对串口接收FIFO处理机制的解读

　　一、FIFOFIFO
　　是FirstInputFirstOutput的缩写，先入先出队列。
　　使用的场景：一般是在不同的时钟域之间的数据传输（简单理解即：一个（读写）快，另外的一个（读写）慢的场景中。）
　　本质操作：就是将收的数据存储的一个线性的数组中，通过指针指向该数组的自加1（偏移）来遍历数据，达到读取或者写入的目的。
　　作用：起到缓冲环节，可防止数据的丢失。
　　对数据量大的进行存储，避免频繁的总线操作。并且可满足dma的操作。
　　在fifo中需要理解连个重要成员：
　　宽度：指一次写读操作的数据位数。
　　深度：存储多少个宽度的数据。（如：存储8个16位宽的数据）。第一类、FIFO处理机制如下：
　　FIFO信息的定义：该结构体定义成员有缓存区，长度，输出，输入的计数。typedefstructfifot｛uint8tbuf；uint32tsize；uint32tin；uint32tout；｝fifostr；definemin（x，y）（（x）（y）？（x）：（y））12345678910111213141、初始化FIFOfifostrfifostr；intFifoInit（uint8tfifoaddr，uint32tfifosize）初始化fifo｛fifostrpfifostr；if（fifoaddrNULLfifosize0）判断数据是否为空return1；memset（（char）p，0，sizeof（fifostr））；初始化结构体pbuffifoaddr；对应宽度pin0；输入计数pout0；输出计数psizefifosize；对应深度return0；｝123456789101112131415162、数据的长度获取数据的实际使用数据空间长度intFifoDataLen（void）｛fifostrpfifostr；return（pinpout）；输入计数输出计数｝剩余数据空间长度intFifoSpaceLen（void）｛fifostrpfifostr；return（psize（pinpout））；定义长度（实际长度）｝123456789101112133、FIFO的进和出处理获取fifo数据数据的内容缓存区，要读的长度intFifoRead（uint8tbuf，uint32tlen）｛uint32ti0，j0；fifostrpfifostr；j（poutpsize）；获取剩余空间长度未读量lenmin（len，pinpout）；防止长度为超出实际拥有的数据长度，即让读取的长度在（0设定len定义的缓存区长度len）这间的实际长度imin（len，psizej）；获取实际内容的长度，的数据长度memcpy（buf，pbufj，i）；将数据通道里的数据拷贝给缓存区memcpy（bufi，pbuf，leni）；将未有数据的区域存入，对应为写入数据的区域数据（即，有数据的填数据，没数据的地方补0）poutlen；已读的数据量returnlen；实际读到的数据长度｝对fifo写入数据intFifoWrite（uint8tbuf，uint32tlen）｛uint32ti0，j0；fifostrpfifostr；jpinpsize；获取要写入的剩余空间长度lenmin（len，psizepinpout）；得到实际写入的长度imin（len，psizej）；实际写入数据的长度memcpy（pbufj，buf，i）；将写入的数据的内容拷贝值数据中。memcpy（pbuf，bufi，leni）；补充多余空间的内容pinlen；记录实际写入数据的数量returnlen；返回写入的长度｝1234567891011121314151617181920212223242526272829304、置位记录量清空fifo中的记录量voidFifoClear（void）｛fifostrpfifostr；pin0；pout0；｝12345675、应用处理机制defineLEN2048uint8tpdata〔LEN〕｛0｝；FifoInit（pdata，LEN）；初始化FIFOuint8tbuf〔32〕｛0｝；inttxlen0；uint8ttxbuf〔100〕｛0｝；HALUARTReceiveIT（huart1，buf，ITLEN）；串口的接收中断开启while（1）｛txlenFifoDataLen（）；获取数据长度if（txlen0）｛txlen（txlen100）？100：txlen；判读数据长度是否越界FifoRead（txbuf，txlen）；读取在中断中写入FIFO缓存的数据HALUARTTransmit（huart1，txbuf，txlen，1000）；将读到的数据通过串口发送出来｝｝接收回调函数中的处理HALUARTRxCpltCallback（UARTHandleTypeDefhuart）｛if（FifoSpaceLen（）串口记录的接收数据长度）判断写入FIFO空间的数据量是否大于接收的数据量｛FifoWrite（huartpRxBuffPtr，huartRxXferCount）；想FIFO中写入数据｝｝123456789101112131415161718192021222324252627
　　该FIFO的处理机制中用的记录是通过uint32t类型进行记录的，可能在遇到超出其数据极限的情况，导致数据通信异常。（该类型的数据极限较大，为特殊情况可能出现的情况）。第二类、FIFO处理机制如下：定义串口波特率和FIFO缓冲区大小，分为发送缓冲区和接收缓冲区ifUART1FIFOEN1defineUART1BAUD115200defineUART1TXBUFSIZE11024defineUART1RXBUFSIZE11024endif串口设备结构体设置发送、接收缓存区（长度），并设置两个变量，一个是指针，一个是计数typedefstruct｛USARTTypeDefuart；STM32内部串口设备指针uint8tpTxBuf；发送缓冲区uint8tpRxBuf；接收缓冲区uint16tusTxBufSize；发送缓冲区大小uint16tusRxBufSize；接收缓冲区大小IOuint16tusTxWrite；发送缓冲区写指针IOuint16tusTxRead；发送缓冲区读指针IOuint16tusTxCount；等待发送的数据个数IOuint16tusRxWrite；接收缓冲区写指针IOuint16tusRxRead；接收缓冲区读指针IOuint16tusRxCount；还未读取的新数据个数void（SendBefor）（void）；开始发送之前的回调函数指针（主要用于RS485切换到发送模式）void（SendOver）（void）；发送完毕的回调函数指针（主要用于RS485将发送模式切换为接收模式）void（ReciveNew）（uint8tbyte）；串口收到数据的回调函数指针uint8tSending；正在发送中｝UARTT；定义每个串口结构体变量ifUART1FIFOEN1staticUARTTgtUart1；staticuint8tgTxBuf1〔UART1TXBUFSIZE〕；发送缓冲区staticuint8tgRxBuf1〔UART1RXBUFSIZE〕；接收缓冲区endif12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243
　　怎样才叫做回调函数？回调函数，是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的指针（地址）作为参数传递给另一个函数，当这个指针被用为调用它所指向的函数时，我们就说这是回调函数。
　　区别指针函数和函数指针：指针函数：intfun（intx，inty）intxfun（4，5）；在调用指针函数时，需要同类型的指针来接收函数返回值是函数，返回值时指针属于数据类型123456函数指针：int（fun）（intx，inty）intx（intx，inty）；xfun；funx；x（fun）（1，3）；是指针，指向函数。属于函数名称123456781。初始化串口FIFO对应的相关的变量staticvoidUartVarInit（void）｛ifUART1FIFOEN1gtUart1。uartUSART1；STM32串口设备gtUart1。pTxBufgTxBuf1；发送缓冲区指针gtUart1。pRxBufgRxBuf1；接收缓冲区指针gtUart1。usTxBufSizeUART1TXBUFSIZE；发送缓冲区大小gtUart1。usRxBufSizeUART1RXBUFSIZE；接收缓冲区大小gtUart1。usTxWrite0；发送FIFO写索引gtUart1。usTxRead0；发送FIFO读索引gtUart1。usRxWrite0；接收FIFO写索引gtUart1。usRxRead0；接收FIFO读索引gtUart1。usRxCount0；接收到的新数据个数gtUart1。usTxCount0；待发送的数据个数gtUart1。SendBefor0；发送数据前的回调函数gtUart1。SendOver0；发送完毕后的回调函数gtUart1。ReciveNew0；接收到新数据后的回调函数gtUart1。Sending0；正在发送中标志endif｝1234567891011121314151617181920
　　明确中断服务程序的顺序：中断函数处理：voidUSART1IRQHandler（void）》UART中断请求：HALUARTIRQHandler（UARTHandleTypeDefhuart）》中断使能：UARTReceiveIT》中断回调函数HALUARTRxCpltCallback（huart）；ifUART1FIFOEN1voidUSART1IRQHandler（void）系统中串口的中断函数入口｛UartIRQ（gtUart1）；｝endif1234567
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　　2。编辑自定义的UART中断请求staticvoidUartIRQ（UARTTpUart）｛uint32tisrflagsREADREG（pUartuartISR）；uint32tcr1itsREADREG（pUartuartCR1）；uint32tcr3itsREADREG（pUartuartCR3）；if（（isrflagsUSARTISRRXNE）！RESET）｛从串口接收数据寄存器读取数据存放到接收FIFOuint8tch；chREADREG（pUartuartRDR）；读串口接收数据寄存器pUartpRxBuf〔pUartusRxWrite〕ch；填入串口接收FIFOif（pUartusRxWritepUartusRxBufSize）接收FIFO的写指针1｛pUartusRxWrite0；｝if（pUartusRxCountpUartusRxBufSize）统计未处理的字节个数｛pUartusRxCount；｝回调函数，通知应用程序收到新数据，一般是发送1个消息或者设置一个标记if（pUartusRxWritepUartusRxRead）if（pUartusRxCount1）｛if（pUartReciveNew）｛pUartReciveNew（ch）；比如，交给MODBUS解码程序处理字节流｝｝｝处理发送缓冲区空中断if（（（isrflagsUSARTISRTXE）！RESET）（cr1itsUSARTCR1TXEIE）！RESET）｛if（pUartusTxReadpUartusTxWrite）if（pUartusTxCount0）发送缓冲区已无数据可取｛发送缓冲区的数据已取完时，禁止发送缓冲区空中断（注意：此时最后1个数据还未真正发送完毕）USARTITConfig（pUartuart，USARTITTXE，DISABLE）；CLEARBIT（pUartuartCR1，USARTCR1TXEIE）；使能数据发送完毕中断USARTITConfig（pUartuart，USARTITTC，ENABLE）；SETBIT（pUartuartCR1，USARTCR1TCIE）；｝Else还有数据等待发送｛pUartSending1；从发送FIFO取1个字节写入串口发送数据寄存器USARTSendData（pUartuart，pUartpTxBuf〔pUartusTxRead〕）；pUartuartTDRpUartpTxBuf〔pUartusTxRead〕；if（pUartusTxReadpUartusTxBufSize）｛pUartusTxRead0；｝pUartusTxCount；｝｝数据bit位全部发送完毕的中断if（（（isrflagsUSARTISRTC）！RESET）（（cr1itsUSARTCR1TCIE）！RESET））｛if（pUartusTxReadpUartusTxWrite）if（pUartusTxCount0）｛如果发送FIFO的数据全部发送完毕，禁止数据发送完毕中断USARTITConfig（pUartuart，USARTITTC，DISABLE）；CLEARBIT（pUartuartCR1，USARTCR1TCIE）；回调函数，一般用来处理RS485通信，将RS485芯片设置为接收模式，避免抢占总线if（pUartSendOver）｛pUartSendOver（）；｝pUartSending0；｝else｛正常情况下，不会进入此分支如果发送FIFO的数据还未完毕，则从发送FIFO取1个数据写入发送数据寄存器USARTSendData（pUartuart，pUartpTxBuf〔pUartusTxRead〕）；pUartuartTDRpUartpTxBuf〔pUartusTxRead〕；if（pUartusTxReadpUartusTxBufSize）｛pUartusTxRead0；｝pUartusTxCount；｝｝清除中断标志SETBIT（pUartuartICR，UARTCLEARPEF）；SETBIT（pUartuartICR，UARTCLEARFEF）；SETBIT（pUartuartICR，UARTCLEARNEF）；SETBIT（pUartuartICR，UARTCLEAROREF）；SETBIT（pUartuartICR，UARTCLEARIDLEF）；SETBIT（pUartuartICR，UARTCLEARTCF）；SETBIT（pUartuartICR，UARTCLEARLBDF）；SETBIT（pUartuartICR，UARTCLEARCTSF）；SETBIT（pUartuartICR，UARTCLEARCMF）；SETBIT（pUartuartICR，UARTCLEARWUF）；SETBIT（pUartuartICR，UARTCLEARTXFECF）；｝123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293943。填写数据到UART发送缓冲区。
　　并启动发送中断，中断处理函数发送完毕后，自动关闭发送中断。staticvoidUartSend（UARTTpUart，uint8tucaBuf，uint16tusLen）｛uint16ti；for（i0；iusLen；i）｛如果发送缓冲区已经满了，则等待缓冲区空while（1）｛IOuint16tusCount；DISABLEINT（）；usCountpUartusTxCount；ENABLEINT（）；if（usCountpUartusTxBufSize）｛break；｝elseif（usCountpUartusTxBufSize）数据已填满缓冲区｛if（（pUartuartCR1USARTCR1TXEIE）0）｛SETBIT（pUartuartCR1，USARTCR1TXEIE）；｝｝｝将新数据填入发送缓冲区pUartpTxBuf〔pUartusTxWrite〕ucaBuf〔i〕；DISABLEINT（）；if（pUartusTxWritepUartusTxBufSize）｛pUartusTxWrite0；｝pUartusTxCount；ENABLEINT（）；｝SETBIT（pUartuartCR1，USARTCR1TXEIE）；使能发送中断（缓冲区空）｝123456789101112131415161718192021222324252627282930313233344。向串口发送一组数据。
　　数据放到发送缓冲区后立即返回，由中断服务程序在后台完成发送voidcomSendBuf（COMPORTEucPort，uint8tucaBuf，uint16tusLen）｛UARTTpUart；pUartComToUart（ucPort）；if（pUart0）｛return；｝if（pUart！0）｛pUartSendBefor（）；如果是RS485通信，可以在这个函数中将RS485设置为发送模式｝UartSend（pUart，ucaBuf，usLen）；｝123456789101112131415
　　向串口发送1个字节。数据放到发送缓冲区后立即返回，由中断服务程序在后台完成发送voidcomSendChar（COMPORTEucPort，uint8tucByte）｛comSendBuf（ucPort，ucByte，1）；｝123456
　　函数comSendChar是发送一个字节，通过调用函数comSendBuf实现，而函数comSendBuf又是通过调用函数UartSend实现，这个函数是重点。5。将COM端口号转换为UART指针UARTTComToUart（COMPORTEucPort）｛if（ucPortCOM1）｛ifUART1FIFOEN1returngtUart1；elsereturn0；endif｝else｛ErrorHandler（FILE，LINE）；return0；｝｝12345678910111213141516176。从串口接收缓冲区读取1字节数据staticuint8tUartGetChar（UARTTpUart，uint8tpByte）｛uint16tusCount；usRxWrite变量在中断函数中被改写，主程序读取该变量时，必须进行临界区保护DISABLEINT（）；usCountpUartusRxCount；ENABLEINT（）；如果读和写索引相同，则返回0if（pUartusRxReadusRxWrite）if（usCount0）已经没有数据｛return0；｝else｛pBytepUartpRxBuf〔pUartusRxRead〕；从串口接收FIFO取1个数据改写FIFO读索引DISABLEINT（）；if（pUartusRxReadpUartusRxBufSize）｛pUartusRxRead0；｝pUartusRxCount；ENABLEINT（）；return1；｝｝1234567891011121314151617181920212223242526272829
　　从接收缓冲区读取1字节，非阻塞。无论有无数据均立即返回。uint8tcomGetChar（COMPORTEucPort，uint8tpByte）｛UARTTpUart；pUartComToUart（ucPort）；if（pUart0）｛return0；｝returnUartGetChar（pUart，pByte）；｝123456789101112
　　接收数据的调用顺序是：comGetChar》UartGetChar7。判断发送缓冲区是否为空uint8tUartTxEmpty（COMPORTEucPort）｛UARTTpUart；uint8tSending；pUartComToUart（ucPort）；if（pUart0）｛return0；｝SendingpUartSending；if（Sending！0）｛return0；｝return1；｝12345678910111213141516171819208。清零串口接收缓冲区voidcomClearRxFifo（COMPORTEucPort）｛UARTTpUart；pUartComToUart（ucPort）；if（pUart0）｛return；｝pUartusRxWrite0；pUartusRxRead0；pUartusRxCount0；｝1234567891011129。清零串口发送缓冲区voidcomClearTxFifo（COMPORTEucPort）｛UARTTpUart；pUartComToUart（ucPort）；if（pUart0）｛return；｝pUartusTxWrite0；pUartusTxRead0；pUartusTxCount0；｝123456789101112131410。输入输出的重定向intfputc（intch，FILEf）｛if1将需要printf的字符通过串口中断FIFO发送出去，printf函数会立即返回comSendChar（COM1，ch）；returnch；else采用阻塞方式发送每个字符，等待数据发送完毕写一个字节到USART1USART1DRch；等待发送结束while（（USART1SRUSARTSRTC）0）｛｝returnch；endif｝intfgetc（FILEf）｛if1从串口接收FIFO中取1个数据，只有取到数据才返回uint8tucData；while（comGetChar（COM1，ucData）0）；returnucData；else等待接收到数据while（（USART1SRUSARTSRRXNE）0）｛｝return（int）USART1DR；endif｝123456789101112131415161718192021222324252627282911。应用层初始化：FIFO串口初始化UartVarInit（void）；串口参数配置voidbspSetUartParam（USARTTypeDefInstance，uint32tBaudRate，uint32tParity，uint32tMode）｛UARTHandleTypeDefUartHandle；1配置串口硬件参数异步串口模式（UARTMode）配置如下：字长8位停止位1个停止位校验参数Parity波特率参数BaudRate硬件流控制关闭（RTSandCTSsignals）UartHandle。InstanceInstance；UartHandle。Init。BaudRateBaudRate；UartHandle。Init。WordLengthUARTWORDLENGTH8B；UartHandle。Init。StopBitsUARTSTOPBITS1；UartHandle。Init。ParityParity；UartHandle。Init。HwFlowCtlUARTHWCONTROLNONE；UartHandle。Init。ModeMode；UartHandle。Init。OverSamplingUARTOVERSAMPLING16；if（HALUARTInit（UartHandle）！HALOK）｛ErrorHandler（FILE，LINE）；｝｝对应的串口波特率配置voidcomSetBaud（COMPORTEucPort，uint32tBaudRate）｛USARTTypeDefUSARTx；USARTxComToUSARTx（ucPort）；if（USARTx0）｛return；｝bspSetUartParam（USARTx，BaudRate，UARTPARITYNONE，UARTMODETXRX）；｝硬件初始化voidInitHardUart（void）｛GPIO复用。。。。配置NVICtheNVICforUARTHALNVICSetPriority（USART1IRQn，0，1）；HALNVICEnableIRQ（USART1IRQn）；配置波特率、奇偶校验bspSetUartParam（USART1，UART1BAUD，UARTPARITYNONE，UARTMODETXRX）；CLEARBIT（USART1SR，USARTSRTC）；清除TC发送完成标志CLEARBIT（USART1SR，USARTSRRXNE）；清除RXNE接收标志USARTCR1PEIEUSARTCR1RXNEIESETBIT（USART1CR1，USARTCR1RXNEIE）；使能PE。RX接受中断｝在主循环中comGetChar（COM1，read）；获取一个字节数据comSendBuf（COM1，（uint8t）buf，strlen（buf））；发送数据12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061
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　　文章来源：对串口接收FIFO处理机制的解读
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