C语言数据结构之管道浅析

今天药忘吃喽~ 2022-05-17 05:17 369阅读 0赞

## 管道是什么？ ##

管道是先进先出的数据结构，相当于一个缓冲区；  
数据长度一般是1Byte，这里设置管道缓冲区为512Byte；

## 管道的作用是？ ##

有时候需要一定长度的数据，不仅仅是1Byte；

## 实现思路：申请缓冲区 ##

》使用两个指针分别指向缓冲区的首地址和尾地址，例如begin，end  
—》要实现随时找到管道中任意一个成员，使用两个指针分别指向第一个成员（head）和最后一个成员（tail）  
—》使用环形缓冲区存储数据

## 如何使用管道？ ##

以下程序的管道 = 管道结构体+缓冲区；

//定义一个管道结构体
    typedef struct _Pipe_t {
    	uint8_t * beginPtr;	//管道内存块首地址
    	uint8_t * headPtr;		//管道元素首部,指向下一个要存储的地址
    	uint8_t * tailPtr;		//管道元素尾部,指向下一个要读取的地址
    	uint8_t * endPtr;	//管道内存块尾部 ,最后一个内存地址+1
    }  Pipe_t;
    
    //初始化管道，申请缓冲区
    //参数1：结构体指针
    //参数2：缓冲区（数组）首地址
    //参数3：缓冲区大小
    //示例：pipe_init(&TLSR8266_pipe, (uint8_t *)Usart3_buff,USART3_BUFF_SIZE);
    void pipe_init(Pipe_t *pipe, uint8_t * buffer, uint16_t size)
    {	
    	(*pipe).beginPtr = buffer;	
    	(*pipe).headPtr = buffer;		
    	(*pipe).tailPtr = buffer;	
    	(*pipe).endPtr = buffer+size;
    }
    
    //从管道中读取数据
    //参数1：管道名
    //参数2：读取数值,存放到value
    //示例：pipe_read(&TLSR8266_pipe, &buf[4]);
    bool pipe_read(Pipe_t *pipe, uint8_t * value)
    {
    	if((*pipe).headPtr != (*pipe).tailPtr)
    	{
    		*value = *((*pipe).tailPtr);
    		(*pipe).tailPtr++;
    		if((*pipe).tailPtr == (*pipe).endPtr)
    			(*pipe).tailPtr = (*pipe).beginPtr;
    		return true;
    	}
    	else
    	{
    		*value = 0xFF;//也可以是0x00吧
    		return false;
    	}
    }
    
    //向管道写入数据
    //参数1：管道名
    //参数2：要写入的数值
    //示例：pipe_write(&TLSR8266_pipe,ch);
    //一般用于中断服务函数里面读取到的数据，写入;
    bool pipe_write(Pipe_t *pipe, uint8_t value)
    {
    	if((*pipe).headPtr != (*pipe).tailPtr - 1)//判断管道元素首部是否与管道元素尾部相同，相同表示存满
    	{
    		if(((*pipe).headPtr != (*pipe).endPtr -1) || ((*pipe).tailPtr != (*pipe).beginPtr))//判断管道元素首部是否存放到管道尾地址，或者管道元素尾部是否存放到管道首地址
    		{
    			*((*pipe).headPtr) = value;	//数据存放到管道元素首部
    			(*pipe).headPtr++;			//管道元素首部向后移一位
    			if((*pipe).headPtr == (*pipe).endPtr)//如果管道元素首部等于管道尾地址，即存满管道了
    			{
    				(*pipe).headPtr = (*pipe).beginPtr;//管道元素首部指向管道首地址（环形内存）
    			}
    			return true;
    			
    		}
    		else
    		{
    			return false;
    		}
    		
    	}
    	else
    	{
    		return false;
    	}
    }

## 下面以TLRS 8266的蓝牙模块为例，使用管道存储和读取蓝牙数据 ##

//初始化蓝牙模块的时候，应该一起初始化管道，也是申请一个管道；
    pipe_init(&TLSR8266_pipe, (uint8_t *)Usart3_buff,USART3_BUFF_SIZE);//主要用途是使用管道存储和读取蓝牙数据
    
    //封装“pipe_read”函数
    /**********************************************************
    **函数功能:读取AT指令发送后返回的值
    **buf数组大小固定为6个元素
    ***********************************************************/
    static void TLSR8266_ReadReturn(unsigned char* buf)
    {
    	pipe_read(&TLSR8266_pipe, &buf[0]);
    	pipe_read(&TLSR8266_pipe, &buf[1]);
    	pipe_read(&TLSR8266_pipe, &buf[2]);
    	pipe_read(&TLSR8266_pipe, &buf[3]);
    	pipe_read(&TLSR8266_pipe, &buf[4]);
    	pipe_read(&TLSR8266_pipe, &buf[5]);
    }
    uint8_t buf[6] = {0};
    TLSR8266_ReadReturn(buf);
    printf("buf : %s\r\n",buf);//打印出从管道读取的数据
    
    //蓝牙模块接收手机发送来的数据，存放到管道里面
    void USART3_IRQHandler(void)
    {
    	if(USART_GetFlagStatus(USART3, USART_FLAG_IDLE) != RESET)
    	{
    	}
    	if(USART_GetFlagStatus(USART3, USART_FLAG_ORE) != RESET)
    	{
    		USART_ReceiveData(USART3);//接收到数据
    	}
    	//接收完的一批数据，还没有被处理，则不再接收其他数据
    	if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)
    	{
    		uint8_t ch = USART3->DR;
    		
    		USART_ClearITPendingBit (USART3, USART_IT_RXNE);
    		
    		if(TLSR8266_pipe_enable)
    				pipe_write(&TLSR8266_pipe,ch);//向管道写入数据
    		
    		usart1_putc(ch);//把蓝牙接收的数据显示在串口上
    //		printf("%x ",ch);//十六进制显示
    
    	}
    }

至此，基本完成对管道的使用；  
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