01前言

在嵌入式軟件的開發中，串口是十分常用且基礎的功能。在需要批量發送數據的場合，可以使用while循環等待發送完成標志位的方式，但是這種方式會占據主循環，影響效率。也可以采用dma的方式，但是dma在發送數據時非常高效，但是批量接收數據時，就很不靈活，特別是一些在串口數據中解析某種協議格式時，很不方便。下面介紹一種利用串口中斷結合FIFO隊列的串口數據收發方法，結合了不阻塞批量發與靈活接收的優點，特別適用于串口協議收發的使用場景。

02FIFO隊列

FIFO是英文First In First Out 的縮寫，是一種先進先出的數據緩存器，順序寫入數據，順序的讀出數據，其數據地址由內部讀寫指針自動加1完成。相比于一個同等緩存大小的數值，FIFO就是多管理了一個先進先出的功能，方便串口數據的存入和讀出。

Fifo在帶操作系統的嵌入式軟件中都有現成的實現，但是在基礎的嵌入軟件中，我們可以自己實現一個。

#define UART1_IN_FIFO_SIZE 100 //接收串口隊列的深度#define UART1_OUT_FIFO_SIZE 250 //發送串口隊列的深度

//頭文件函數列表FIFO_EXT u8 uart1infifo_data［UART1_IN_FIFO_SIZE］;#define uart1infifo_count （uart1infifo_GetCount（））FIFO_EXT u16 uart1infifo_front;FIFO_EXT u16 uart1infifo_rear;FIFO_EXT void uart1infifo_Clear（void）;FIFO_EXT void uart1infifo_DataIn（u8 d）;FIFO_EXT u8 uart1infifo_DataOut（void）;FIFO_EXT u16 uart1infifo_GetSpace（void）;FIFO_EXT u16 uart1infifo_GetCount（void）;

//獲取串口1接收隊列緩存數u16 uart1infifo_GetCount（void）{ u16 countR，countF; countR = uart1infifo_rear; countF = uart1infifo_front; if （countR 》= countF） { return（countR - countF）; } else { return（UART1_IN_FIFO_SIZE + countR - countF）; }}//清空串口1接收隊列void uart1infifo_Clear（void）{ uart1infifo_front = UART1_IN_FIFO_SIZE -1; uart1infifo_rear = uart1infifo_front;// uart1infifo_count = 0;}//串口1接收隊列入數據void uart1infifo_DataIn（u8 d）{ if （uart1infifo_count 《 UART1_IN_FIFO_SIZE） { uart1infifo_rear = （uart1infifo_rear +1） % UART1_IN_FIFO_SIZE; uart1infifo_data［uart1infifo_rear］ = d; }}//串口1接收隊列出數據u8 uart1infifo_DataOut（void）{ if （uart1infifo_rear ！= uart1infifo_front） { uart1infifo_front = （uart1infifo_front +1） % UART1_IN_FIFO_SIZE; return（uart1infifo_data［uart1infifo_front］）; } else { return（0xff）; }}

為了節省篇幅，串口1發送隊列就不詳細描述了，在接收隊列的基礎上稍加修改即可。

03中斷收發串口

//串口發送函數 void SendDataToUart1（u8 * pData， u16 len）{ u8 i; //串口發送隊列將慢，等待一下數據發送 while （1） { if （uart1outfifo_GetSpace（） 》 len+5） { break; } else { i = 0; } } USART_ITConfig（USART1， USART_IT_TXE， DISABLE）; //關閉中斷，防止隊列的進出會同時進行 while （len --） { uart1outfifo_DataIn（*pData）; pData ++; } USART_ITConfig（USART1， USART_IT_TXE， ENABLE）;}

//串口處理函數void USART1_IRQHandler（void）{ if （USART_GetFlagStatus（USART1， USART_FLAG_RXNE）） { uart1infifo_DataIn（USART_ReceiveData（USART1））;//接收數據并放入串口接收隊列 //串口數據處理flag } else if （USART_GetFlagStatus（USART1， USART_FLAG_TXE）） { if （uart1outfifo_count 》 0） { USART_SendData（USART1， uart1outfifo_DataOut（））;//發隊列取出數據放入串口發送寄存器 } else { USART_ITConfig（USART1， USART_IT_TXE， DISABLE）; } }}

04串口數據處理

不定長數據包超時處理

在上節的“串口數據處理flag”處，加入超時的標記g_uartTimeOut = n；并在定時器中斷中倒計時g_uartTimeOut，減到0后，產生數據包處理標志gb_needDealUartPkg = 1。主循環掃到gb_needDealUartPkg是1后，讀出uart1infifo中的全部數據進行解包處理。

不定長數據包按內容格式處理

在上節的“串口數據處理flag”處，加入比對數據包格式的函數，當格式滿足要求時，將整個數據包存入數據包隊列（參照前面的串口數據接收函數，寫一個接收隊列，接收的數據為數據包結構體）。主循環掃描數據包隊列的緩存數，有就去處理。

定長數據包處理

主循環中掃描uart1infifo_count，當達到定長后，讀出uart1infifo中的定長數據進行解包處理。

編輯：jq