有效的串行通信设计：基于STM32

在集成系统的开发中，串行端口（UART）是最基本且常用的通信方法之一。无论是用于打印净化信息，与外围设备进行通信，还是与主要控制模块进行交互，稳定，可靠且结构良好的串行通信模块都是必不可少的。这将根据STM32F4系列的微控制器引入串行通信模块。该模块使用环形缓冲区结构并结合了中断机制，以允许传输和接收不舒服的数据和缓存。一般的设计思想在逻辑上是明确的，并且足以直接重用集成项目的直接重复使用。模块结构的一般描述该模块主要由两个部分组成。串行控制器模块（TTY.C）负责初始化UART，传输和接收控制以及处理服务中断ICICES。环缓冲区模块（ringbuffer.c）ProVIDES通用的循环数据缓存界面，以提供数据和无损失的读物和著作而不会损失。该设计将通信协议与缓存中的存储机制分开，从而改善了系统和便携性的维护。基本数据结构设计该模块的核为ring_buf_t。这要求您定义内部内部的以下字段（请参见RingBuffer.h）：设计限制：缓冲区的大小应为2的全部功能。描述函数接口的描述以初始化和擦除空的环形缓冲区，REN需要2个功率，返回值表示初始化是否成功。将读取和写入指针归为零并删除所有数据。将数据写入环缓冲区中的外部BUF数据。如果缓冲区中的剩余空间不足，则只能容纳的部分。返回真正的写作长度。关键点：承认交叉缓冲区十字架的写作（包装）。写作口粮不会覆盖签名。使用后指针更新写作位置。数据读取环形缓冲区以填充数据。如果请求的数据超过了现有的长度，则仅读取实际可用部分。返回值是真正阅读的字节数。关键点：承认读数十字架缓冲区的十字架。阅读数据后，前指针会更新。当读取数据时，它会“消耗”，并且无法重复阅读。它获得了当前数据长度，并返回为当前缓冲区（后）保存的数据长度。请记住，预定的阅读和写作指针继续增加，而不会回头。这意味着多达4 GB的空间与非专业类型兼容。性能优化点模块化操作的操作替代方法：如果缓冲区的大小为2功率，则可以快速计算包裹的真实索引位置（尺寸1）以减少CPU的过载。双节段可改善性能。为了处理尾部包裹状况，契约和读数分别分为两个memcpy（），分别为处理后的尾部和头部段。 1。串行端口的传播和接收的重要设计思想。分离接收和传输中断的特征分离的分离经理的接收和传播。每次收到数据时，它们都会放置在接收缓冲区（RXBUF）中，并且在运输缓冲区中存在数据时，运输中断开始。该设计的优点是：及时且不间断的接收以避免数据丢失。控制功能自动传输以避免频繁投票。系统的主要循环更干净，清晰。 2。不阻止的缓冲机制通过自定义结构ring_buf_t与ring_buf_put和ring_buf_get结合使用柔性环数据缓冲区。与独特的Transmissi相比ONS和固定数据的接收，此缓存存储机制更强大，适用于串行端口频率更高，数据密集或不一致的通信速率的情况。 2。环形缓冲区的射线缓冲区应用值在一个小空间上A具有头和高速的“循环”数据结构，这使其非常适合具有对实时集成系统的高性能要求的通信模块。发送和接收串行端口的典型特征包括：在可变长度的缓冲数据框架中支持存储。自然调整与中断或DMA的自然调整，以避免阻塞主线程。临时数据缓存确保数据的完整性为高的并发方案。 3。为了改善代码的重复使用，统一的串行端口接口设计使用模块中的tty_t均匀地抽象串行端口的操作，包括串行端口的串联初始化功能。 s结束数据接口。接收数据接口。缓冲区中存储状态的确定功能（已满或空）；通过将这些函数的这些指针封装在结构中，同时执行“控制台接口”或多个端口非常方便。只需更改硬件组件即可。值得促进这种设计方法的其他通信模块，例如SPI，CAN，I2C等。以实现统一的接口调用并提高代码的一致性4。典型的应用程序场景此串行端口置换模块发表适用于集成项目中的以下典型方案。纯化和打印设备：串行端口用作印刷内容的输出设备，以防止印象阻止主循环。与上计算机的通信：接收说明，通过串行端口发送响应数据，与协议框架分析模块形成完整的通信链接。传感器数据收集：收到高频传感器的串行端口数据并存储在缓存中，主线程根据需要读取和处理它们。工业控制通信：在非常苛刻的实时，使用环缓冲区和中断机制可以避免数据传输。 5。设计优势的一般描述。模块化和清晰：串行控制器的缓存模块是分离的，这对于独立的纯化和重复使用非常方便。稳定的性能：中断控制器，以避免在法默中使用数据丢失 +存储机制。灵活扩展：接收在任何大小和多个实例串行端口的缓存中存储。易于携带：在不同的STM32系列中适合重复使用的特定芯片没有强大的结合。 6。推荐使用。建议将此模块封装为标准组件和较高的串行端口服务层。例如，不关注缓冲区的逻辑和中断机制t顶部，上层的应用应该简单地调用接口功能以提高应用程序开发的效率。 7.随后，发送并接收到允许扩展零件的DMA模式，以进一步提高数据性能。添加支持表的协议分辨率（Modbus，个性化帧等）。添加安全的电线/RTOS访问控制。动态缓冲区和多通道管理。结论良好的串行端口模块设计通常是集成系统稳定操作的基础。结合了环形缓冲机制和本文中介绍的中断控制的串行端口的传输和接收架构具有出色的多功能性，可扩展性和实用的工程适用性，并且来自项目的实践和改进。如果您还基于STM32进行集成项目，则该结构将帮助您快速构建强大而可扩展的通信模块。