这个问题已经想了很久了,一直没有一个好的方法,即使是在有RTOS的情况下。
这里说的串口printf,就是把printf retarget到串口上,但是不能用while(usart->tc!=1){}这样的代码来让CPU空转等待它完成。
到最后感觉应该靠DMA来完成,有两套方案,但是都有问题:
方案1、这个方案的时间不依赖实时系统的存在。建立一个buffer数组,在printf中寻找空的可用buffer,先用sprintf把
printf的内容传入这个可用buffer,然后开启DMA,在DMA的TC中断中再次检查buffer,如果有已经填充好的buffer,再次开启
DMA,然后形成这样一个循环。
问题:DMA传输虽然不占用CPU时间,但串口的DR寄存器是一直被占用了的,而且这个占用时间和直接用轮询等待的方式是一样的;如果在短时间内
连续大量的调用printf让缓冲区填满了,但DMA那边还在慢慢的传,串口DR寄存器还是被占用着,buffer又不能写了,丢失数据的问题就开始出现
了。
方案2:实现创建一个信号量。在printf函数中,先调用sprintf把内容传入字符串,开启DMA传送,然后无限时的等待获取信号量。这个
时候调用printf的这个任务事实上就被suspend了,系统可以切到其他任务执行。等DMA的TC中断发生了,释放这个信号量,printf那里的
阻塞被解除,调用printf函数的任务得以继续进行。
问题:很明显,单任务时没问题,多任务时直接完蛋。TC中断给出的信号量可能有好几个任务里的printf在等待,你到底要解除哪个printf
的阻塞呢?更严重的是,其他任务中的printf完全可能在第一个任务的printf对DMA的占用没有释放时就请求调用DMA,这个时候数据丢失也会发
生。
在有实时系统的情况下,到底要如何解决这种问题呢?目的很简单,printf本身的执行时间很短(不依靠轮询),执行后的等待由借助RTOS调度完成。
友情提示: 此问题已得到解决,问题已经关闭,关闭后问题禁止继续编辑,回答。
合理的实现方式:环形队列 + 中断发送
这应该很普通的算法呀 感觉搞MCU的 算法普遍不太强
我写的例子可以参考下:
[mw_shl_code=c,true]/*
* serial.c
*
* Created on: 2016年8月5日
* Author: chenss
*/
#include "serial.h"
#include "circular_buffer.h"
#include "semphr.h"
#define USE_CIRCULAR_BUFFER 1
// XXX 目前使用此功能有异常
#define USE_SAFE_PUT_CHAR 0
#define _TX_BUFFER_SIZE 128u
#if USE_CIRCULAR_BUFFER
static volatile bool _isTransmitting;
static uint8_t _txBuf[_TX_BUFFER_SIZE];
static cbuf_t _txCtrl;
#endif
#if USE_SAFE_PUT_CHAR
static SemaphoreHandle_t _sempHandle;
#endif
void Serial_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef uartConfig;
NVIC_InitTypeDef nvicConfig;
#if USE_CIRCULAR_BUFFER
_isTransmitting = false;
CBUF_Init(&_txCtrl, _txBuf, sizeof(_txBuf));
#endif
#if USE_SAFE_PUT_CHAR
_sempHandle = xSemaphoreCreateCounting(_TX_BUFFER_SIZE, _TX_BUFFER_SIZE);
configASSERT(_sempHandle);
#endif
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
nvicConfig.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
nvicConfig.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY + 1;
nvicConfig.NVIC_IRQChannelSubPriority = 8;
nvicConfig.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(& nvicConfig);
USART_StructInit(&uartConfig);
uartConfig.USART_BaudRate = 115200;
/* Configure USART Tx as push-pull */
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/* Configure USART Rx as input floating */
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/* USART configuration */
USART_Init(USART1, &uartConfig);
/* Enable USART */
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
char Serial_GetChar(void)
{
return ' ';
}
void Serial_PutChar(char c)
{
#if USE_SAFE_PUT_CHAR
if(xSemaphoreTake(_sempHandle, 2))
#endif
{
if(c == ' ')
{
Serial_PutChar(' ');
}
#if USE_CIRCULAR_BUFFER
int8_t ret;
ret = CBUF_Write(& _txCtrl, & c);
if((ret == 0) && (! _isTransmitting))
{
_isTransmitting = true;
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, ENABLE);
}
#else
USART_SendData(USART1, c);
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
#endif
}
}
void USART1_IRQHandler(void)
{
#if USE_CIRCULAR_BUFFER
elem_t c;
if(CBUF_Read(& _txCtrl, & c) == 0)
{
USART_SendData(USART1, (uint16_t) c);
#if USE_SAFE_PUT_CHAR
xSemaphoreGiveFromISR(_sempHandle, NULL);
#endif
}
else
{
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE);
_isTransmitting = false;
}
#endif
}[/mw_shl_code]
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