嵌入式软件架构设计之四:UART串口数据接收与处理的高效同步方案

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已于 2025-09-25 16:42:26 修改

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分类专栏：嵌入式软件架构设计与实用功能组件设计文章标签：嵌入式软件架构 mcu RTOS 环形FIFO 任务间同步中断上下文

于 2025-07-11 15:41:05 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/HanGo_Linker/article/details/149276026

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关键词：UART中断、环形FIFO、信号量同步、消息队列、中断上下文

上一篇我们介绍了UART串口接收数据的常见方法。在接收到数据后，我们会面临以下几个问题：数据存放的位置，存放的方式以及何时触发数据的处理，这几个问题解决了，才能够高效、可靠地将接收到的数据传递给处理任务。

外部给UART串口发送数据是为了通信，交换有价值的信息，我们需要对接收的数据进行处理，那是什么时候开始处理串口接收到的数据？答案是当串口数据接收结束的时候，严格来说是本次串口数据接收结束的时候，那怎么判断本次数据接收是否结束？有两种，一种是通过结束符判断，一种是接收完成判断（空闲中断或接收超时判断，详见上一篇）。通过结束符判断结束的方式比较常见的就是字符串类型的数据通过'\n'或"\r\n"来判断，见下图：

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嵌入式软件架构设计之三:uart串口接收数据的常见方法

HanGo_Linker的博客

05-16

534

这种方法是做一个timer定时器，串口开始接收数据时开启定时，只要有连续的数据过来就reset 定时器重新定时，当最后一个数据接收结束时，定时器定时中断产生，认为本波数据接收完毕，在中断处理函数中将DMA中数据存入FIFO。这种方式通常是最基本的方式，一个字节串口数据过来，触发一次串口中断，在串口中断中可以读到一个字节数据，然后依次放入串口接收buff中，等接收到结束符或达到提前约定的数据长度时，可以认为本次接收结束，可以进行下一步处理数据的动作。DMA+空闲中断方式实现“整包”不定长串口数据接收。

嵌入式软件架构设计之五:通过UART串口-构建系统交互式命令行处理组件

HanGo_Linker的博客

07-11

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本文介绍了一种嵌入式系统命令行处理组件的实现方法，通过串口接收命令行输入，采用零拷贝技术高效解析命令参数，使用函数指针和命令映射表实现命令匹配分发。系统以空格为分隔符解析命令和参数，通过直接修改原始数据并替换结束符的方式实现零拷贝解析，节省内存空间。命令表维护了命令名称、处理函数和描述信息，分发器通过遍历匹配执行对应操作。该方案适用于开发调试、生产测试等场景，具有高效、实用的特点，可灵活修改应用于不同项目需求。

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嵌入式串口通信原理与程序设计（接收数据处理）

Ruannn的博客

05-05

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对应发送、接收数据完成（RI、TI硬件置1）都会触发串口中断，但是无法确定是哪个触发的，所以在串口中断中我们要判断是接收数据产生的中断还是发送数据产生的中断，对于发送数据产生的中断，我们要软件将TI清0，并将数据就绪标志清0，允许下一字节数据发送，发送数。if(USART1->SR & (1 << 5)) //状态寄存器接收到数据检查 RXNE（接收缓冲区非空）标志。//组2，最低优先级。// 清除PA9（TX）和PA10（RX）的配置位。

RTX5 | 消息队列04 - (实战技巧）串口中断回调函数ISR同步线程

wallace89的博客

06-07

3276

文章目录一、前言二、实验目的三、API3.2、osMessageQueueGet四、代码4.1、main.h4.2、stm32f1xx.it.c4.3、main.c五、Event Recorder调试5.1、使用串口助手发送字符给单片机一、前言在实际的项目上，消息队列主要用于线程同步。所谓线程同步就是一个线程或者ISR中断往某个消息队列发送一个消息后，触发调度器将另外一个线程（等待这个消息队列的线程）马上从阻塞态切换至运行态，读取消息与解析消息。线程标志组与事件标志组也可以用于线程同步，但是它们传递的消

填坑之串口接受数据不完整包的解决办法

Mr.W的博客

11-06

5728

通过串口收发包时，遇到了一个包多次才接收完整的问题，猜测是串口的接收buffer大小的问题，这种问题我采取的是拼包的形式解决。代码如下： #include <liblog.h> #include <stdio.h> #include <pthread.h> #include <sys/select.h> #include <termios....

FreeRTOS实战（四）·USART串口实现DMA数据转运（江协/江科大代码移植）

时光の尘的博客

05-17

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内含源码可直接移植，内容基于STM32F1系列移植FreeRTOS实现DMA转运串口接收数据，详细过程介绍，其中包含调用二值信号量释放函数xSemaphoreGiveFromISR()，接收函数xSemaphoreTake()

STM32_FreeRTOS_USART串口通信接收不定长数据

06-16

stm32 使用cubemx 创建的Freertos系统下的串口通信接收不定长数据的demo

源代码-嵌入式软件架构设计之五:通过UART串口-构建系统交互式命令行处理组件 cmd-line-process.c/h文件

最新发布

07-18

嵌入式软件架构设计的五部分中，本篇内容专注于UART串口交互，后续的设计可能会涉及到网络接口、USB接口或其他通信方式的命令行处理组件的构建。在嵌入式系统设计中，确保代码的可移植性和可维护性也是非常重要的...

第 72 天：UART + DMA 实现无阻塞串口通信 —— 嵌入式高效数据交互的工程实战

努力分享一些人工智能、计算机视觉、影像等相关的知识干货！

07-06

1192

在嵌入式系统中，串口（UART）是最常用的通信接口之一。传统串口采用轮询或中断方式，在数据量较大或通信频繁场景下容易造成 CPU 阻塞或丢包。借助 DMA，可以实现 UART 的**无阻塞发送与接收**，极大提高数据处理效率。本文以 STM32 系列芯片为基础，深入解析 UART + DMA 的配置方法、发送与接收的独立路径设计、空闲中断机制与环形缓冲区管理，最终通过实战案例实现一个高效、稳定的嵌入式串口通信框架。

嵌入式软件架构设计之总目录

HanGo_Linker的博客

05-16

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嵌入式软件架构设计之一:点亮星星之灯，构建最小系统-优快云博客嵌入式软件架构设计之二:通过uart串口，构建系统log日志打印功能_嵌入式日志打印任务-优快云博客 嵌入式软件架构设计之三:uart串口接收数据的常见方法_uart接收数据包-优快云博客嵌入式软件架构设计之四:UART串口数据接收与处理的高效同步方案-优快云博客嵌入式软件架构设计之五:通过UART串口-构建系统交互式命令行处理组件-优快云博客嵌入式软件架构设计之六:通过UART串口-构建“AT命令”处理机-优快云博客

STM32 UART串口与RTOS的结合使用

weixin_66608063的博客

06-11

759

在复杂的嵌入式系统中，RTOS的使用可以显著提升系统的稳定性和可靠性。选择适合STM32的RTOS，如FreeRTOS、uCOS等，配置开发环境，如STM32CubeIDE，并安装RTOS相关的库和插件。推荐读者深入学习RTOS的原理和使用，以及STM32的UART编程指南，以进一步提升嵌入式系统开发能力。STM32微控制器具有丰富的外设和处理能力，与RTOS结合，可以高效地处理多任务和实时事件。创建串口通信任务，包括初始化任务、发送任务和接收任务，并在RTOS中进行管理。

为什么要使用消息队列？

xycxycooo的博客

09-11

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消息队列是一种异步通信机制，允许不同的应用程序或服务之间通过发送和接收消息来进行通信。消息队列通常由一个或多个生产者（Producer）和一个或多个消费者（Consumer）组成。生产者负责将消息发送到队列中，而消费者则从队列中取出消息并进行处理。消息队列作为一种强大的通信机制，在现代软件开发中扮演着重要角色。它不仅能够解耦系统组件、实现异步处理和负载均衡，还能提供可靠的消息传递和良好的扩展性。通过掌握消息队列的核心概念和工作原理，程序员可以更好地设计和实现高性能、高可靠性的系统。

如何在 RT-Thread 中实时处理串口和 ADC 数据：消息队列的应用

weixin_58602623的博客

07-24

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如何在 RT-Thread 中实时处理串口和 ADC 数据：消息队列的应用

嵌入式开发：串口接收

weixin_38956024的博客

08-20

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01 例程 #include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <termios.h> int ...

串口收发数据实验

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11-15

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一、实验目的利用CC2530的串口0不停的打印信息到电脑上，同时接收从串口发过来了的数据，把发送过来的数据直接送回给电脑。二、实验环境 1.硬件：通用节点或任意传感器节点一个、USB仿真器、USB电缆、PC机； 2.软件：IAR Embedded Workbench for MCS-51、串口调试工具。三、实验内容 1、了解有关实验内容及知识点...

串口通信——接收串口数据并处理（C语言）