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標題: [開源]輕量級環(huán)形緩沖區(qū)Ring Buffer，非常適合用于MCU嵌入式平臺的串口收發(fā) [打印本頁]
作者: netube    時間: 2021-1-30 11:53
標題: [開源]輕量級環(huán)形緩沖區(qū)Ring Buffer，非常適合用于MCU嵌入式平臺的串口收發(fā)
Ring Buffer是一個基于C語言開發(fā)的輕量級環(huán)形緩沖區(qū)，適用于各嵌入式平臺的串口收發(fā)等應(yīng)用場景；

相較于普通的收發(fā)緩沖數(shù)組，環(huán)形緩沖區(qū)的操作更加簡單，性能更加強大；
使用Ring Buffer提供的函數(shù)，可以輕松實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫、查詢、刪除等操作，不需要編寫復(fù)雜的地址記錄、讀寫計數(shù)等代碼，減少了數(shù)據(jù)指針溢出、數(shù)據(jù)被覆蓋的風險；
同時Ring Buffer還提供了可自定義分隔關(guān)鍵字的插入、查找等功能，運用在嵌入式的串口收發(fā)中可以實現(xiàn)多段數(shù)據(jù)的儲存，段落之間分隔獨立，讀寫緩沖區(qū)不再受到硬件時序的阻塞，降低串口對芯片實時響應(yīng)的要求并提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕?br />
代碼已在GD32F130C8T6 MCU平臺上通過編譯，已進行過大量數(shù)據(jù)的串口收發(fā)壓力測試，暫未發(fā)現(xiàn)顯性BUG；
項目開源地址：Github



2021.01.19 v1.0.0 發(fā)布第一版本
2021.01.24 v1.1.0 增加匹配字符查找函數(shù)
2021.01.27 v1.2.0 重制匹配字符查找函數(shù)，現(xiàn)已支持8位到32位關(guān)鍵詞查詢
2021.01.28 v1.3.0 復(fù)位函數(shù)修改為刪除函數(shù)、增加關(guān)鍵詞插入函數(shù)（自適應(yīng)大小端）
2021.01.30 v1.3.1 修復(fù)String讀寫函數(shù)的小概率指針溢出錯誤
持續(xù)更新中，歡迎大家使用，如果有BUG請到Github上及時向我反饋，謝謝

同時我在GD32F130平臺上基于Ring Buffer庫開發(fā)了一款單片機串口收發(fā)框架UIO，開發(fā)UIO的目的也是為了更好的利用Ring Buffer的特點，在實際使用環(huán)形緩沖的過程中不斷的優(yōu)化與改進；
使用UIO后，你可以在單片機中同時緩存好幾條串口指令卻不需要實時處理，等到單片機忙完其他阻塞任務(wù)后再將接收緩存的串口數(shù)據(jù)逐條讀出并逐條處理，從容不迫；
UIO的大部分代碼與平臺分離，移植簡單，同時對硬件串口外設(shè)進行封裝，在應(yīng)用層開發(fā)的時候非常方便，UIO仍在加緊時間開發(fā)并測試，屆時將會第一時間開源分享給大家吐槽，敬請期待吧！

歡迎關(guān)注我的b站視頻賬號：bilibili
作者: netube    時間: 2021-1-30 12:12
復(fù)制庫文件至工程中，在源代碼中引用 Ring Buffer 頭文件；
新建一個 uint8_t 數(shù)組，數(shù)組的大小即是環(huán)形緩沖區(qū)的大小；
新建 Ring Buffer 操作句柄；
初始化 Ring Buffer 操作句柄，將其與剛才新建的數(shù)組綁定，轉(zhuǎn)換成環(huán)形緩沖區(qū)；
這時候我們就可以使用庫提供的各種函數(shù)對新建的緩沖區(qū)進行讀寫等操作；
函數(shù)詳細內(nèi)容請在編程的過程中參考ring_buffer.c內(nèi)的注釋；
作者: netube    時間: 2021-1-30 12:13
在這里我展示了如何新建并初始化Ring Buffer、讀寫環(huán)形緩沖、查詢數(shù)據(jù)長度等基礎(chǔ)操作
您可以了解到Ring Buffer的函數(shù)命名與參數(shù)的風格和基本的使用方法
  1. #include <stdio.h>
  2. #include <ring_buffer.h>

  4. #define Read_BUFFER_SIZE        256

  6. int main()
  7. {
  8.     //新建緩沖區(qū)數(shù)組與Ring Buff操作句柄
  9.     uint8_t buffer[Read_BUFFER_SIZE] ;
  10.     ring_buffer RB ;

  12.     //初始化Ring Buff操作句柄，綁定緩沖區(qū)數(shù)組；
  13.     Ring_Buffer_Init(&RB, buffer, Read_BUFFER_SIZE);

  15.     //向環(huán)形緩沖區(qū)寫入一段字節(jié)和一個字節(jié)
  16.     Ring_Buffer_Write_String(&RB, "hello world", 11);
  17.     Ring_Buffer_Write_Byte(&RB, '!');

  19.     //獲取已儲存的數(shù)據(jù)長度，讀出環(huán)形緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)并打印
  20.     uint32_t num = Ring_Buffer_Get_Lenght(&RB);
  21.     uint8_t get[16] ;
  22.     Ring_Buffer_Read_String(&RB, get, num);
  23.     printf("%s", get);
  24.    
  25.     return 0 ;
  26. }
復(fù)制代碼
作者: netube    時間: 2021-1-30 12:13
除了基本的讀寫操作之外，為了更好的利用環(huán)形這一特點，我加入了分隔關(guān)鍵詞、查詢關(guān)鍵詞、刪除數(shù)據(jù)等功能
基于這些功能您可以在串口收發(fā)中實現(xiàn)多段數(shù)據(jù)的緩存與準確讀取；降低了實時性響應(yīng)的要求、提升了串口收發(fā)的性能
  1. #include <stdio.h>
  2. #include <ring_buffer.h>

  4. #define Read_BUFFER_SIZE        256

  6. //設(shè)定一個分隔關(guān)鍵詞和關(guān)鍵詞的長度（字節(jié)）
  7. #define SEPARATE_SIGN       0xCCFB22AA
  8. #define SEPARATE_SIGN_SIZE  4

  10. int main()
  11. {
  12.     //新建緩沖區(qū)數(shù)組與Ring Buff操作句柄
  13.     uint8_t buffer[Read_BUFFER_SIZE] ;
  14.     ring_buffer RB ;

  16.     //初始化Ring Buff操作句柄，綁定緩沖區(qū)數(shù)組；
  17.     Ring_Buffer_Init(&RB, buffer, Read_BUFFER_SIZE);

  19.     //記錄段落數(shù)量
  20.     uint8_t String_Count = 0 ;

  22.     //向環(huán)形緩沖區(qū)寫入三段數(shù)據(jù)，每段之間插入一個分隔關(guān)鍵詞
  23.     Ring_Buffer_Write_String(&RB, "ABCDEFGHIJK\r\n", 13);//寫入一段數(shù)據(jù)
  24.     Ring_Buffer_Insert_Keyword(&RB, SEPARATE_SIGN, SEPARATE_SIGN_SIZE);//插入一個分隔關(guān)鍵詞
  25.     String_Count ++ ;//記錄段落數(shù)量 +1

  27.     Ring_Buffer_Write_String(&RB, "abcdefg\r\n", 9);
  28.     Ring_Buffer_Insert_Keyword(&RB, SEPARATE_SIGN, SEPARATE_SIGN_SIZE);
  29.     String_Count ++ ;

  31.     Ring_Buffer_Write_String(&RB, "1234\r\n", 6);
  32.     Ring_Buffer_Insert_Keyword(&RB, SEPARATE_SIGN, SEPARATE_SIGN_SIZE);
  33.     String_Count ++ ;

  35.     while(String_Count != 0)
  36.     {
  37.         uint8_t get[16] ;
  38.         //獲得頭指針到關(guān)鍵詞高位的距離，距離-1得到第一段數(shù)據(jù)的長度
  39.         uint8_t lenght = Ring_Buffer_Find_Keyword(&RB, SEPARATE_SIGN, SEPARATE_SIGN_SIZE) - 1 ;
  40.         Ring_Buffer_Read_String(&RB, get, lenght);//讀取一段數(shù)據(jù)，保存到get數(shù)組
  41.         printf("%s", get);//打印數(shù)據(jù)
  42.         Ring_Buffer_Delete(&RB, SEPARATE_SIGN_SIZE);//刪除分隔關(guān)鍵詞的長度的數(shù)據(jù)，即刪除關(guān)鍵詞
  43.         String_Count -- ;//記錄段落數(shù)量 -1
  44.     }

  46.     return 0 ;
  47. }
復(fù)制代碼




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