UART接收数据和解析的常见方式|今日要闻

面包芯语 2023-04-19 10:22:05

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作者 | strongerHuang

微信公众号|strongerHuang


【资料图】

UART串口是嵌入式开发常见的一种通信方式,但还是有不少人不知道怎么使用串口。

今天就来围绕串口,简单分享几点内容:

串口接收方式

处理接收数据

通信协议解析

串口接收(通信另一端)的数据,常见的方式:

轮询(查询)接收寄存器

中断接收数据

轮询,就是间隔一定时间(一般ms,甚至us)去查询一下接收寄存器是否有数据,如果有数据,就处理接收到的数据。

中断,平时没有数据接收时,CPU干自己的事。当有接收数据时,UART串口控制器会响应中断,通知CPU有事干了。

轮询方式,大家想过有哪些弊端吗?

效率低:CPU大部分时间都是去做查询的工作;

响应不实时:如果短时间内有多个接收数据,CPU正在处理一件相对耗时的事情(比如:发送一个数据包),没来得及查询接收到的数据,此时,数据就可能丢失。(特别是早些年串口没有FIFO功能的时候)

所以,不管是UART串口,还是I2C、 SPI、 CAN等串行通信,用的最多,最常见的还是中断接收,很少有用轮询的方式。

我之前维护一个老代码(坑),CLI串口用轮询方式,出现丢数据、溢出错误等众多问题,让我还加了好几个班。。。

中断有数据来了,大家怎么处理接收到的数据?

我见过有些小项目,直接在中断函数里面做一些应用的情况。比如:串口中断接收一个传感器发过来的数据,显示数据并做一些响应的动作。

中断函数,代码能少尽少,耗时能少尽少,不能处理太多耗时的复杂的逻辑、应用等。

中断有数据来了,一般是通过FIFO方式处理。

1.简单的数组接收、应用解析并处理

比如:

2.中断函数接收一帧完整数据再处理

比如:

中断函数解析完一帧数据,可以通过标志位通知应用(裸机时),也可以通过消息队列、邮箱等方式发送到应用(RTOS时)。

3.RTOS队列、邮箱接收

比如:

中断来一字节数据,就通过消息队列发送一个字节数据,如果没有及时出来这个数据,也是存储在队列中。

像上面第2种,简单通信协议,项目相对较小的情况下,可以直接在中断函数里面处理。

但是,如果项目相对较大、复杂一点,协议也先对复杂一点,上面第2种在函数内部出来方式就不可取。

1.裸机环境

裸机的情况下,建议用第一种:中断数组缓存数据(FIFO),应用解析通信协议。

2.RTOS环境

RTOS情况下,建议用第三种方式:消息队列、邮箱等方式接收数据,然后发送(通知)应用解析协议。

当然,以上说的都只是常见的方式,具体还需要结合你项目实际情况。

同时,其它类似I2C、CAN等通信,如有协议解析,也是类似。

比如之前给大家分享的MavLink,我就用CAN实现过:

最后,以上内容,仅提供思路,代码不一定适合项目。

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