单片机自定义协议FIFO高效发送数据方法

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本文介绍如何使用带FIFO的串口来减少接收中断次数，通过一种自定义通讯协议格式，给出帧打包方法；之后介绍一种特殊的串口数据发送方法，可在避免使用串口发送中断的情况下，提高系统的响应速度。

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_struct slave_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);

/*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                {  
                    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

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