CN103077145A - 一种数据发送、接收方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于通信技术领域，提供了一种数据发送、接收方法及系统，所述发送方法包括：接收应用程序的数据发送请求；根据所述请求，将待发送的字符数据存入发送缓冲区；返回继续执行所述应用程序，并调用发送中断回调函数；在所述发送中断回调函数里，发送所述发送缓冲区中的字符数据。本发明使得整个数据发送过程与上层应用分离，不需要耗费大量时间空闲等待硬件的发送过程，同时，在数据的发送中断服务例程中，也可以执行少量的指令，不影响整个系统的实时性，增强系统的实时性，实现易于复用、层次清晰且实时收发数据包的UART通信。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种数据发送、接收方法及系统。
背景技术
通用异步接收/发送装置(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)是一种通用串行数据总线，用于异步通信，该总线双向通信，可以实现全双工数据传输和接收，UART可用于多个独立工作的主机间进行通信，异步串口通信的工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。目前的串口大多都集成于单片机内部，作为单片机的接口的一部分，大多单片机都拥有自动产生UART的启动、校验、停止位的功能，软件程序只需要配置相关寄存器即可，并且单片机内部都集成有字符数据发送成功及接收一个字符数据成功的中断产生机制。
现有技术UART发送数据利用查询方式，即每发送一个数据，程序都进入等待状态，一直等查询到单片机的发送状态完成(如发送寄存器空，或发送完成标志位被置起等)，再接着发送下一个数据。采用这种查询方式，在连续发送数据包时，需要一直等待全部字符发送完成，程序才返回，对于单任务软件系统来说，意味着耗费较长的程序时间，容易造成软件系统的实时性差。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种数据发送方法，旨在解决现有技术UART采用查询方式发送连续数据包时，需要一直等待全部字符发送完成，程序才返回，对于单任务软件系统来说，耗费较长的程序时间，容易造成软件系统的实时性差问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明实施例是这样实现的，一种数据发送方法，所述方法包括：
接收应用程序的数据发送请求；
根据所述请求，将待发送的字符数据存入发送缓冲区；
返回继续执行所述应用程序，并调用发送中断回调函数；
在所述发送中断回调函数里，发送所述发送缓冲区中的字符数据。
本发明实施例还提供了一种数据接收方法，所述方法包括：
当接收到字符数据时，产生接收中断并调用接收中断回调函数；
在所述接收回调函数里，将接收的字符数据存入接收缓冲区；
在定时中断里，解析所述接收缓冲区中的字符数据，并对解析后的字符数据进行处理。
本发明实施例还提供了一种数据发送系统，所述系统包括：
接收单元，用于接收应用程序的数据发送请求；
存储单元，用于根据所述请求，将待发送的字符数据存入发送缓冲区；
调用单元，用于返回继续执行所述应用程序，并调用发送中断回调函数；
发送单元，用于在所述发送中断回调函数里，发送所述发送缓冲区中的字符数据。
本发明实施例还提供了一种数据接收系统，所述系统包括：
调用单元，用于当接收到字符数据时，产生接收中断并调用接收中断回调函数；
存储单元，用于在所述接收回调函数里，将接收的字符数据存入接收缓冲区；
解析单元，用于在定时中断里，解析所述接收缓冲区中的字符数据，并对解析后的字符数据进行处理。
本发明实施例与现有技术相比，有益效果在于：接收应用程序的数据发送请求，根据所述请求，将待发送的字符数据存入发送缓冲区，返回继续执行所述应用程序，并调用发送中断回调函数，在所述发送中断回调函数里，发送所述发送缓冲区中的字符数据。使得整个数据发送过程与上层应用分离，不需要耗费大量时间空闲等待硬件的发送过程，同时，在数据的发送中断服务例程中，也可以执行少量的指令，不影响整个系统的实时性，增强系统的实时性，实现易于复用、层次清晰且实时收发数据包的UART通信。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的数据发送方法的实现的流程图；
图2是本发明实施例一提供的发送缓冲区的结构示意图；
图3是本发明实施例一提供的将待发送的字符数据存入发送缓冲区方法的实现的流程图；
图4是本发明实施例一提供的发送所述发送缓冲区中的字符数据方法的实现的流程图；
图5是本发明实施例二提供的数据接收方法的实现的流程图；
图6是本发明实施例二提供的将接收的字符数据存入接收缓冲区方法的实现的流程图；
图7是本发明实施例二提供的解析所述接收缓冲区中的字符数据并对解析后的字符数据进行处理方法的实现的流程图；
图8是本发明实施例三提供的数据发送系统的结构图；
图9是本发明实施例四提供的数据接收系统的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例中，利用发送缓冲区，当上层应用需要发送数据时，将数据包的每个字符压入发送缓冲区后，直接返回，将具体发送的任务和逻辑交给发送中断回调函数处理。
本发明实施例提供了一种数据发送方法，所述方法包括：
接收应用程序的数据发送请求；
根据所述请求，将待发送的字符数据存入发送缓冲区；
返回继续执行所述应用程序，并调用发送中断回调函数；
在所述发送中断回调函数里，发送所述发送缓冲区中的字符数据。
本发明实施例还提供了一种数据接收方法，所述方法包括：
当接收到字符数据时，产生接收中断并调用接收中断回调函数；
在所述接收回调函数里，将接收的字符数据存入接收缓冲区；
在定时中断里，解析所述接收缓冲区中的字符数据，并对解析后的字符数据进行处理。
本发明实施例还提供了一种数据发送系统，所述系统包括：
接收单元，用于接收应用程序的数据发送请求；
存储单元，用于根据所述请求，将待发送的字符数据存入发送缓冲区；
调用单元，用于返回继续执行所述应用程序，并调用发送中断回调函数；
发送单元，用于在所述发送中断回调函数里，发送所述发送缓冲区中的字符数据。
本发明实施例还提供了一种数据接收系统，所述系统包括：
调用单元，用于当接收到字符数据时，产生接收中断并调用接收中断回调函数；
存储单元，用于在所述接收回调函数里，将接收的字符数据存入接收缓冲区；
解析单元，用于在定时中断里，解析所述接收缓冲区中的字符数据，并对解析后的字符数据进行处理。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述：
实施例一
图1示出了本发明实施例一提供的数据发送方法的实现的流程图，详述如下：
在S101中，接收应用程序的数据发送请求；
在S102中，根据所述请求，将待发送的字符数据存入发送缓冲区；
在S103中，返回继续执行所述应用程序，并调用发送中断回调函数；
本发明实施例中，返回继续执行所述应用程序，同时调用发送中断回调函数，不需要等待数据发送完毕再返回主应用程序。
本发明实施例中，硬件自动开启发送功能，开启发送及发送中断，当一个字符数据发送完成后，单片机会调用发送中断回调函数。
在S104中，在所述发送中断回调函数里，发送所述发送缓冲区中的字符数据。
可选的，在S101之前，所述方法还包括：系统初始化，所述初始化过程包括：将UART接口的寄存器组设定初值，如波特率、允许发送中断、允许接收中断、中断优先级、允许发送、允许接收等、将UART接口的发送状态、接收状态设置初值，初始化发送及接收缓冲区等。
可选的，所述发送缓冲区可以包含一个长度为N的字符数组、一个数据压入位置指针pushInPos和一个数据取出位置指针popOutPos，请参阅图2。
可选的，所述S102具体为：
在发送缓冲区中，移动改变pushInPos的位置，将待发送的字符数据依次存入发送缓冲区的字符数组中；
请参阅图3示出了本发明实施例一提供的将待发送的字符数据存入发送缓冲区方法的实现的流程图，其中，假设缓冲区数据为Buffer，待发送的数据为data[i]，i为数组的位置索引，所述方法详述如下：
在S301中，向发送缓冲区Buffer[pushInPos]写入data[i]数据，pushInPos++，i++；
在S302中，判断所述pushInPos是否到达发送缓冲区的位置N-1，若是，则执行S303,若否,则执行S304。
在S303中，将pushInPos移至送缓冲区的位置0，并执行S304。
在S304中，判断所述待发送的字符数组data中的字符数据是否全部填入Buffer，若是，则结束，若否，则执行S301.
本实施例中，在上层应用中，若需要发送数据包，则将数据包的全部字符数据从pushInPos位置开始，依次存入缓冲区中并移动pushInPos指针，若pushInPos指针位置到达最后一个下标N-1，则移至0继续填充，从而构成一个循环数组，方便数据存储。
可选的，所述S104具体为：
在发送中断回调函数中，移动改变popOutPos的位置，依次将popOutPos所在位置的字符数据写入发送寄存器，通过发送寄存器发送所述字符数据。
请参阅图4示出了本发明实施例一提供的发送所述发送缓冲区中的字符数据方法的实现的流程图，所述方法详述如下：
在S401中，将发送缓冲区中的popOutPos所在位置的数据写入发送寄存器，popOutPos++；
在S402中，判断所述popOutPos是否到达发送缓冲区的位置N-1，若是，则执行S403，若否，则执行S404。
在S403中，将popOutPos移至送缓冲区的位置0，并执行S404。
在S404中，判断所述发送缓冲区中的数据是否发送完毕，若是，则结束，若否，则执行S401。
本实施例中，待发送的数据包压入缓冲区完毕后，开启发送及发送中断，其中，硬件自动开启发送数据功能，当一个字符数据发送完成后，单片机会调用发送中断回调函数，在发送中断回调函数中，将popOutPos位置的字符数据写入发送寄存器，并将取出位置指针popOutPos向前移动，若popOutPos位置到达最后一个下标N-1，则移至0继续填充，构成一个循环数组；若popOutPos位置到达压入位置指针pushInPos，则表明发送已经完成，关闭发送中断。单片机的发送过程中，每发完一个字符数据就会调用发送中断回调函数一次，如此反复，则可以将发送缓冲区中填入的有效数据全部发送完毕。本实施例中，接收应用程序的数据发送请求，根据所述请求，将待发送的字符数据存入发送缓冲区，返回继续执行所述应用程序，并调用发送中断回调函数，在所述发送中断回调函数里，发送所述发送缓冲区中的字符数据。使得整个数据发送过程与上层应用分离，不需要耗费大量时间空闲等待硬件的发送过程，同时，在数据的发送中断服务例程中，也可以执行少量的指令，不影响整个系统的实时性，增强系统的实时性，实现易于复用、层次清晰且实时收发数据包的UART通信。
实施例二
图5示出了本发明实施例二提供的数据接收方法的实现的流程图，详述如下：
在S501中，当接收到字符数据时，产生接收中断并调用接收中断回调函数；
本实施例中个，单片机通过开启接收中断回调函数接收数据包。
在S502中，在所述接收回调函数里，将接收的字符数据存入接收缓冲区；
在S503中，在定时中断里，解析所述接收缓冲区中的字符数据，并对解析后的字符数据进行处理。
可选的，接收缓冲区的结构可以采用与发送缓冲区的相同的结构，也可以采用不同的结构，例如，所述接收缓冲区包含一个长度为N的字符数组、一个数据压入位置指针pushInPos和一个数据取出位置指针popOutPos。
可选的，S502具体为：
a1、在所述接收回调函数里，读取接收寄存器中的字符数据；
a2、移动改变pushInPos的位置，将所述字符数据依次存入接收缓冲区数组的pushInPos所在的位置。
请参阅图6示出了本发明实施例二提供的将接收的字符数据存入接收缓冲区方法的实现的流程图，其中，假设接收缓冲区数据为Buffer，待存储的数据为data[i]，i为数组的位置索引，所述方法详述如下：
在S601中，读取接收寄存器中的字符数据data[i]，将该字符数据存入接收缓冲区Buffer[pushInPos]，pushInPos++，i++；
在S602中，判断所述pushInPos是否到达接收缓冲区的位置N-1，若是，则执行S603，若否，则执行S604。
在S603中，将pushInPos移至接收缓冲区的位置0，并执行S604。
在S604中，判断接收寄存器中的字符数据是否全部填入接收缓冲区中，若是，则结束，若否，则执行S601。
本实施例中，每收到一个字符数据，单片机会产生一个接收中断并调用接收中断回调函数，在接收中断回调里，从接收寄存器中读取收到的字符数据，将其存入接收缓冲区数组的pushInPos位置中，然后将接收压入位置pushInPos向前移动，若popOutPos位置到达最后一个下标N-1，则移至0。
可选的，S503具体为：
b1、在定时中断里，移动改变popOutPos的位置；
b2、依次解析popOutPos所在位置的字符数据；
b3、对解析后的字符数据进行处理。
请参阅图7示出了本发明实施例二提供的解析所述接收缓冲区中的字符数据并对解析后的字符数据进行处理方法的实现的流程图，所述方法详述如下：
在S701中，对接收缓冲区中的popOutPos所在位置的数据计进行解析，popOutPos++；
在S702中，判断所述popOutPos是否到达接收缓冲区的位置N-1，若是，则执行S703,若否,则执行S704。
在S703中，将popOutPos移至接收缓冲区的位置0，并执行S704。
在S704中，判断所述接收缓冲区中的数据是否解析完毕，若是，则结束，若否，则执行S701。
本实施例中，当接收到字符数据时，产生接收中断并调用接收中断回调函数，在所述接收回调函数里，将接收的字符数据存入接收缓冲区，在定时中断里，解析所述接收缓冲区中的字符数据，并对解析后的字符数据进行处理。使得数据接收过程与上层应用分离，不需要耗费大量时间空闲等待硬件的接收过程，同时，在数据的发送中断服务例程中，也可以执行少量的指令，不影响整个系统的实时性，增强系统的实时性，实现易于复用、层次清晰且实时收发数据包的UART通信。
实施例三
图8示出了本发明实施例三提供的数据发送系统的结构图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，该系统可以是内置于单片机内的软件单元、硬件单元或者软硬结合单元。
所述系统包括：
接收单元81，用于接收应用程序的数据发送请求；
存储单元82，用于根据所述请求，将待发送的字符数据存入发送缓冲区；
调用单元83，用于返回继续执行所述应用程序，并调用发送中断回调函数；
发送单元84，用于在所述发送中断回调函数里，发送所述发送缓冲区中的字符数据。
可选的，所述发送缓冲区包含一个长度为N的字符数组、一个数据压入位置指针pushInPos和一个数据取出位置指针popOutPos。
可选的，所述存储单元82，具体用于在发送缓冲区中，移动改变pushInPos的位置，将待发送的字符数据依次存入发送缓冲区的字符数组中；
所述发送单元84，具体用于在发送中断回调函数中，移动改变popOutPos的位置，依次将popOutPos所在位置的字符数据写入发送寄存器，通过发送寄存器发送所述字符数据。
本发明实施例提供的数据发送系统可以使用在前述对应的方法实施例一中，详情参见上述实施例一的描述，在此不再赘述。
实施例四
图9示出了本发明实施例四提供的数据接收系统的结构图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，该系统可以是内置于单片机内的软件单元、硬件单元或者软硬结合单元。
所述系统包括：
调用单元91，用于当接收到字符数据时，产生接收中断并调用接收中断回调函数；
存储单元92，用于在所述接收回调函数里，将接收的字符数据存入接收缓冲区；
解析单元93，用于在定时中断里，解析所述接收缓冲区中的字符数据，并对解析后的字符数据进行处理。
可选的，所述接收缓冲区包含一个长度为N的字符数组、一个数据压入位置指针pushInPos和一个数据取出位置指针popOutPos。
所述存储单元92包括：
读取模块921，用于在所述接收回调函数里，读取接收寄存器中的字符数据；
存储模块922，用于移动改变pushInPos的位置，将所述字符数据依次存入接收缓冲区数组的pushInPos所在的位置；
所述解析单元93具体包括：
移动模块931，用于在定时中断里，移动改变popOutPos的位置；
解析模块932，用于依次解析popOutPos所在位置的字符数据；
处理模块933，用于对解析后的字符数据进行处理。
本发明实施例提供的数据接收系统可以使用在前述对应的方法实施例二中，详情参见上述实施例二的描述，在此不再赘述。
值得注意的是，上述装置和系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种数据发送方法，其特征在于，所述方法包括：
接收应用程序的数据发送请求；
根据所述请求，将待发送的字符数据存入发送缓冲区；
返回继续执行所述应用程序，并调用发送中断回调函数；
在所述发送中断回调函数里，发送所述发送缓冲区中的字符数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送缓冲区包含一个长度为N的字符数组、一个数据压入位置指针pushInPos和一个数据取出位置指针popOutPos。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述请求，将待发送的字符数据存入发送缓冲区具体为：
在发送缓冲区中，移动改变pushInPos的位置，将待发送的字符数据依次存入发送缓冲区的字符数组中；
所述在所述发送中断回调函数里，发送所述发送缓冲区中的字符数据具体为：
在发送中断回调函数中，移动改变popOutPos的位置，依次将popOutPos所在位置的字符数据写入发送寄存器，通过发送寄存器发送所述字符数据。
4.一种数据接收方法，其特征在于，所述方法包括：
当接收到字符数据时，产生接收中断并调用接收中断回调函数；
在所述接收回调函数里，将接收的字符数据存入接收缓冲区；
在定时中断里，解析所述接收缓冲区中的字符数据，并对解析后的字符数据进行处理。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述接收缓冲区包含一个长度为N的字符数组、一个数据压入位置指针pushInPos和一个数据取出位置指针popOutPos。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述接收回调函数里，将接收的字符数据存入接收缓冲区具体包括：
在所述接收回调函数里，读取接收寄存器中的字符数据；
移动改变pushInPos的位置，将所述字符数据依次存入接收缓冲区数组的pushInPos所在的位置；
所述在定时中断里，解析所述接收缓冲区中的字符数据，并对解析后的字符数据进行处理具体包括：
在定时中断里，移动改变popOutPos的位置；
依次解析popOutPos所在位置的字符数据；
对解析后的字符数据进行处理。
7.一种数据发送系统，其特征在于，所述系统包括：
接收单元，用于接收应用程序的数据发送请求；
存储单元，用于根据所述请求，将待发送的字符数据存入发送缓冲区；
调用单元，用于返回继续执行所述应用程序，并调用发送中断回调函数；
发送单元，用于在所述发送中断回调函数里，发送所述发送缓冲区中的字符数据。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述发送缓冲区包含一个长度为N的字符数组、一个数据压入位置指针pushInPos和一个数据取出位置指针popOutPos。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述存储单元，具体用于在发送缓冲区中，移动改变pushInPos的位置，将待发送的字符数据依次存入发送缓冲区的字符数组中；
所述发送单元，具体用于在发送中断回调函数中，移动改变popOutPos的位置，依次将popOutPos所在位置的字符数据写入发送寄存器，通过发送寄存器发送所述字符数据。
10.一种数据接收系统，其特征在于，所述系统包括：
调用单元，用于当接收到字符数据时，产生接收中断并调用接收中断回调函数；
存储单元，用于在所述接收回调函数里，将接收的字符数据存入接收缓冲区；
解析单元，用于在定时中断里，解析所述接收缓冲区中的字符数据，并对解析后的字符数据进行处理。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述接收缓冲区包含一个长度为N的字符数组、一个数据压入位置指针pushInPos和一个数据取出位置指针popOutPos。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，
所述存储单元具体包括：
读取模块，用于在所述接收回调函数里，读取接收寄存器中的字符数据；
存储模块，用于移动改变pushInPos的位置，将所述字符数据依次存入接收缓冲区数组的pushInPos所在的位置；
所述解析单元具体包括：
移动模块，用于在定时中断里，移动改变popOutPos的位置；
解析模块，用于依次解析popOutPos所在位置的字符数据；
处理模块，用于对解析后的字符数据进行处理。
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