队列的介绍和利用环形队列实现STM32进阶之串口环形缓冲区的概述
环形缓冲区 c语言 实现
环形缓冲区 c语言实现环形缓冲区是一种常用的数据结构，可以用于在数据的不断产生和消费过程中，存储和管理数据。
在C语言中，实现环形缓冲区可以采用数组的方式来存储数据，具体实现过程如下。
1.首先需要定义一个环形缓冲区的结构体，包括环形缓冲区的大小、头部指针和尾部指针等信息。
例如：```ctypedef struct {uint8_t *buffer; //缓冲区地址uint32_t size; //缓冲区大小uint32_t in; //头部指针uint32_t out; //尾部指针} ring_buffer_t;```2.初始化缓冲区，为环形缓冲区指针分配内存。
例如：```cvoid ring_buffer_init(ring_buffer_t *ring_buffer, uint8_t*buffer, uint32_t size) {ring_buffer->buffer = buffer;ring_buffer->size = size;ring_buffer->in = 0; //初始化头指针为0ring_buffer->out = 0; //初始化尾指针为0}```3.向环形缓冲区写入数据。
如果缓冲区已满，需要等待缓冲区有空位；如果缓冲区未满，则将数据写入缓冲区尾部，并将尾指针向后移动一个位置。
例如：```cvoid ring_buffer_write(ring_buffer_t *ring_buffer, uint8_t*data, uint32_t length) {for (uint32_t i = 0; i < length; i++) {//判断缓冲区是否已满if (((ring_buffer->in + 1) % ring_buffer->size) != ring_buffer->out) {//写入数据ring_buffer->buffer[ring_buffer->in] = data[i]; //移动头指针ring_buffer->in = (ring_buffer->in + 1) %ring_buffer->size;} else {//缓冲区已满，等待有空位}}}```4.从环形缓冲区读取数据。
环形缓冲区及实现原理
在通信程序中，经常使用环形缓冲区作为数据结构来存放通信中发送和接收的数据。
环形缓冲区是一个先进先出的循环缓冲区，可以向通信程序提供对缓冲区的互斥访问。
1、环形缓冲区的实现原理环形缓冲区通常有一个读指针和一个写指针。
读指针指向环形缓冲区中可读的数据，写指针指向环形缓冲区中可写的缓冲区。
通过移动读指针和写指针就可以实现缓冲区的数据读取和写入。
在通常情况下，环形缓冲区的读用户仅仅会影响读指针，而写用户仅仅会影响写指针。
如果仅仅有一个读用户和一个写用户，那么不需要添加互斥保护机制就可以保证数据的正确性。
如果有多个读写用户访问环形缓冲区，那么必须添加互斥保护机制来确保多个用户互斥访问环形缓冲区。
图1、图2和图3是一个环形缓冲区的运行示意图。
图1是环形缓冲区的初始状态，可以看到读指针和写指针都指向第一个缓冲区处；图2是向环形缓冲区中添加了一个数据后的情况，可以看到写指针已经移动到数据块2的位置，而读指针没有移动；图3是环形缓冲区进行了读取和添加后的状态，可以看到环形缓冲区中已经添加了两个数据，已经读取了一个数据。
2、实例：环形缓冲区的实现环形缓冲区是数据通信程序中使用最为广泛的数据结构之一，下面的代码，实现了一个环形缓冲区：/*ringbuf .c*/＃include<stdio. h>＃include<ctype. h>#define NMAX 8int iput = 0; /* 环形缓冲区的当前放入位置*/int iget = 0; /* 缓冲区的当前取出位置*/int n = 0; /* 环形缓冲区中的元素总数量*/double buffer[NMAX];/* 环形缓冲区的地址编号计算函数，如果到达唤醒缓冲区的尾部，将绕回到头部。
环形缓冲区的有效地址编号为：0到(NMAX-1)*/int addring (int i){return (i+1) == NMAX ? 0 : i+1;}/* 从环形缓冲区中取一个元素*/double get（void）{int pos;if (n>0){Pos = iget;iget = addring(iget);n--;return buffer[pos];}else {printf(“Buffer is emptyn”);return 0.0;}/* 向环形缓冲区中放入一个元素*/void put(double z)if (n<NMAX){buffer[iput]=z;iput = addring(iput);n++;}elseprintf(“Buffer is fulln”);}int main{void){chat opera[5];double z;do {printf(“Please input p|g|e?”);scanf(“%s”, &opera);switch(tolower(opera[0])){case ‘p’: /* put */printf(“Please input a float number?”);scanf(“%lf”, &z);put(z);break;case ‘g’: /* get */z = get();printf(“%8.2f from Buffern”, z);break;case ‘e’:printf(“Endn”);break;default:printf(“%s - Operation command error! n”, opera);}/* end switch */}while(opera[0] != ’e’);return 0;在CAN通信卡设备驱动程序中，为了增强CAN通信卡的通信能力、提高通信效率，根据CAN的特点，使用两级缓冲区结构，即直接面向CAN通信卡的收发缓冲区和直接面向系统调用的接收帧缓冲区。
有限状态机 消息队列环形缓冲区处理器通讯协议
有限状态机消息队列环形缓冲区处理器通讯协议一、引言有限状态机（Finite State Machine，FSM）是一种非常重要的计算机模型，在信息处理、控制系统、通信系统等领域都有着广泛的应用。
消息队列、环形缓冲区、处理器通讯协议则是与FSM密切相关的概念和技术。
本文将深入探讨这些主题，并分析它们的联系和应用。
二、有限状态机（FSM）1. 有限状态机概述有限状态机是一种数学模型，用于描述有限个状态以及在这些状态之间的转移和行为。
在计算机科学中，FSM常被用来建模计算、控制和通信等系统。
它具有状态、转移和行为三要素，能清晰地描述系统的运行逻辑和状态变化。
2. 有限状态机的应用在现代计算机系统中，有限状态机被广泛应用于编译器、操作系统、网络协议、人机交互等方面。
它可以帮助我们理解和分析复杂系统的行为，是软件工程中重要的建模工具。
三、消息队列1. 消息队列概述消息队列是一种进程间通信的方式，用于在不同组件、服务或进程之间进行异步消息的传递。
它通常采用先进先出（FIFO）的方式来管理消息，能够实现解耦和异步通信的效果。
2. 消息队列的应用消息队列在分布式系统、微服务架构、事件驱动架构等领域得到广泛应用。
通过消息队列，不同的系统组件之间可以实现松耦合的通信，提高系统的可伸缩性和容错性。
四、环形缓冲区1. 环形缓冲区概述环形缓冲区是一种循环队列结构，用于在固定大小的缓冲区中存储和处理数据。
它具有读写指针、循环存储和高效利用内存等特点，常被用于实现数据的缓冲和循环处理。
2. 环形缓冲区的应用环形缓冲区在嵌入式系统、通信系统、存储系统等方面得到广泛应用。
通过环形缓冲区，可以高效地存储和处理连续的数据流，提高数据的处理速度和效率。
五、处理器通讯协议1. 处理器通讯协议概述处理器通讯协议是处理器与外设、存储器、其他处理器等之间进行通讯和数据交换的规范和约定。
它可以包括位置区域总线、数据总线、控制信号等部分，用于确保不同设备之间的数据一致性和正确性。
c语言环形队列算法编写
c语言环形队列算法编写在计算机科学中，队列是一种基本的数据结构，它遵循先进先出（FIFO）的原则。
而环形队列则是队列的一种特殊形式，它的末尾和起点是相连的，形成一个环。
这种数据结构在许多实际应用中都非常有用，例如在操作系统中实现缓冲区，或在网络编程中处理数据包等。
下面，我们将介绍如何使用C语言实现环形队列。
一、环形队列的基本概念环形队列是一个固定大小的数组，它从数组的某个位置开始，直到数组的末尾，然后再回到数组的开始。
当队列满时，新元素将添加到队列的开始位置，形成了一个环形的结构。
二、C语言实现环形队列1.定义数据结构首先，我们需要定义一个结构体来表示队列中的元素。
通常包括一个整数类型的指针，指向队列中的下一个元素，以及一个指向队列大小的变量。
```ctypedefstruct{int*data;intfront;intrear;intsize;}CircularQueue;```2.初始化队列在创建环形队列时，我们需要初始化它的数据指针、队首和队尾指针以及队列大小。
```cvoidinitQueue(CircularQueue*queue){queue->front=0;queue->rear=0;queue->size=0;}```3.入队操作入队操作是将元素添加到队列的末尾。
在环形队列中，我们可以通过移动队尾指针来实现这个操作。
```cvoidenqueue(CircularQueue*queue,intvalue){if(queue->size==queue->size){//队列已满，需要扩展队列大小queue->size*=2;queue->data=realloc(queue->data,queue->size*sizeof(int));}queue->data[queue->rear]=value;queue->rear=(queue->rear+1)%queue->size;queue->size++;}```4.出队操作出队操作是从队列的开头移除一个元素。
stm32串口环形缓冲区开发实例代码
1. 引言在嵌入式开发中，stm32系列是非常常用的微控制器芯片之一。
在实际的项目开发中，串口通信是非常常见的需求，而串口环形缓冲区的开发在串口通信中也扮演着非常重要的角色。
本文将从实际应用的角度出发，介绍如何在stm32中开发串口环形缓冲区，并提供相应的实例代码，帮助读者更好理解和应用该技术。
2. 串口环形缓冲区概述在串口通信中，特别是在高速串口通信中，往往需要处理大量的数据。
而传统的串口接收方式往往会遇到数据丢失、溢出等问题。
为了解决这些问题，通常会采用串口环形缓冲区来缓存数据。
串口环形缓冲区可以很好解决数据处理不及时导致的数据丢失问题，并能够提高数据的处理效率。
3. stm32串口环形缓冲区的开发在stm32中，开发串口环形缓冲区的关键是要理解串口接收中断的机制，并结合环形缓冲区的原理来实现对接收数据的缓存和处理。
以下是一个简单的示例代码，用于说明如何在stm32中实现串口环形缓冲区。
```c#include "stm32f4xx.h"#define BUFFER_SIZE 100uint8_t buffer[BUFFER_SIZE];volatile uint8_t head = 0;volatile uint8_t tail = 0;void USART1_IRQHandler() {if(USART1->SR & USART_SR_RXNE) { buffer[head] = USART1->DR;head = (head + 1) % BUFFER_SIZE; }}int main() {// 初始化串口// ...// 使能串口接收中断USART1->CR1 |= USART_CR1_RXNEIE; NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);// ...while(1) {if(head != tail) {// 从缓冲区中读取数据并进行处理// ...tail = (tail + 1) % BUFFER_SIZE;}}}```4. 实例代码解析以上示例代码中，我们定义了一个长度为100的缓冲区buffer，并使用head和tail两个指针来分别指向缓冲区的头部和尾部。
串口环形队列和内存分配
串口设备驱动接口STM32的2.0固件库的工程文档ourdev_611401K0IJZU.rar(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_611402L6BK0Z.rar(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ISR...../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。
环行队列的知识点总结
环行队列的知识点总结一、环形队列的定义环形队列是一种特殊的队列，它采用循环数组的方式来实现。
环形队列和普通队列相比，能够更好地利用内存空间，减少内存的浪费。
二、环形队列的特点1. 采用循环数组存储数据，解决了普通队列在入队出队操作中浪费内存空间的问题；2. 使用两个指针来标识队头和队尾，实现循环队列的功能；3. 环形队列的长度固定，当队列满时，无法插入新的元素；4. 环形队列的插入和删除操作都具有较高的效率。
三、环形队列的基本操作1. 初始化：创建一个具有固定大小的环形队列，并初始化队头和队尾指针。
2. 入队操作：向队尾指针所指向的位置插入一个新的元素，并更新队尾指针。
3. 出队操作：删除队头指针所指向的元素，并更新队头指针。
4. 判空操作：当队列为空时，队头指针和队尾指针相等。
5. 判满操作：当队列满时，队尾指针的下一个位置等于队头指针。
四、环形队列的实现1. 环形队列可以采用数组来实现，同时需要两个指针来标识队头和队尾。
2. 入队操作：判断队列是否满，若满则无法插入新元素；若不满，则将新元素加入到队尾，并更新队尾指针。
3. 出队操作：判断队列是否空，若空则无法删除元素；若非空，则删除队头元素，并更新队头指针。
4. 注意循环数组的处理，当队尾指针到达数组的末尾时，需要将其指向数组的起始位置。
五、环形队列的应用1. 缓冲区：环形队列可以用于实现缓冲区，存储需要处理的数据。
2. 消息队列：在系统中，环形队列可以用作消息队列，实现进程间的通信。
3. 循环播放：在媒体播放器中，可以使用环形队列来实现音乐或视频的循环播放功能。
4. CPU调度：操作系统中可以使用环形队列来实现CPU的任务调度。
六、环形队列的优缺点1. 优点：能够更好地利用内存空间，减少内存的浪费；具有较高的效率和性能；2. 缺点：长度固定，无法动态扩展；插入和删除操作需要维护两个指针，实现稍复杂。
七、环形队列的应用场景1. 需要高效的队列数据结构；2. 内存空间有限，需要更好地利用内存；3. 需要循环存储数据的场合。
stm32串口环形缓冲区开发实例代码
stm32串口环形缓冲区开发实例代码【STM32串口环形缓冲区开发实例代码】近年来，随着物联网技术的快速发展，嵌入式系统的需求日益增加。
而在嵌入式系统中，串口通信一直都是一项非常重要的功能。
而在使用串口通信时，我们经常会遇到一个问题，即数据接收和发送的速度不匹配导致数据丢失的情况。
为了解决这个问题，我们可以使用环形缓冲区来进行数据的存储和管理。
本文将以STM32单片机为例，介绍如何开发串口环形缓冲区，并给出相应的实例代码。
一、环形缓冲区的原理环形缓冲区是一种循环队列，它具有固定的大小，并且在填满数据后会自动循环覆盖之前的数据。
这种数据结构可以很好地解决数据接收和发送速度不匹配的问题。
在串口通信中，我们可以将接收到的数据存储到环形缓冲区中，在发送数据时，则可以从环形缓冲区中取出数据进行发送。
二、环形缓冲区的实现在STM32单片机中，我们可以通过使用指针和数组来实现环形缓冲区。
我们需要定义缓冲区的大小，然后创建两个指针，分别指向缓冲区的头部和尾部。
当接收到新的数据时，我们将数据存储到尾部指针所指向的位置，并将尾部指针向后移动一个位置。
当需要取出数据进行发送时，我们则从头部指针所指向的位置取出数据，并将头部指针向后移动一个位置。
需要注意的是，当头部指针和尾部指针相遇时，表示缓冲区已满，此时需要进行循环覆盖操作。
下面是一个基于STM32的串口环形缓冲区的实例代码：```c#include "stm32f4xx.h"#define BUFFER_SIZE 256volatile uint8_t rx_buffer[BUFFER_SIZE];volatile uint8_t tx_buffer[BUFFER_SIZE];volatile uint16_t rx_head = 0, rx_tail = 0;volatile uint16_t tx_head = 0, tx_tail = 0;void USART2_IRQHandler(void){if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET) {rx_buffer[rx_head] = USART_ReceiveData(USART2);rx_head = (rx_head + 1) % BUFFER_SIZE;}if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_TXE) != RESET) {if(tx_head != tx_tail){USART_SendData(USART2, tx_buffer[tx_tail]);tx_tail = (tx_tail + 1) % BUFFER_SIZE;}else{USART_ITConfig(USART2, USART_IT_TXE, DISABLE); }}}void send_data(uint8_t data){tx_buffer[tx_head] = data;tx_head = (tx_head + 1) % BUFFER_SIZE;USART_ITConfig(USART2, USART_IT_TXE, ENABLE);}```在上面的代码中，我们定义了两个缓冲区rx_buffer和tx_buffer，并分别设置了头部指针和尾部指针rx_head、rx_tail和tx_head、tx_tail。
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队列的介绍和利用环形队列实现STM32进阶之串口环形缓冲区的概述队列的概念
在此之前，我们来回顾一下队列的基本概念：队列(Queue)：是一种先进先出(First In First Out ,简称FIFO)的线性表，只允许在一端插入（入队），在另一端进行删除（出队）。
队列的特点
类似售票排队窗口，先到的人看到能先买到票，然后先走，后来的人只能后买到票
队列的常见两种形式
普通队列
在计算机中，每个信息都是存储在存储单元中的，比喻一下吧，上图的一些小正方形格子就是一个个存储单元，你可以理解为常见的数组，存放我们一个个的信息。
当有大量数据的时候，我们不能存储所有的数据，那么计算机处理数据的时候，只能先处理先来的，那么处理完后呢，就会把数据释放掉，再处理下一个。
那么，已经处理的数据的内存就会被浪费掉。
因为后来的数据只能往后排队，如过要将剩余的数据都往前移动一次，那么效率就会低下了，肯定不现实，所以，环形队列就出现了。
环形队列
它的队列就是一个环，它避免了普通队列的缺点，就是有点难理解而已，其实它就是一个队列，一样有队列头，队列尾，一样是先进先出（FIFO）。
我们采用顺时针的方式来对队列进行排序。
队列头 (Head) :允许进行删除的一端称为队首。
队列尾 (Tail) :允许进行插入的一端称为队尾。
环形队列的实现：在计算机中，也是没有环形的内存的，只不过是我们将顺序的内存处理。