论多串口通信架构（方便多编程语言和不同硬件之间移植）

论多串口通信架构（方便多编程语言和不同硬件之间移植）

标签（空格分隔）： 多串口 队列 多语言移植

写此文的目的有二：

　　1、方便自己，觉得在以后的工程中，总是避不过多串口的问题，不像单串口时那么简单，考虑到可靠性，要使用队列，而且指令有首尾标志位时，也需要识别。如果只用一种语言写，在用另外一种语言或者另外一种硬件时，又要重新想结构。希望能写出一个架构，每次套用即可。

　　2、也是把经验分享给新手，节省时间。

下面以C语言为例来说明架构

1、文件层面上

UART_QUEUE.h	UART_QUEUE.c
变量定义：队列结构体、接收完整指令数组 函数声明：.c文件里的函数	1、初始化 : Uart_Init(UARTX)　初始化UARTX的寄存器，设置波特率，定义这个口的队列，接收\发送完整指令数组，还有所有串口初始化的公用部分。 2、队列初始化： Uart＿Queue_Init(UARTX＿queue)　将队列的队首队尾初始化 3、存入队列 : Uart＿Queue＿pushAchar(UARTX＿queue,data) 将data存入UARTX_queue的队尾 4、取出队列： Uart＿Queue＿popAchar(UARTX＿queue) 返回值是从队首取出的一个数据 5、计算队列长度： Uart＿Queue＿size(UARTX＿queue)　若队列中没有数则不进行取数。 6、取出一条完整的指令 ： Uart＿Queue＿getAcmd(&cmd＿bufferX＿R[],UARTX＿queue)　　返回值是指令的长度，若是没有读取到完整的指令则返回0 7、发送一个字节 : Uart＿sendAchar(UARTX，data) 8、发送一个字符串 Uart＿sendAcmd(UARTX，data)

2、图解数据的流动

队列初始状态



队首在队尾后



队首在队尾前

3、程序流程图

Created with Raphaël 2.1.0https://www.zybuluo.comStarthttps://www.zybuluo.com串口初始化串口队列初始化串口中断Yes or No?存入串口队列一个数据获得一条完整的指令yesno

4、代码模板

UART_QUEUE.h

#define QUEUE_MAX_SIZE 40//串口接收缓存长度
#define CMD_MAX_BUFFER //一条指令的最大长度

typedef struct _QUEUE
{
qsize _head;  //队首
qsize _tail;  //队尾
qdata _data[QUEUE_MAX_SIZE];  //队列空间
} QUEUE;//串口数据接收队列结构体

typedef struct _SERIALCMD
{
uchar  idata cmd_buffer_pointer;  //cmd数组的计数指针，因为不一定调用一次取CMD函数就能取出一帧指令，所以这个变量必须是全局变量，在取出一帧后，清0.
uint8  xdata cmd_buffer_R[CMD_MAX_BUFFER]//串口接收指令数组
uint8  xdata cmd_buffer_T[8];//串口指令发送数组
} SERIALCMD;//串口指令结构体

UART_QUEUE.c

#include "UART_QUEUE.h"

QUEUE  xdata UARTX_queue = {0,0,0}; //定义串口X队列
SERIALCMD  xdata UARTX_cmd = {0,0,0};//定义串口X的指令结构体
/********************************
*名    称： Uart_Init
*功    能： 串口初始化
*入口参数： 串口号
*出口参数： 无
*********************************/
Uart_Init(UARTX)
{
IO_init(); //串口对应的IO口初始化
switch(UARTX)
{
case UART1:
/*设置串口模式，波特率等,使能中断*/
break;
case ...
}
EA = 1;  //开启总中断
}
/********************************
*名    称： Uart＿Queue_Init
*功    能： 串口队列初始化
*入口参数： 串口队列
*出口参数： 无
*********************************/
Uart＿Queue_Init(UARTX＿queue)
{
UARTX＿queue._head = UARTX＿queue._tail = 0;
//清空队列
}
/********************************
*名    称： Uart＿Queue＿pushAchar
*功    能： 存入串口队列一个数据
*入口参数： 串口队列
*出口参数： 无
*********************************/
Uart＿Queue＿pushAchar(UARTX＿queue,data)
{
UARTX＿queue._tail = (UARTX＿queue._tail+1)%QUEUE_MAX_SIZE;
　　//将UARTX＿queue.tail限制在队列的长度范围内
　 if(UARTX＿queue._tail!=UARTX＿queue._head)//非满状态
UARTX＿queue._data[(UARTX＿queue._tail)%QUEUE_MAX_SIZE] = _data;
}
/********************************
*名    称： Uart＿Queue＿popAchar
*功    能： 取出串口队列一个数据
*入口参数： 串口队列
*出口参数： 取出的数据
*********************************/
Uart＿Queue＿popAchar(UARTX＿queue)
{
int data;
if(UARTX＿queue._tail!=UARTX＿queue._head)//非空状态
{
UARTX＿queue._head = (UARTX＿queue._head+1)%QUEUE_MAX_SIZE;
data = UARTX＿queue._data[UARTX＿queue._head];
return data;
}
}
/********************************
*名    称： Uart＿Queue＿size
*功    能： 算出串口队列的长度
*入口参数： 串口队列
*出口参数： 队列长度
*********************************/
Uart＿Queue＿size(UARTX＿queue)
{
return ((UARTX＿queue._tail+QUEUE_MAX_SIZE-UARTX＿queue._head)%QUEUE_MAX_SIZE);
}
/********************************
*名    称： Uart＿Queue＿getAcmd
*功    能： 获取一帧完整的指令
*入口参数： 接收指令数组，串口队列
*出口参数： 指令长度
*********************************/
Uart＿Queue＿getAcmd(UARTX_cmd,UARTX＿queue)
{
int cmd_data;

while(Uart＿Queue＿size(UARTX＿queue)>0)
{
//取一个数据
cmd_data = Uart＿Queue＿popAchar(UARTX＿queue);

if(UARTX_cmd.cmd_buffer_pointer == 0 && cmd_data != 帧首)
//帧头出错，跳过
continue;

/*此处自己添加获取帧长度的代码，根据协议，帧长度在一个帧的不同位置*/
if(UARTX_cmd.cmd_buffer_pointer<帧长度)//防止缓冲区溢出
{
UARTX_cmd.cmd_buffer_R[UARTX_cmd.cmd_buffer_pointer] = cmd_data;
UARTX_cmd.cmd_buffer_pointer++；
}

//得到完整的帧
if(UARTX_cmd.cmd_buffer_pointer==帧长度)
{
/*若有校验位的话，此处计算校验位，并检验*/
UARTX_cmd.cmd_buffer_pointer = 0; //清0，准备下一个帧计数
return 1;
}
}
return 0;//没有形成完整的一帧
}
/********************************
*名    称： Uart＿sendAchar
*功    能： 串口发送一个字节
*入口参数： 串口号，数据
*出口参数： 指令长度
*********************************/
Uart＿sendAchar(UARTX，data)
{
switch(UARTX)
{
case UART1:
/*此处是发送data的程序，不同的硬件不一样*/
break;
case ...

}
}
/********************************
*名    称： Uart＿sendAcmd
*功    能： 串口发送一个字符串
*入口参数： 串口号，串口发送数组UARTX_cmd.cmd_buffer_T[]
*出口参数：
*********************************/
Uart＿sendAcmd(UARTX，&str)
{
uchar count=0;
do
{
Uart＿sendAchar(UARTX，*str)
str++;
count++;
}while(count！=帧长);    //因为指令中可能包含0x00.所以要用这个函数判断是否发送完一帧，否则会丢失0x00后的数据

/*若是发送帧长未知，则可以用如下程序*/
while(*str!='\0')
{
Uart＿sendAchar(UARTX，*str);
str++;
}
}