找帧的数据结构
* @param p_fine_frame:指向打包帧数据结构体变量
* @param dst_buf:指向帧缓冲区
* @param sfd:帧首标志,一般为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 数据打包程序
/**
* @brief 寻找一帧数据 返回处理的数据个数
* @param p_find_frame:指向打包帧数据结构体变量
* @param src_buf:指向串口接收的原始数据
* @param data_len:src_buf本次串口接收到的原始数据个数
* @param sum_len:帧缓存的最大长度
* @return 本次处理的数据个数
*/
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)
{ //没有找到起始帧首
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"长度"字节? Y->获取这帧的数据长度
if(7==p_find_frame ->received_len)
{
p_find_frame->frame_len=src_buf[src_len]+5+1+1+1+2; //帧首+地址号+命令号+数据长度+校验
if(p_find_frame->frame_len>=sum_len)
{ //这里处理方法根据具体应用不一定相同
MY_DEBUGF(SLAVE_DEBUG,("数据长度超出缓存!\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; //一帧完成
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：
定义数据结构体变量：
find_frame_structslave_find_frame_srt;
定义接收数据缓冲区：
#define SLAVE_REC_DATA_LEN 128
uint8_t slave_rec_buf[SLAVE_REC_DATA_LEN];
在串口初始化中调用结构体变量初始化函数：
init_find_frame_struct(&slave_find_frame_srt,slave_rec_buf,0xEE);
在串口接收中断中调用数据打包函数：
find_one_frame(&slave_find_frame_srt,tmp_rec_buf,data_len,SLAVE_REC_DATA_LEN);
其中，rec_buf是串口接收临时缓冲区，data_len是本次接收的数据长度。
4.数据发送
前文提到，传统的等待发送方式会浪费CPU资源，而中断发送方式虽然不会造成CPU资源浪费，但又增加了一个中断源。在我们的使用中发现，定时器中断是几乎每个应用都会使用的，我们可以利用定时器中断以及硬件FIFO来进行数据发送，通过合理设计后，这样的发送方法即不会造成CPU资源浪费，也不会多增加中断源和中断事件。
需要提前说明的是，这个方法并不是对所有应用都合适，对于那些没有开定时器中断的应用本方法当然是不支持的，另外如果定时器中断间隔较长而通讯波特率又特别高的话，本方法也不太适用。公司目前使用的通讯波特率一般比较小（1200bps、2400bps），在这些波特率下，定时器间隔为10ms以下（含10ms）就能满足。如果定时器间隔为1ms以下（含1ms），是可以使用115200bps的。
本方法主要思想是：定时器中断触发后，判断是否有数据要发送，如果有数据要发送并且满足发送条件，则将数据放入发送FIFO中，对于lpc1778来说，一次最多可以放16字节数据。之后硬件会自动启动发送，无需CPU参与。
下面介绍如何使用定时器发送数据，硬件载体为RS485。因为发送需要操作串口寄存器以及RS485方向控制引脚，需跟硬件密切相关，以下代码使用的硬件为lpc1778，但思想是通用的。
4.1 定义数据结构
/*串口帧发送结构体*/
typedef struct {
uint16_t send_sum_len; //要发送的帧数据长度
uint8_t send_cur_len; //当前已经发送的数据长度
uint8_t send_flag; //是否发送标志
uint8_t * send_data; //指向要发送的数据缓冲区
}uart_send_struct;
4.2 定时处理函数
/**
* @brief 定时发送函数,在定时器中断中调用,不使用发送中断的情况下减少发送等待
* @param UARTx:指向硬件串口寄存器基地址
* @param p:指向串口帧发送结构体变量
*/
#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)) //发送为空
{
if(p->send_flag==FARME_SEND_FALG)
{
RS485ClrDE; // 置485为发送状态
tmp32=p->send_sum_len-p->send_cur_len;
if(tmp32>SEND_DATA_NUM) //向发送FIFO填充字节数据
{
for(i=0;i<SEND_DATA_NUM;i++)
{
UARTx->THR=p->send_data[p->send_cur_len++];
}
}
else
{
for(i=0;i<tmp32;i++)
{
UARTx->THR=p->send_data[p->send_cur_len++];
}
p->send_flag=0;
}
}
else
{
RS485SetDE;
}
}
}
其中，RS485ClrDE为宏定义，设置RS485为发送模式；RS485SetDE也为宏定义，设置RS485为接收模式。
使用例子：
定义数据结构体变量：
uart_send_struct uart0_send_str;
定义发送缓冲区：
uint8_t uart0_send_buf[UART0_SEND_LEN];
根据使用的硬件串口，对定时处理函数做二次封装：
void uart0_send_data(void)
{
uart_send_com(LPC_UART0,&uart0_send_str);
}
将封装函数uart0_send_data();放入定时器中断处理函数中；
在需要发送数据的地方，设置串口帧发送结构体变量：
uart0_send_str.send_sum_len=data_len; //data_len为要发送的数据长度
uart0_send_str.send_cur_len=0; //固定为0
uart0_send_str.send_data=uart0_send_buf; //绑定发送缓冲区
uart0_send_str.send_flag=FARME_SEND_FALG; //设置发送标志
5.总结
本文主要讨论了一种高效的串口数据收发方法，并给出了具体的代码实现。在当前处理器任务不断增加的情况下，提供了一个占用资源少，可提高系统整体性能的新的思路。
转载请注明出处: http://blog.csdn.net/zhzht19861011/article/details/4852239
往期精彩
ESP8266实战贴：使用HTTP POST请求上传数据到公有云OneNet
觉得本次分享的文章对您有帮助，随手点[在看]并转发分享，也是对我的支持。
本文分享自微信公众号 - 嵌入式云IOT技术圈（gh_d6ff851b4069）。
如有侵权，请联系 [email protected] 删除。
本文参与“OSC源创计划”，欢迎正在阅读的你也加入，一起分享。