【CW32】uart_obj_fw 轻量级串口框架

以下文章内容由CW32生态社区用户提供：

https://gitee.com/teletubbies-die-of-murder/lightweight-serial-framework

介绍

轻量级跨平台串口通信框架，专为资源受限的嵌入式设备设计。单个对象RAM占用最小68字节左右（不算缓冲区），ROM占用1-2k字节左右，功能支持裁剪，资源占用小并不代表低性能，该库参考了freeRTOS的队列实现，进行简化处理，保留最核心的功能，对于数据的FIFO操作，分析了拷贝原数据的劣势，采用了类似拷贝指针的方式，减少内存占用，提高效率。同时代码风格较好，有配套注释以及作者开发过程中的思考。

demo

demo使用CW32F030C8 ARM Cortex-M0+ 内核单片机，该例程充分发挥了单片机的性能，提供了单字节中断和DMA的框架例程，用户可参考此例程来快速开始。

例程请复制以下链接至网页端打开：

https://gitee.com/teletubbies-die-of-murder/lightweight-serial-framework

后期可能会更新的内容

发送同样增加缓冲区FIFO方式，先就绪到缓冲区后，在另一个线程发送，不在原地发送

引入DMA半满全满中断API

线程安全的实现方式会再增加一种

特色

面向对象思想，高内聚低耦合

资源占用极低，效率高，ROM占用1-2k字节

数据溢出保护，自动切换或锁定缓冲区

支持串口单字节中断，适配没有dma的单片机

支持串口DMA或DMA+IDLE中断

支持轻量级printf，使用第三方xprintf库节省内存

支持变量转字符串库，省去printf，进一步减小内存

日志输出功能，在初始化时为用户提示错误信息以及初始化详情

线程安全设计，用户根据所使用的RTOS实现lock和unlock后，使用外设是非常安全的

无malloc函数，零动态内存申请

兼容C89版本编译器

功能上通过配置支持仅发送，仅接收，或发送接收都支持

配置项

配置项	作用
USE_ONE_BYTE_IT_MODE	串口单字节中断模式 1-启用，0-不启用
USE_DMA_MODE	串口DMA模式 1-启用，0-不启用
USE_DMA_NOT_HAVE_RX_IDLE_MODE	不支持DMA空闲中断模式 1-启用，0-不启用
USE_DMA_RX_CNT_MODE	DMA接收计数器模式选择
USE_UART_TX_BIN_DATA	串口发送二进制数据接口 1-启用，0-不启用
USE_UART_TX_STR_DATA	串口发送字符串数据接口 1-启用，0-不启用
USE_UART_PRINTF	串口格式化输出接口 1-启用，0-不启用
UART_PRINTF_BUFFER_SIZE	串口printf缓存区大小
USE_UART_PRINTF_BUF_STATIC	串口printf静态缓存区 1-使用，0-不使用
USE_INFO_LOG	启用日志打印 1-启用，0-不启用
USE_CHECK_INPUT_HANDLE_PARA	检查输入参数合法性 1-启用，0-不启用
USE_STD_LIB	使用标准库printf 1-启用，0-不启用
USE_STRING_EX_LIB	使用字符串扩展库 1-启用，0-不启用
USE_UART_TX_RX_MODE_SELECT	串口发送接收模式选择 1-启用，0-不启用

仓库架构

文件	功能
demo	示例工程
lib	库文件
other	其他文件

库文件说明

文件	功能
uart_obj	串口收发框架核心文件
xprintf	第三方轻量级printf库
string_ex	自定义扩展字符串库

多缓冲区的意义

在生产消费模型中，如果生产的数据能在下一次生产之前及时消费，则并不需要多缓冲区，否则需要，因为不加多缓冲区会发生数据覆盖或者数据丢失的情况。多缓冲区的意义在于，短时间内生产速度大于消费速度，对这种情况进行数据缓存，如果一直是生产速度大于消费速度，缓冲区再大也会被填满，该问题不是缓冲区的问题了，是性能跟不上，考虑降低生产速度，优化代码或者更换高性能芯片。多缓冲区结合DMA是最优的，在解析期间，DMA可以继续接收数据，两者并行。因此FIFO深度为2为最低标准，设置为1将没有缓存和并行的效果，实际设置多少根据项目需求选择。

缓冲区FIFO策略

完全型缓冲区策略：无论数据量大小，收到一包数据都固定消耗一个缓冲区，该方式内存利用率低，但管理起来简单，代码量少。

紧凑型FIFO策略：根据数据量大小，消耗的缓冲区大小为动态，该方式内存利用率高，但管理起来麻烦，需要更多代码。

tips:目前的FIFO策略为完全型缓冲区策略，后期看情况更新紧凑型策略

审核编辑 黄宇