环形缓冲区：STM32单片机的串口数据接收新体验

后端

2023-10-26 17:05:39

STM32 单片机使用环形缓冲区实现串口中断数据接收管理

在嵌入式系统开发中，与上位机进行串口通信是至关重要的。为了确保数据传输的可靠性和效率，我们可以使用 STM32 单片机的串口中断功能和环形缓冲区。

环形缓冲区简介

环形缓冲区是一种先进先出的（FIFO）数据结构，非常适合存储串口接收到的数据。它与循环缓冲区不同，当缓冲区满时，环形缓冲区不会覆盖掉旧数据，而是覆盖最旧的数据。这样可以防止数据丢失。

STM32 串口中断数据接收管理

使用 STM32 单片机的串口中断功能和环形缓冲区来管理串口中断数据接收，可以带来以下好处：

可靠性高： 环形缓冲区可防止数据丢失。
效率高： 存储和检索操作非常高效。
易于使用： 只需要掌握一些基本的操作即可。

环形缓冲区实现步骤

1. 定义环形缓冲区

typedef struct {
  uint8_t *buffer;
  uint16_t size;
  uint16_t write_index;
  uint16_t read_index;
} ring_buffer_t;

2. 初始化环形缓冲区

void ring_buffer_init(ring_buffer_t *buffer, uint8_t *data, uint16_t size) {
  buffer->buffer = data;
  buffer->size = size;
  buffer->write_index = 0;
  buffer->read_index = 0;
}

3. 存储数据

void ring_buffer_write(ring_buffer_t *buffer, uint8_t data) {
  buffer->buffer[buffer->write_index] = data;
  buffer->write_index = (buffer->write_index + 1) % buffer->size;
}

4. 读取数据

uint8_t ring_buffer_read(ring_buffer_t *buffer) {
  uint8_t data = buffer->buffer[buffer->read_index];
  buffer->read_index = (buffer->read_index + 1) % buffer->size;
  return data;
}

5. 环形缓冲区的维护

当缓冲区满时，将写指针移动到缓冲区的起始地址。
当缓冲区空时，将读指针移动到缓冲区的起始地址。
定期检查环形缓冲区是否满或空。

代码示例

#include "stm32f10x.h"
#include "ring_buffer.h"

// 定义环形缓冲区
ring_buffer_t rx_buffer;
uint8_t rx_data[100];

int main() {
  // 初始化环形缓冲区
  ring_buffer_init(&rx_buffer, rx_data, sizeof(rx_data));

  // 初始化串口中断
  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);

  // 进入死循环
  while (1) {
    // 处理串口中断
    if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE)) {
      // 读取串口数据
      uint8_t data = USART_ReceiveData(USART1);

      // 将数据存储到环形缓冲区
      ring_buffer_write(&rx_buffer, data);
    }
  }
}