串口监听大量数据匹配处理--利用环形buff

功能描述:
A和B设备之间在串口通信,C设备利用串口去监听A和B的通信,我们将要监听的字段给到C,C将匹配到的字段数据保存下来。

实现方法:
利用线性数组将头尾连起来,形成一个环形的buff来接收串口中断的数据。

关键点:

buff判满不再接收数据,否则尾指针移动tail++
(tail+1)%maxsize = head
尾指针达到最大置0:
tail>=maxsize
tail=0;

buff中数据个数:
(tail -head+maxsize)%maxsize
要确保数据个数要大于匹配的字段长度,头指针移动head++
头指针达到最大置0:
head>=maxsize
head=0;
思路如上,具体代码不方便公开

/*************************************************************************** * @file bsp_serial1.c * Created on: 2025-03-18 * Author: YL Monitor Software group ****************************************************************************/ #include "main.h" /************************ Private macros *************************/ #if SERIAL1_DMATx_ENABLE //开启串行通信1 DMA 发送中断 -- 1 /* 串行通信 DMA发送缓冲区大小 */ #define SERIAL_TX_BUFF_SIZE 400 #endif #if SERIAL1_DMARx_ENABLE //开启串行通信1 DMA 接收中断 /* 串行通信 DMA接收缓冲区大小 */ #define SERIAL_RX_BUFF_SIZE 400 #endif /************************ Private variables *************************/ #if SERIAL1_DMATx_ENABLE //开启串行通信1 DMA 发送中断 -- 1 /* 串行通信 DMA发送缓存 */ static uint8_t DMA_TxBuff[SERIAL_TX_BUFF_SIZE]; #endif #if SERIAL1_DMARx_ENABLE //开启串行通信1 DMA 接收中断 /* 串行通信 DMA接收缓存 */ static uint8_t DMA_RxBuff[SERIAL_RX_BUFF_SIZE]; #endif /* 串行通信 接收数据队列 */ static QueueHandle_t queueRecvData = NULL; static SemaphoreHandle_t mutexSerialSend = NULL; /* 串行通信2 数据接收离线状态时间计数器 * 在硬件定时器中进行累加 * DMA接收中断中清零 * 当离线超过5ms,接收结束,或者设备离线,可以进行数据转发至上位机*/ static uint16_t recv_offline_timer_count = 0; /**************************************** * @funName : BSP_HwInitSerial1 * @Description : 串行通信口1 硬件资源初始化 * @Athor : YL Software Group * @Version : V0.0.0 * @Data : 2025/3/22 ********************************************/ void BSP_HwInitSerial1(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure ={0}; USART_InitTypeDef USART_InitStructure ={0}; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure ={0}; DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure ={0}; /****************Tx****************/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SERIAL1_TX_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//----------- GPIO_Init(SERIAL1_TX_PORT, &GPIO_InitStructure); /****************Rx****************/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SERIAL1_RX_PIN; //GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//上拉输入 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入--------- GPIO_Init(SERIAL1_RX_PORT, &GPIO_InitStructure); /* 串行通信初始化 */ USART_DeInit(SERIAL1); USART_InitStructure.USART_BaudRate = SERIAL1_BAUD_RATE; //波特率 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; USART_Init(SERIAL1, &USART_InitStructure); #if SERIAL1_IT_ENABLE //开启串行通信1中断 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = SERIAL1_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = SERIAL1_PreemptionPriority; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); #endif #if SERIAL1_DMATx_ENABLE //开启串行通信1 DMA 发送中断 /* DMA发送初始化 */ DMA_DeInit(SERIAL1_DMATx_Channel); DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&SERIAL1->DR); DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)DMA_TxBuff;//(uint32_t)(USART3.pbRx) 目标BUF 既是要写在哪个数组中 DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = SERIAL_TX_BUFF_SIZE;//DMA缓存的大小 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址寄存器不递增 DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//内存地址递增 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//内存字节为单位 DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;//内存字节为单位 DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //DMA_Mode_Circular DMA_Mode_Normal-工作在正常缓存模式 DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;//4优先级之一的(高优先级) DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;//非内存到内存 DMA_Init(SERIAL1_DMATx_Channel, &DMA_InitStructure); /* DMA发送中断优先级设置 */ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = SERIAL1_DMATx_IRQn ; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = SERIAL1_DMATx_PreemptionPriority; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); DMA_ITConfig(SERIAL1_DMATx_Channel, DMA_IT_TC, ENABLE);//使能DMA1传输完成中 DMA_Cmd(SERIAL1_DMATx_Channel, ENABLE);//启用DMA1通道 #endif #if SERIAL1_DMARx_ENABLE //开启串行通信1 DMA 接收中断 /* DMA接收初始化 */ DMA_DeInit(SERIAL1_DMARx_Channel); DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&SERIAL1->DR);//源头是BUF既是(&(SERIAL1->DR)) DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)DMA_RxBuff; //(uint32_t)(USART3.pbRx) 目标BUF 既是要写在哪个数组中 DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;//外设做源头-外设是作为数据传输的目的地还是来源 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = SERIAL_RX_BUFF_SIZE;//DMA缓存的大小! 单位在下边设定 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址寄存器不递增 DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;//内存地址递增 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;//外设字节为单位 DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;//内存字节为单位 DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //循环模式DMA_Mode_Circular DMA_Mode_Normal-工作在正常缓存模式 DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;//DMA_Priority_VeryHigh,DMA_Priority_High,DMA_Priority_Medium(初始使用); ---------------- DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;//非内存到内存 DMA_Init(SERIAL1_DMARx_Channel, &DMA_InitStructure); /* DMA接收中断优先级设置 */ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = SERIAL1_DMARx_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = SERIAL1_DMARx_PreemptionPriority; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //DMA_ITConfig(SERIAL1_DMARx_Channel, DMA_IT_TC, ENABLE);//开启DMA1接收输完成中-需要屏蔽 DMA_ITConfig(SERIAL1_DMARx_Channel, DMA_IT_TC, DISABLE);//禁用DMA1传输完成中 DMA_Cmd(SERIAL1_DMARx_Channel, ENABLE); #endif USART_DMACmd(SERIAL1, USART_DMAReq_Rx | USART_DMAReq_Tx, ENABLE);//使能USART3的DMA发送,接收请求 //USART_ITConfig(SERIAL1, USART_IT_RXNE, ENABLE); USART_ITConfig(SERIAL1, USART_IT_IDLE, ENABLE); //启用的USART3中断 USART_Cmd(SERIAL1, ENABLE); } /********************************************* * @funName : BSP_SwInitSerial1 * @Description : 串行通信口1 软件资源初始化 * @Athor : YL Software Group * @Version : V0.0.0 * @Data : 2025/3/22 ************************************************/ void BSP_SwInitSerial1(void) { if(NULL == queueRecvData) { queueRecvData = xQueueCreate(SERIAL_DATA_QUEUE_SIZE, sizeof(uint8_t)); /* 数据接收队列创建失败 */ if(NULL == queueRecvData) { } } if(NULL == mutexSerialSend) { mutexSerialSend = xSemaphoreCreateBinary(); /* 数据发送互斥量创建失败 */ if(NULL == mutexSerialSend) { } else { /* 释放数据发送互斥量 */ xSemaphoreGive(mutexSerialSend); } } } /****************************************** * @funName : SERIAL1_IRQHandler * @Description : 串行通信口1 中断,用于处理空闲接收中断, * 获取DMA接收的数据,并缓存至数据队列 * @Athor : YL Software Group * @Version : V0.0.0 * @Data : 2025/3/22 **************************************************/ void SERIAL1_IRQHandler(void) { uint8_t byte = 0; uint16_t i = 0, rlen = 0; //if(USART_GetITStatus(SERIAL1, USART_IT_RXNE) != RESET)//接收数据寄存器不空中断 if(USART_GetITStatus(SERIAL1, USART_IT_IDLE) != RESET)//检查UART4中断是否发生 空闲线路检测中断 { portBASE_TYPE xRecvWoken = pdFALSE; byte = USART_ReceiveData(SERIAL1);//返回USART3外设最近接收到的数据 if(recv_offline_timer_count > 45) { xQueueReset(queueRecvData); } recv_offline_timer_count = 0; #if SERIAL1_DMARx_ENABLE//接收中断 rlen = SERIAL_RX_BUFF_SIZE - DMA_GetCurrDataCounter(SERIAL1_DMARx_Channel); DMA_ClearFlag(SERIAL1_DMARx_FLAG);//清除DMA2通道的挂起标志 DMA_Cmd(SERIAL1_DMARx_Channel, DISABLE);//禁止DMA1接收 if(recv_offline_timer_count > 45) { xQueueReset(queueRecvData); } recv_offline_timer_count = 0; if(rlen > 0 && NULL != queueRecvData) { /* DMA接收数据存入数据队列 */ for(i = 0; i < rlen;i ++)//i++不能写错 { //recv_offline_timer_count = 0; if(errQUEUE_FULL == xQueueSendFromISR(queueRecvData, &DMA_RxBuff[i], &xRecvWoken))//队列从ISR发送 { break; } } } USART_ClearITPendingBit(SERIAL1, USART_IT_IDLE); DMA_SetCurrDataCounter(SERIAL1_DMARx_Channel, SERIAL_RX_BUFF_SIZE);//设置当前DMA2通道3传输中的数据单元数 DMA_Cmd(SERIAL1_DMARx_Channel, ENABLE); #else USART_ClearITPendingBit(SERIAL1, USART_IT_RXNE);//清除USART3的中断挂起位 xQueueSendFromISR(queueRecvData, &byte, &xRecvWoken);//调用xQueueGenericSendFromISR()的宏 #endif } /* 全部数据发送完成,产生该标记 */ if (USART_GetITStatus(SERIAL1, USART_IT_TC) != RESET)//检查USART3中断是否发生 { USART_ClearITPendingBit(SERIAL1, USART_IT_TC); //清除USART3的中断挂起位-传输完全中断 } } #if SERIAL1_DMATx_ENABLE /***************************************** * @funName : SERIAL1_DMATx_IRQHandler * @Description : 串行通信口1 DMA 发送中断 * @Athor : YL Software Group * @Version : V0.0.0 * @Data : 2025/3/24 *******************************************/ void SERIAL1_DMATx_IRQHandler(void) { portBASE_TYPE xSendWoken = pdFALSE; if(RESET != DMA_GetITStatus(SERIAL1_DMATx_IT_TC)) { /* 关闭 DMA */ DMA_Cmd(SERIAL1_DMATx_Channel, DISABLE); /* 清除标记 */ DMA_ClearITPendingBit(SERIAL1_DMATx_IT_TC); /* 清除数据长度 */ DMA_SetCurrDataCounter(SERIAL1_DMATx_Channel, 0); USART_ITConfig(SERIAL1, USART_IT_TC, DISABLE); if(NULL != mutexSerialSend) { /* 释放 OS 数据发送权限 */ xSemaphoreGiveFromISR(mutexSerialSend, &xSendWoken); portYIELD_FROM_ISR(xSendWoken); } } } #endif /********************************************** * @funName : BSP_Send2Serial1 * @Description : 串行通信口1 DMA发送启动 * @Athor : YL Software Group * @Version : V0.0.0 * @Data : 2025/3/22 **********************************************/ void BSP_Send2Serial1(uint8_t* sbuf, const uint16_t slen) { uint16_t len = slen; if(slen == 0||NULL == sbuf) { return; } if(len > SERIAL_TX_BUFF_SIZE) { len = SERIAL_TX_BUFF_SIZE; } /******************************************** *获取OS 数据发送权限 * <DMA发送完成后,在串行通信中断服务中释放> *********************************************/ if(NULL != mutexSerialSend) { xSemaphoreTake(mutexSerialSend, portMAX_DELAY); } #if SERIAL1_DMATx_ENABLE else { while(!DMA_GetFlagStatus(SERIAL1_DMATx_IT_TC)); } #endif #if SERIAL1_DMATx_ENABLE DMA_SetCurrDataCounter(SERIAL1_DMATx_Channel, len); /*发送DMA流的地址不自增*/ SERIAL1_DMATx_Channel->CCR |= (1 << 10); /*设置接收和发送的内存地址*/ SERIAL1_DMATx_Channel->CMAR = (uint32_t)sbuf; DMA_Cmd(SERIAL1_DMATx_Channel, ENABLE); USART_DMACmd(SERIAL1, USART_DMAReq_Tx, ENABLE); #else { uint16_t i = 0; while(i < len) { USART_SendData(SERIAL1, sbuf[i]); } if(NULL != mutexSerialSend) { xSemaphoreGive(mutexSerialSend); } } #endif } /******************************************** * @funName : BSP_Recv4Serial1 * @Description : 从串口1接收数据队列获取数据 * @Athor : YL Software Group * @Version : V0.0.0 * @Data : 2025/3/22 **********************************************/ void BSP_Recv4Serial1(uint8_t * rbuf, uint16_t* rlen) { int iCnt = 0, len; *rlen = 0; if(NULL == queueRecvData || NULL == rbuf) { return; } len = uxQueueMessagesWaiting(queueRecvData);//排队等待消息 for(iCnt = 0; iCnt < len; ++iCnt) { if(pdFALSE == xQueueReceive(queueRecvData, &rbuf[iCnt], 0)) { break; } } *rlen = iCnt; } /********************************************* * @funName : BSP_GetCurRecv4Serial1 * @Description : 获取串口1接收数据队列当前数据长度 * @Athor : YL Software Group * @Version : V0.0.0 * @Data : 2025/4/03 *************************************************/ uint16_t BSP_GetCurRecv4Serial1(void) { //等待中的消息队列(通信 接收数据队列) return uxQueueMessagesWaiting(queueRecvData); } /**************************************** * @funName : BSP_SetRecvOffline4Serial1 * @Description : 对数据监听离线状态时间计数进行更新(硬件定时器中执行) * @Athor : YL Software Group * @Version : V0.0.0 * @Data : 2025/4/02 ********************************************/ void BSP_SetRecvOffline4Serial1(void) { ++recv_offline_timer_count; } /********************************************** * @funName : BSP_GetRecvOffline4Serial1 * @Output : 离线状态时间计数 * @Description : 读取数据监听离线状态时间计数(硬件定时器中执行) * @Athor : YL Software Group * @Version : V0.0.0 * @Data : 2025/4/02 *********************************************/ uint16_t BSP_GetRecvOffline4Serial1(void) { return recv_offline_timer_count; } /************************ End of file *************************/ //重定义fputc函数 int fputc(int ch, FILE *f) { while((USART3->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕 USART1->DR = (u8) ch; return ch; } 以上代码不用FreeRTOS的队列形式实现数据接收功能,用标准库写出详细代码,并加上注释
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