STM32串口驱动(拼音检索测试通过)(环形队列+内存动态分配+DMA)_

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2024年4月28日发(作者：)

串口设备驱动接口

STM32的2.0固件库的工程文档ourdev_(文件大小:227K) (原文件名:串口发送模板(第

二版).rar)

STM32的3.0固件库的工程文档ourdev_(文件大小:801K) (原文件名:串口发送模板(第

三版).rar)

在设计串口驱动的过程中，要遵循的两条准则是：

1：尽量的减少程序运行的时间。

2：尽量的减少程序所占用的内存。

譬如，下面的一段程序：

程序段1-1

/*指针是指向ptr，需要发送count个数据*/

void USART1WriteDataToBuffer（*ptr，u8 count）

{

/*判断数据是否发送完毕*/

while（count--）

{

/*发送数据*/

USART1SendByte（*ptr++）；

/*等待这个数据发送完毕，然后进入下一个数据的发送过程*/

while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC);

}

/*数据发送完毕，返回*/

}

很明显，这段程序在实际应用中将会产生灾难性的后果，首先，当发送数据送到发送寄存器启动发送以后，

CPU就一直在等待这个数据发送完成，然后进入下一个数据的发送，这样，直到所有要发送的数据完成，

CPU才能做其他的事情。相对于CPU内核运行的速度而言，串口外设的运行速度是非常快的，让一个速度

非常快的设备去等待相对很慢的设备，程序的效率是非常低下的。

所以必须采用中断的方式发送数据。

程序段1-2

/*将数据写入发送缓冲区*/

void USART1WriteDataToBuffer（*ptr，u8 count）

{

while(count!='0')

{

USART1SendTCB[Index++]=*ptr++;

Count=count;

}

/......判断溢出等其他代码省略...../

}

/......发送中断的/

void USART1SendUpdate(void)

{

/......判断发送缓冲区中的数据是否发送完毕...../

/将发送缓冲区的数据发送出去/

USART1SendByte（*ptr++）；

/......发送指针加一，待发送的字节数减一等代码...../

}

这样，当调用USART1WriteDataToBuffer函数将待发送的数据写入发送缓冲区以后，CPU就可以执行

其他的任务，待一个数据发送完成以后，中断ISR就会触发，在中断服务程序里面将下一个数据写入发送

寄存器，启动下一次发送，知道完全发送完毕为止。

很明显，上述的程序的设计比较好，不用占用过多的CPU时间。

在实际的工程应用中，经常会出现类似这种情况：串口显示屏需要显示1000个点，通过串口发送这1000

个点的颜色的RGB亮度值。将这1000个数据写入发送缓冲区以后，启动发送。在115200的波特率，一

位起始位，一位停止位，无校验位的情况下，至少需要（10*1000*2）/115200=0.1736秒，在这期间以内，

时钟更新了，需要再发送给串口一串时间更新的数据，这个数据大约有100个，这样这串数据需要写入到

发送缓冲区的发送字节的后面。

同样道理，在这个时候如果有显示任务更新的话，将会有其他的数据写入到发送缓冲区。

串口1 (原文件名:串口)

从图上可以看出，程序段1-2虽然满足了时间上的要求，却没有满足空间上的要求，它的数据缓冲区是

单向的，这样，当发送缓冲区的所有的数据全部发送完毕后，或者当发送缓冲区撑满了以后才能将发送缓

冲区内的数据清空，以便装入下次的缓冲数据。这样内存较小的嵌入式系统来说是不能容忍的。

因此，可以将发送缓冲区建立成一个环形的缓冲区，在这个环形缓冲区内，通过头指针(HostIndex)和尾指

针(HostIndex)来定位空白区和数据区。

（1）：头指针(HostIndex)指向有数据区的顶部，每次写入数据，都更新头指针，如果到了缓冲区的末端

(EndIndex)，就自动返回到缓冲区的起始处(StartIndex)，直到写入到尾指针处为止，这时缓冲区已经被装

满，不能再装入数据。

（2）：尾指(TailIndex)针指向有数据区的尾部，当数据发送完毕后，更新尾指针的位置，如果到了缓冲区

的末端(EndIndex)，就自动返回到缓冲区的起始处(StartIndex)，直到遇到头指针为止，这是证明所有的数

据已经发送完毕。

本文标签： 发送数据串口发送缓冲区