RT-Thread UART設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架初體驗(yàn)(中斷方式接收帶\r\n的數(shù)據(jù))

一、RT-Thread簡單介紹

大部分MCU工程師或多或少都接觸過實(shí)時(shí)OS，如今實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)種類繁多，有Ucos，F(xiàn)reertos，liteOS，TinyOS，RT-Thread等等各種實(shí)時(shí)OS，這么多的實(shí)時(shí)OS，我們該如何去選擇學(xué)習(xí)呢?其中最有代表性的莫過于RT-Thread。

為什么說它具有代表性？因?yàn)樽鲞^Linux開發(fā)的小伙伴學(xué)習(xí)了RT-Thread以后，普遍覺得RT-Thread在編寫代碼的套路和Linux大部分是非常相似的，甚至業(yè)界都有很多人說如果想進(jìn)階Linux，RT-Thread不可不學(xué)。

為什么要學(xué)習(xí)RT-Thread? 

1、開源、免費(fèi)。

2、資料、教程非常完善。

3、豐富的組件以及軟件包，組件化開發(fā)，簡化項(xiàng)目流程，讓開發(fā)者更專注于應(yīng)用業(yè)務(wù)

二、RT-Thread串口實(shí)戰(zhàn)

最近這段時(shí)間上手了下RTT，那真叫一個(gè)香啊，具體的使用請參考RTT官方文檔：

https://www.rt-thread.org/document/site/programming-manual/device/uart/uart/#

首先用RT-Thread Studio創(chuàng)建一個(gè)RTT項(xiàng)目：

選擇基于芯片還是基于BSP，這里我選擇的是基于芯片，用STM32F103C8T6這個(gè)板子來跑：

接下來開始配置組件：

雙擊以后會彈出圖形界面配置選項(xiàng)：

這里我配置了ulog日志、串口、Pin以及finsh命令，接下來開始熟悉串口設(shè)備配置和使用的步驟：

1、配置串口

(1)在board.h中配置串口

//我的傳感器接在USART2上，所以需要定義該宏。
#define BSP_USING_UART2

(2)配置串口2對應(yīng)的GPIO以及TX、RX對應(yīng)的引腳

#define UART2_TX_PORT       GPIOA
#define UART2_RX_PORT       GPIOA
#define UART2_TX_PIN        GPIO_PIN_2
#define UART2_RX_PIN        GPIO_PIN_3

2、在主函數(shù)中開始調(diào)用串口組件相關(guān)的函數(shù)使用串口

定義串口句柄以及配置句柄

/*接收成功標(biāo)志位*/
uint8_t rk_ok_flag = 0;
static rt_device_t serial;
#define SAMPLE_UART_NAME       "uart2"
struct serial_configure config = RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT; /* 初始化配置參數(shù) */

對應(yīng)的RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT是默認(rèn)的串口參數(shù)，如下：
/* Default config for serial_configure structure */
#define RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT           \
{                                          \
    BAUD_RATE_115200, /* 115200 bits/s */  \
    DATA_BITS_8,      /* 8 databits */     \
    STOP_BITS_1,      /* 1 stopbit */      \
    PARITY_NONE,      /* No parity  */     \
    BIT_ORDER_LSB,    /* LSB first sent */ \
    NRZ_NORMAL,       /* Normal mode */    \
    RT_SERIAL_RB_BUFSZ, /* Buffer size */  \
    0                                      \
}

如果需要調(diào)整波特率或者串口的其它參數(shù)，則需重新修改對應(yīng)的配置參數(shù)即可。

(1)查找串口設(shè)備

serial = rt_device_find(SAMPLE_UART_NAME);
if (!serial)
{
    rt_kprintf("find %s failed!\n", SAMPLE_UART_NAME);
    return RT_ERROR;
}

(2)修改串口參數(shù) 由于我使用的傳感器波特率是9600,其它參數(shù)默認(rèn)，則只需修改波特率即可

config.baud_rate = BAUD_RATE_9600;        //修改波特率為 9600
//config.data_bits = DATA_BITS_8;           //數(shù)據(jù)位 8
//config.stop_bits = STOP_BITS_1;           //停止位 1
//config.bufsz     = 128;                   //修改緩沖區(qū) buff size 為 128
//config.parity    = PARITY_NONE;           //無奇偶校驗(yàn)位
/*修改后通過調(diào)用設(shè)備控制接口將串口參數(shù)寫入*/
rt_device_control(serial, RT_DEVICE_CTRL_CONFIG, &config);

(3)打開串口設(shè)備(這里我選用的是中斷接收)

rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_INT_RX | RT_DEVICE_FLAG_STREAM);

//上面的參數(shù)對應(yīng)以下含義：
//#define RT_DEVICE_FLAG_INT_RX           0x100           /**< INT mode on Rx */
//#define RT_DEVICE_FLAG_DMA_RX           0x200           /**< DMA mode on Rx */
//#define RT_DEVICE_FLAG_INT_TX           0x400           /**< INT mode on Tx */
//#define RT_DEVICE_FLAG_DMA_TX           0x800           /**< DMA mode on Tx */
//#define RT_DEVICE_FLAG_STREAM           0x040           /**< stream mode */

(4)設(shè)置串口中斷接收回調(diào)函數(shù)

rt_device_set_rx_indicate(serial, uart_recv_callback);
//這里uart_recv_callback即是串口的中斷回調(diào)函數(shù)，當(dāng)接收到數(shù)據(jù)時(shí)會觸發(fā)回調(diào)函數(shù)。
//需要用戶自己去實(shí)現(xiàn)。

回調(diào)函數(shù)實(shí)現(xiàn)如下：

/* 接收數(shù)據(jù)回調(diào)函數(shù) */
static rt_err_t uart_recv_callback(rt_device_t dev, rt_size_t size)
{
    /*接收到串口數(shù)據(jù)，將接收標(biāo)志置1*/
    rk_ok_flag = 1;
    return RT_EOK;
}

(5)接收數(shù)據(jù)(這里我沒有按官方的教程使用線程的方式去接收，而是直接在主函數(shù)中接收)

由于我的傳感器數(shù)據(jù)格式如下：

序號 信號值 報(bào)警值\r\n

所以這里我需要做一下接收處理的判斷，判斷接收數(shù)據(jù)的默認(rèn)是否為\r\n這兩個(gè)字符， 如果是，則認(rèn)為就是我的一行數(shù)據(jù)。

char ch;
int i = 0;
static int count = 1;
char buf[25] = { 0 };
while (1)
{
    if (1 == rk_ok_flag && 0 == rt_device_read(serial, -1, &ch, 1))
    {
        rk_ok_flag = 0;
        buf[i++] = ch;
        if (buf[i - 2] == '\r' && buf[i - 1] == '\n')
        {
            count++;
            rt_pin_write(LED0_PIN, count % 2);
            i = 0;
            rt_kprintf("傳感器數(shù)據(jù)：%s\n", buf);
            memset(buf, 0, 25);
        }
    }
}

3、整體源碼實(shí)現(xiàn)

/*
 * Copyright (c) 2006-2019, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2019-09-09     RT-Thread    first version
 */

#include <rtthread.h>
#include <board.h>
#include <rtdevice.h>

#include <string.h>

#define DBG_TAG "main"
#define DBG_LVL DBG_LOG
#include <rtdbg.h>

/* PLEASE DEFINE the LED0 pin for your board, such as: PA5 */
#define LED0_PIN    GET_PIN(C, 13)

uint8_t rk_ok_flag = 0;
static rt_device_t serial;
#define SAMPLE_UART_NAME       "uart2"
struct serial_configure config = RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT; /* 初始化配置參數(shù) */


/* 接收數(shù)據(jù)回調(diào)函數(shù) */
static rt_err_t uart_recv_callback(rt_device_t dev, rt_size_t size)
{
    rk_ok_flag = 1;
    return RT_EOK;
}

int main(void)
{
    char ch;
    int i = 0;
    static int count = 1;
    char buf[25] = { 0 };
    /* set LED0 pin mode to output */
    rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
    //1、查看串口設(shè)備
    serial = rt_device_find(SAMPLE_UART_NAME);
    if (!serial)
    {
        rt_kprintf("find %s failed!\n", SAMPLE_UART_NAME);
        return RT_ERROR;
    }
    /* step2：修改串口配置參數(shù) */
    config.baud_rate = BAUD_RATE_9600;        //修改波特率為 9600
    /* step3：控制串口設(shè)備。通過控制接口傳入命令控制字，與控制參數(shù) */
    if(RT_EOK != rt_device_control(serial, RT_DEVICE_CTRL_CONFIG, &config))
    {
        rt_kprintf("配置串口設(shè)備失敗\n");
        return RT_ERROR;
    }
    rt_kprintf("配置串口設(shè)備成功!\n");
    /* step4:以中斷接收及輪詢發(fā)送模式打開串口設(shè)備 */
    if(RT_EOK != rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_INT_RX))
    {
        rt_kprintf("打開串口設(shè)備失敗!\n");
        return RT_ERROR;
    }
    rt_kprintf("打開串口設(shè)備成功!\n");
    /* step5:設(shè)置接收回調(diào)函數(shù) */
    rt_device_set_rx_indicate(serial, uart_recv_callback);
    /* step6:數(shù)據(jù)處理及展示 */
    while (1)
    {
        if (1 == rk_ok_flag && 0 == rt_device_read(serial, -1, &ch, 1))
        {
            rk_ok_flag = 0;
            buf[i++] = ch;
            if (buf[i - 2] == '\r' && buf[i - 1] == '\n')
            {
                i = 0;
                count++;
                /*調(diào)試燈翻轉(zhuǎn)*/
                rt_pin_write(LED0_PIN, count % 2);
                rt_kprintf("傳感器數(shù)據(jù)：%s\n", buf);
                memset(buf, 0, 25);
            }
        }
    }
    return RT_EOK;
}

接下來對編寫好的源代碼進(jìn)行編譯：

4、執(zhí)行結(jié)果

通過RT-Thread Studio自帶的串口調(diào)試助手可以看到打印消息：

整體編寫不到100行，RTT的組件確實(shí)做得很牛逼！不愧國產(chǎn)的驕傲！后面根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的使用情況，可能會使用DMA或者其它的方式來讀取，甚至可能結(jié)合線程、信號量來使用，期待分享！

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