状态机串口接收

#以下代码的功能是解析数据包，按照一定的协议格式寻找帧头（0xFF）、标识符（0x01）、控制字节（0x7D）、数据部分（最多 129 字节），以及帧尾（0xFE）。当成功接收到完整数据帧后，会将 frame_done 置为 1（但 frame_done 没有进一步处理）。

VOID  CsiParsePacket (INT8U *pData, DWORD dwLen)
{
  INT16  i;
  INT8U  curr_char;
  BOOL   result;
  static UINT8 buffer[131];
  static UINT8 buf_index = 0;
  static UINT8 step = 0;
  UINT8  frame_done = 0;
  for (i = 0; i < dwLen; i++) {
      switch (step) {
        case 0: { // find 0xff
            if (pData[i] == 0xff) {
                buf_index = 0;
                memset(buffer, 0, 131);
                buffer[buf_index] = pData[i];
                buf_index++;
                step = 1;
            } else {
                step = 0;
                buf_index = 0;
            }
        } break;
        case 1: { // find 0x01
            if (pData[i] == 0x01) {
                buffer[buf_index] = pData[i];
                buf_index++;
                step = 2;
            } else {
                step = 0;
                buf_index = 0;
            }
        } break;
        case 2: { // find 0x7d
            if (pData[i] == 0x7d) {
                buffer[buf_index] = pData[i];
                buf_index++;
                step = 3;
            } else {
                step = 0;
                buf_index = 0;
            }
        } break;
        case 3: { // load data
            if (buf_index < 129) {
                buffer[buf_index] = pData[i];
                buf_index++;
            } else {
                step = 4;
            }
        } break;
        case 4: { // find 0xfe
            if (pData[i] == 0xfe) {
                buffer[buf_index] = pData[i];
                buf_index++;
                frame_done = 1;
            }
            buf_index = 0;
            step = 0;
        } break;
    }
  }

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代码解析

1. 函数参数

VOID  CsiParsePacket (INT8U *pData, DWORD dwLen)

• pData：指向待解析的数据流（字节数组）。
• dwLen：数据流的长度。

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2. 变量定义

INT16  i;                        // 遍历数据流的索引
INT8U  curr_char;                // 当前处理的字节（但未使用）
BOOL   result;                    // 可能用于后续处理（未使用）
static UINT8 buffer[131];         // 存储解析出的数据包（最大 131 字节）
static UINT8 buf_index = 0;       // 当前数据存储索引
static UINT8 step = 0;            // 解析状态机的状态
UINT8  frame_done = 0;            // 标记数据帧是否解析完成（未进一步处理）

• buffer 用于存储解析出的数据包。
• step 作为状态机的步骤控制变量，确保按照 0xFF 0x01 0x7D ... 0xFE 格式解析数据。

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3. 数据包解析状态机

Step 0: 查找帧头 0xFF

case 0: { // find 0xff
    if (pData[i] == 0xff) {
        buf_index = 0;
        memset(buffer, 0, 131);
        buffer[buf_index] = pData[i];
        buf_index++;
        step = 1; // 进入下一步查找 0x01
    } else {
        step = 0;
        buf_index = 0;
    }
} break;

• 如果当前字节是 0xFF（帧头）：
  • 重置 buf_index 和 buffer，清除旧数据。
  • 记录 0xFF 并进入 step = 1（寻找 0x01）。
• 否则，继续等待 0xFF。

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Step 1: 查找 0x01

case 1: { // find 0x01
    if (pData[i] == 0x01) {
        buffer[buf_index] = pData[i];
        buf_index++;
        step = 2; // 进入下一步查找 0x7D
    } else {
        step = 0;
        buf_index = 0;
    }
} break;

• 期待下一个字节是 0x01。
• 如果找到 0x01，记录并进入 step = 2（寻找 0x7D）。
• 否则，解析失败，回到 step = 0 重新查找 0xFF。

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Step 2: 查找 0x7D

case 2: { // find 0x7d
    if (pData[i] == 0x7d) {
        buffer[buf_index] = pData[i];
        buf_index++;
        step = 3; // 进入数据部分
    } else {
        step = 0;
        buf_index = 0;
    }
} break;

• 期待 0x7D 作为控制字节。
• 如果找到 0x7D，记录并进入 step = 3（开始接收数据）。
• 否则，解析失败，回到 step = 0 重新查找 0xFF。

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Step 3: 接收数据

case 3: { // load data
    if (buf_index < 129) {
        buffer[buf_index] = pData[i];
        buf_index++;
    } else {
        step = 4; // 数据超过 129 字节，进入查找帧尾
    }
} break;

• 继续接收数据，最多 129 字节。
• 如果 buf_index 超过 129，自动进入 step = 4（查找帧尾 0xFE）。

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Step 4: 查找帧尾 0xFE

case 4: { // find 0xfe
    if (pData[i] == 0xfe) {
        buffer[buf_index] = pData[i];
        buf_index++;
        frame_done = 1;  // 数据包完整
    }
    buf_index = 0;
    step = 0;
} break;

• 期待 0xFE 作为数据包的结束标志。
• 如果 pData[i] == 0xFE，说明数据包完整，标记 frame_done = 1。
• 无论是否成功解析，重置 buf_index 和 step，准备解析下一个数据包。

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总结

1. 解析数据格式：

   0xFF 0x01 0x7D [最大 129 字节数据] 0xFE
   

2. 状态机解析流程：
   • Step 0：寻找 0xFF（帧头）。
   • Step 1：寻找 0x01（标识符）。
   • Step 2：寻找 0x7D（控制字节）。
   • Step 3：接收数据（最多 129 字节）。
   • Step 4：寻找 0xFE（帧尾）。
   • 成功解析后 frame_done = 1（但代码中未使用）。

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可能问题

1. 没有处理 frame_done

   • 解析完整数据帧后，frame_done = 1，但代码没有利用 frame_done 进行后续处理，如回调函数或数据传输。

2. 数据丢失风险

   • 如果数据包中有 0xFF，但后续字节不符合格式，代码会丢弃整个包，而不是继续查找新的 0xFF。
   • 可能导致部分有效数据丢失。

3. 固定 129 字节数据限制

   • 如果协议允许不同长度的数据帧，当前代码会错误地忽略小于 129 字节的数据。

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优化建议

✅ 处理 frame_done

if (frame_done) {
    frame_done = 0;  // 复位
    ProcessFrame(buffer, buf_index); // 处理完整帧
}

✅ 优化数据丢失问题

如果检测到 0xFF 但没有完整数据包，可以不清空 buffer，而是继续寻找 0xFF：

if (step == 0 && pData[i] != 0xFF) {
    continue;  // 继续查找帧头
}

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总结

这段代码实现了一个简单的状态机来解析固定格式的数据包（0xFF 0x01 0x7D ... 0xFE）。但它有一些潜在问题，例如 frame_done 未使用、可能丢失数据、以及无法处理变长数据帧。优化后，它可以更可靠地解析数据并触发相应的回调处理完整帧。