循环队列原理及在单片机串口通讯中的应用（二）
前言
书接上回，前文主要介绍了环形队列的实现原理以及C语言实现及测试过程，本文将回归到嵌入式平台的应用中，话不多说，淦，上干货！
实验目的
- HAL库下串口的配置及使用
- 环形队列在串口数据接收中的使用
硬件环境
- falling-star board(自设计，下期开源资料，主控STM32f103RET6)
软件环境
- keil5
- cubemx
cubemx配置
1、 时钟的配置，
无论什么平台，什么单片机，第一步，我想都是要搞清楚时钟，时钟是一切的根源，外部晶振选择根据自己的硬件焊接的晶振频率选择，最大频率，此处小飞哥选择的是72MHZ，这个一般越高越好，越高也就意味着功耗越大，当涉及到低功耗的时候，就要考虑不同阶段的时钟频率了。
2、串口配置
主要配置参数见下图：
3、配置调试模式
有时候，我们发现调试模式无法使用，那可能跟这个有关系，通过此配置，我们可以选择不同的模式，同时硬件设计主要注意IO引脚的占用情况。
4、代码生成配置
逻辑代码编写
本次用到的硬件资源不多，cubemx配置也比较少，接下来主要编写环形队列在串口数据处理中的使用。
1、MCU串口接收代码编写
在此之前，先来介绍个串口打印的方法，日常调试过程中，串口打印绝对是必不可少的利器，尤其是在一些安全芯片上，由于没法进行实时仿真，串口打印成了非常简便且有效定位bug的手段，直接看代码：
#include "stdio.h"
#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)
//标准库需要的支持函数
struct __FILE
{
int handle;
};
FILE __stdout;
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式
void _sys_exit(int x)
{
x = x;
}
//重定义fputc函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{
while ((USART1->SR & 0X40) == 0)
; //循环发送,直到发送完
USART1->DR = (uint8_t)ch;
return ch;
}
#endif
#define useruart_printf_debug//产品调试完成后，只需要屏蔽此条宏定义，即可关闭串口打印功能
#ifdef useruart_printf_debug
#define uart_printf(format, args...) \
do \
{ \
printf(format, ##args); \
} while (0)
#else
#define uart_printf(format, args...) \
do \
{ \
} while (0)
#endif
串口接收中断编写：
void UserUartInit(void)
{
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &UART_TXRX_Para.RxData, 1);
/*初始化顺序循环队列*/
InitQueue(&Q);
}
//串口接收回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
if (huart->Instance == USART1)
{
//数据插入队列中
EnQueue(&Q, (DataType)UART_TXRX_Para.RxData);
}
//接收完一字节需要再次打开接收中断
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &UART_TXRX_Para.RxData, 1);
}
串口接收数据处理,这部分比较简单，我们就在while中调用，有数据就去取出去，然后串口发送出来
void SCQueue_MessageRecive(void)
{
uint8_t data_temp;
int data_len = 0;
// data_len = QueueLength(&Q);
// if (data_len)
if(!QueueEmpty(Q))
{
DeQueue(&Q, &data_temp);
HAL_UART_Transmit(&huart1, &data_temp, 1, 100);
}
}
2、环形队列数据处理测试
- 附加标志法：
为了更好的演示“转圈圈的效果”，我们先来写入，不进行读取，看看会发生什么事情：开始初始化队列为空，然后我们写入数据，当我们写入52字节数据时，实际入队列30字节，队列满后便不再接收数据。
然后我们通过按键控制，每次读取一个字节，读取出几个字节，使得队列处于未满状态，可以看到队列头指针不断增加，不断追赶尾指针，满标志为0，当头指针小于尾指针的时候，是可以继续插入数据的。
那当头指针追上尾指针的时候会发生什么事情呢？当数据全部取出的时候，头、尾指针相同，队列重新处于空状态，完成一个圆圈，当然这里是为了效果更明显，写满，全部读出，实际不会这样，队列的空间会比实际接受的数据大一些，不断存储、读取，形成“你追我赶”的追逐游戏，直到一帧数据结束。
在实际使用过程中，为了加快数据处理速度，我们希望是能边写入边读取的，这样效率要比完全接收完成之后再做处理节省不少时间，接下来，进行测试边存储边读取的效果，理想的是应该在一个环里不断转圈：
自动接收，读取：
接收完成之后，按键读取数据：
- 预留空间法
预留空间法与附加标志法大致相同，区别在于，会有一个单位空间剩余作为判断满队列用，其他的过程都是一样的，就不做介绍了，主要看下区别，可以看到，最后一字节地址并未写入数据，但提示空间已满，无法继续写入，这也就是预留的一单位空间用于确定队列满状态，但也是会造成空间的浪费。
腾讯云开发者
