你点击蓝字关注，回复“入门资料”获取单片机入门到高级开挂教程
开发板带你入门，我们带你飞
文 | 无际（微信:2777492857）
全文约3905字，阅读大约需要 10 分钟
#include "stm32f10x.h"
#define RX_BUFFER_SIZE 64
// 接收缓冲区
uint8_t rxBuffer[RX_BUFFER_SIZE];
uint8_t rxIndex = 0;
int main(void)
{
....// 初始化NVIC和串口
// 主循环
while (1)
{
// 如果缓冲区索引不为0，处理接收到的数据
if (rxIndex > 0)
{
for (uint8_t i = 0; i < rxIndex; i++)
{
// 处理rxBuffer[i]中的数据
}
rxIndex = 0; // 重置索引，准备接收新一轮数据
}
}
}
// 串口接收中断处理函数
void USART1_IRQHandler(void)
{
if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)
{
// 读取接收到的数据
uint8_t data = (uint8_t)USART_ReceiveData(USART1);
// 将数据存储到缓冲区
if (rxIndex < RX_BUFFER_SIZE)
{
rxBuffer[rxIndex++] = data;
}
else
{
// 缓冲区溢出处理
rxIndex = 0; // 重置索引，丢弃旧数据
}
}
}这种方式，存在很多问题，增加了工程师写代码的复杂性。
代码维护起来很麻烦
因为要手动去检查数组缓冲区边界，以避免越界错误，当需要处理更复杂的数据流，或增加新的数据源时，数组不如队列那样容易扩展和维护。
数据容易错乱
在中断服务（ISR）中直接操作数组可能会与主程序发生资源竞争，如果多个任务访问同一个数组，需要额外的同步机制（如互斥锁）来避免数据竞争条件和不一致。
如果数据接收和处理不同步，使用数组可能会导致数据顺序混乱，导致程序问题引起的数据丢包。
以前我就被这种问题搞的头嗡嗡响，需要额外的代码去解决这种问题，增加了程序复杂性，而且没经验，费劲巴拉做出来还不稳定。
就这种问题，困扰了我挺长时间，直到后面跳槽，看了别的工程师写的代码，才知道原来队列能解决这些痛点。
从那个时候开始，我处理数据流的方式，就变成下面这样了：
#include "stm32f10x.h"
Queue256 rxQueue; //定义数据接收队列 //
int main(void)
{
uint8_t rxData;
....// 初始化NVIC和串口
QueueEmpty(rxQueue); //清空队列
// 主循环
while (1)
{
// 判断队列里是否有数据
if (QueueDataLen(rxQueue))
{
//数据出列处理
QueueDataOut(rxQueue,&rxData);
}
}
}
// 串口接收中断处理函数
void USART1_IRQHandler(void)
{
if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)
{
// 读取接收到的数据
uint8_t data = (uint8_t)USART_ReceiveData(USART1);
QueueDataIn(DebugTxMsg,&data,1); //数据入列
}
}是不是感觉简单了很多？其实队列对数据处理的算法，也不简单，只是用队列做成数据处理的通用模版，下次碰到类似的需求，就能直接用了，用专业术语来说，就是代码的可移植性和复用性更强。
这只是队列其中一个应用，队列的本质是数据缓存，数据入列和出列遵循先进先出的规则。
就是先把数据存起来，等CPU有空闲时间，或者程序某些条件成立时，再把数据取出来处理。
基于这个特性，就能衍生出非常多实际应用。特别是处理需要确保数据顺序的应用中。
我总结了几个自己最常用到的地方。
单片机通过串口接收数据时，通常会使用一个队列来缓冲接收到的字节，这样可以确保数据在被主程序处理之前不会丢失。
在音频播放或录音设备中，队列用于缓冲音频样本数据，实现轮流式播放或录音。
举个例子：
比如我们无际单片机特训营的项目6，WiFi&4G报警主机有语音提示功能，比如按下离家布防按键，会播放"离家布防"语音，按下在家布防按键，会播放"在家布防"语音。
如果我快速按下这两个按键，为了保证语音能完整播放，我就可以把按键事件，先丢进队列缓存，这样就能实现语音按照顺序完整的播放了。
在使用RTOS的系统中，队列用于任务间的消息传递和同步，支持复杂的任务调度。
检测到按键事件后，可以先放入队列中，主程序可以按顺序处理这些事件，防止按键动作过快，导致按键事件丢失，目前我们项目就是采用这种方式。
我们采集的ADC数据，经过一定的处理后，也可以先丢进队列，以便在适当的时候再处理或分析。
固件升级的数据交互比较大，非常适合利用队列，保证数据完整性，我们项目6也有用到，在固件升级过程中，下载的固件数据块可以被放入队列中，然后按顺序写入闪存。
类似的应用还有非常多，总而言之，队列解决了我很多棘手的问题。
队列是一种线性的数据结构，它遵循先进先出（FIFO，First In First Out）的原则，即最先进入队列的数据将是最先被移除的数据。
在队列中，数据的入列通常在一端进行，称为队尾，数据的出列则在另一端进行，称为队头。
这种结构使得队列非常适合处理需要有序处理数据的场合。
我们可以把队列，想象成往一个双通的管道塞乒乓球，我们从左边往管道里面塞乒乓球，这个动作叫入列。
我们把乒乓球从管道右边取出来，这个动作叫出列。
在管道里的乒乓球会排成一条队形。
先进去的乒乓球就会先出来，这个就是队列里先进先出的规则。
乒乓球比作数据，那管道就是存储数据的缓存，管道能容纳几个乒乓球，就代表这个缓存能存储多少个数据，说白了就是数组的大小，上图这个队列，能存4个数据，就相当于Buff[4]这样。
队列的程序实现方式，是通过一个固定大小的数组，以及一个头指针，一个尾指针。
数组负责存储数据。
头指针负责数据出列时，要从哪个地址取出来。
尾指针负责数据入列时，要存到哪个地址。
所以，入列和出列的操作，就是两个指针，在数组里玩数据先进先出的算法。
不同的工程师，实现队列的代码是不一样的。
在没有丰富的项目经验前提下，或者在没有用过队列的前提下，不要为难自己必须能把队列算法写出来。
我刚开始，也是直接移植别人的队列程序，不断用在自己的项目上，经过几个项目熟练运用后，再研究队列算法实现的细节代码，自己再写几遍就通了。
所以，我们特训营的老铁们，刚开始不要自己写，先学会用，多举一反三，多应用到不同的场景和项目，用熟了再尝试自己写，这是很重要的学习顺序。
以我们无际单片机项目特训营的队列程序为例，一共有4个函数。
清空队列函数，每次使用队列前，必须要把队列清空，清空函数里会让头指针和尾指针，默认指向一个有效地址，也就数组的第一个元素，否则会引起指针地址异常。
形参说明：
x - 是一个队列结构体变量
数据入列函数，就是把一个或多个字节数据，丢进指定的队列里。
形参说明：
x - 队列结构体变量
y - 数据地址
z - 要入列的数据数量，单位是字节。
注意：
①.入列的数据，只能是unsigned char类型。
②.如果队列满了，继续入列数据，会从最开始入列的数据位置，开始覆盖数据。
数据出列函数，就是从指定队列里，取一个字节数据出来。
形参说明：
x - 队列结构变量
y - 取出来的数据，要存放的地址
注意：我们出列函数，每次只能取一个字节数据。
清空指定队列里面所有的数据。
形参说明：
x - 队列结构变量
视频比较大，就不放上来了，到时候我放到飞书文档上面去。
剩余部分，内容篇幅过长，还有很多代码，编辑起来不方便，后续我会放到资料包里，可找我安排。
end
下面是更多无际原创的个人成长经历、行业经验、技术干货。
1.电子工程师是怎样的成长之路？10年5000字总结
2.如何快速看懂别人的代码和思维
3.单片机开发项目全局变量太多怎么管理？
4.C语言开发单片机为什么大多数都采用全局变量的形式？
5.单片机怎么实现模块化编程？实用程度让人发指！
6.c语言回调函数的使用及实际作用详解
7.手把手教你c语言队列实现代码，通俗易懂超详细！
8.c语言指针用法详解，通俗易懂超详细！
