機(jī)智云Gokit3.X源代碼分析之串口接收數(shù)據(jù)這塊的機(jī)制

昨天分享了整個(gè)程序的架構(gòu)，今天重點(diǎn)分析一下串口接收數(shù)據(jù)這塊的機(jī)制

我們知道，通過串口接收數(shù)據(jù)一般有3中方式，輪詢、中斷以及DMA。輪詢模式為堵塞模式，必須要定時(shí)去查詢收到的數(shù)據(jù)；中斷模式為非堵塞模式，也是平時(shí)用的比較多的，但每次只能接收一個(gè)字節(jié)；還有一個(gè)比較好的方法那就是用串口的空閑中斷+DMA實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)的接收，在接收一幀數(shù)據(jù)只需要中斷一次，這樣就可以接收不定長(zhǎng)數(shù)據(jù)了。機(jī)智云這里采用的方式2，即常規(guī)的中斷方式。

數(shù)據(jù)通訊采用的串口2，引腳為GPIO2和GPIO3，在gizwitsInit（）中進(jìn)行初始化

我們進(jìn)去看看

上圖主要初始化了一些硬件接口，并開啟中斷，這也是我們一般的寫法，再往下看，看到一個(gè)pRb的結(jié)構(gòu)體，這是個(gè)什么呢，我們追蹤下，下面是pRb的定義

我們先來解釋下環(huán)形緩沖區(qū)的原理：

環(huán)形緩沖區(qū)通常有一個(gè)讀指針和一個(gè)寫指針。讀指針指向環(huán)形緩沖區(qū)中可讀的數(shù)據(jù)，寫指針指向環(huán)形緩沖區(qū)中可寫的緩沖區(qū)。通過移動(dòng)讀指針和寫指針就可以實(shí)現(xiàn)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)讀取和寫入。在通常情況下，環(huán)形緩沖區(qū)的讀用戶僅僅會(huì)影響讀指針，而寫用戶僅僅會(huì)影響寫指針。

這里的rbCapacity代表緩沖區(qū)的容量，head指向了讀區(qū)域，tail指向了寫區(qū)域，rbBuff指向緩沖區(qū)的入口地址，示意圖入下

明白了結(jié)構(gòu)體的定義，我們接著往下看

rbCreate（），顧名思義，此函數(shù)的作用用于創(chuàng)建緩沖區(qū)，將緩沖區(qū)的head/Tail都指向緩沖區(qū)的首地址，那么rbCapacity和rbBuff在哪里賦值的呢？我們返回去看gizwitsInit（）；

看到這里我們就明白了，繼續(xù)往下看

這個(gè)函數(shù)為刪除緩沖區(qū)函數(shù)，將結(jié)構(gòu)體里面的數(shù)據(jù)全部清零

這個(gè)函數(shù)為獲取緩沖區(qū)的總?cè)萘?，很好理?/p>

接下來這個(gè)函數(shù)為緩沖區(qū)有多少數(shù)據(jù)可以讀，有三種情況：

1、Head和Tail都指向同一個(gè)地址，可讀大小為0，返回0，這種情況只會(huì)出現(xiàn)在緩沖區(qū)還沒有數(shù)據(jù)的時(shí)候，使用之后就不會(huì)出現(xiàn)頭尾重合的現(xiàn)象；

2、Head

3、Head>Tail，如下圖所示，緩沖區(qū)已經(jīng)寫滿，并且從開頭處重新寫了數(shù)據(jù)，可讀部分為藍(lán)灰色區(qū)域（rb_capacity(rb) - (rb->rb_head - rb->rb_tail)）；

接下來的函數(shù)為可寫區(qū)域大小，直接用總?cè)萘縭b_capacity(rb)減去可讀區(qū)域大小就好了。

然后是讀數(shù)據(jù)函數(shù)，從Head處開始讀，讀取count個(gè)數(shù)據(jù)，放到data地址開始的數(shù)據(jù)區(qū)域，如下圖所示，也是分為三種情況

1、Head

2、Head>Tail，且count中的數(shù)據(jù)小于從Head到緩沖區(qū)尾部的個(gè)數(shù)，即小于下圖中的藍(lán)灰色，與第一種情況一樣，直接復(fù)制相應(yīng)內(nèi)存，之后修改Head指針即可。

3、Head>Tail，且count中的數(shù)據(jù)大于從Head到緩沖區(qū)尾部的個(gè)數(shù)，即大于下圖中的看灰色，這種情況我們就先把Head到緩沖區(qū)尾部的數(shù)據(jù)復(fù)制到data處，再把綠色區(qū)域的復(fù)制過去，這里綠色部分并不會(huì)超過Tail，寫操作中做了限制。

最后是寫數(shù)據(jù)函數(shù)，把從data指向的地址，寫到Tail指向的地址，寫count個(gè)數(shù)據(jù)，返回成功寫入的個(gè)數(shù)，在這里判斷了要寫入的數(shù)據(jù)大小要小于可寫區(qū)域大小，防止數(shù)據(jù)覆蓋，如下圖所示，也是分為三種情況

1、Head

2、Head

3、Head>Tail，這個(gè)因?yàn)橐呀?jīng)做了數(shù)據(jù)合法判斷，所以直接復(fù)制數(shù)據(jù)就行。如下圖所示

那么明白了串口環(huán)形buff的機(jī)制，數(shù)據(jù)是從哪里進(jìn)入的呢，我們找到串口中斷的入口，

可以看到中斷程序非常簡(jiǎn)單，中斷之后直接往緩沖區(qū)丟一個(gè)數(shù)據(jù)就行了，采用這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，大大提高了程序的穩(wěn)定性，同時(shí)操作起數(shù)據(jù)來也很方便，需要的時(shí)候直接去讀緩沖區(qū)數(shù)據(jù)就好了。今天就先分享這么多，下期分享機(jī)智云的協(xié)議與結(jié)構(gòu)體的定義，謝謝大家！