RT-Thread記錄（十二、UART設(shè)備—使用測(cè)試）

從 UART 設(shè)備開始學(xué)會(huì)使用 RT-Thread I/O 設(shè)備模型 。

目錄

前言
一、UART 設(shè)備操作

1.1 UART 設(shè)備控制塊
1.2 UART 操作函數(shù)
1.2.1 查找 UART 設(shè)備
1.2.2 打開/關(guān)閉 UART 設(shè)備
實(shí)際應(yīng)用中的串口讀寫說(shuō)明
1.2.3 控制 UART 設(shè)備
1.2.4 發(fā)送數(shù)據(jù)
1.2.5 設(shè)置接收回調(diào)函數(shù)
1.2.6 接收數(shù)據(jù)

二、UART 設(shè)備使用步驟

2.1 RT-Thread setting
2.2 board.h 設(shè)置
2.3 應(yīng)用程序流程

三、UART 示例測(cè)試

3.1 與無(wú)線模塊串口通訊
3.2 示例說(shuō)明

結(jié)語(yǔ)

前言

通過(guò)前面的兩篇文章，我們基本上完全明白了 RT-Thread I/O 設(shè)備模型的基本原理，當(dāng)然我們的最終目的還是應(yīng)用，所以本文開始我們就開始進(jìn)行常用設(shè)備的使用學(xué)習(xí)和測(cè)試，就從 UART 設(shè)備開始。

從本文開始，就開始進(jìn)行常用 I/O 設(shè)備的學(xué)習(xí)測(cè)試。

本 RT-Thread 專欄記錄的開發(fā)環(huán)境：
RT-Thread記錄（一、RT-Thread 版本、RT-Thread Studio開發(fā)環(huán)境 及 配合CubeMX開發(fā)快速上手）
RT-Thread記錄（二、RT-Thread內(nèi)核啟動(dòng)流程 — 啟動(dòng)文件和源碼分析）
RT-Thread 設(shè)備篇系列博文鏈接：
RT-Thread記錄（十、全面認(rèn)識(shí) RT-Thread I/O 設(shè)備模型）
RT-Thread記錄（十一、I/O 設(shè)備模型之UART設(shè)備 — 源碼解析）

一、UART 設(shè)備操作

雖然在上一篇文章中，我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)過(guò) RT-Thread UART 的操作函數(shù)，但是我們并沒(méi)有對(duì)其參數(shù)進(jìn)行說(shuō)明。
學(xué)習(xí)使用一個(gè)設(shè)備，在 RT-Thread 系統(tǒng)中就是一個(gè)對(duì)象， 還是得按照我們之前的流程進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

1.1 UART 設(shè)備控制塊

在我們前面許多文章介紹其他內(nèi)核對(duì)象的時(shí)候，我們首先都會(huì)介紹其對(duì)象控制塊，對(duì)于 UART 設(shè)備而言，它也有自己的控制塊。
但是與其他對(duì)象機(jī)制不同的是，UART 屬于 I/O 設(shè)備，對(duì)于上層應(yīng)用程序而言，所有的 I/O 設(shè)備都是屬于 struct rt_device 類。

在我們前面文章《RT-Thread記錄（十、全面認(rèn)識(shí) RT-Thread I/O 設(shè)備模型》初次介紹 I/O 設(shè)備模型的時(shí)候就已經(jīng)說(shuō)明了這個(gè)統(tǒng)一的控制塊：

上面的控制塊是對(duì)于應(yīng)用程序而言，在我們的 UART 設(shè)備的設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架層，是有定義了 UART 設(shè)備自己的控制塊，其繼承了rt_device的內(nèi)容，同時(shí)還增加了 UART 設(shè)備特有的一些配置，操作，回調(diào)函數(shù)之類的內(nèi)容，如下圖：

上面的 UART 設(shè)備控制塊在我們的上一篇文章也有過(guò)分析說(shuō)明。

?? UART 設(shè)備屬于 I/O 設(shè)備大類中的一個(gè)小類，對(duì)于上層應(yīng)用程序而言，UART 設(shè)備控制塊rt_serial_device并不透明，我們用戶操作的還是 I/O 設(shè)備模型的控制塊rt_device_t類型。

1.2 UART 操作函數(shù)

因?yàn)?UART 的操作函數(shù) 與 I/O 設(shè)備的操作函數(shù)基本一致，所以本小結(jié)有點(diǎn)類似《RT-Thread記錄（十、全面認(rèn)識(shí) RT-Thread I/O 設(shè)備模型》中的 2.3 訪問(wèn) I/O 設(shè)備相關(guān) API 操作，但是針對(duì) UART 設(shè)備，也有一些獨(dú)有的參數(shù)說(shuō)明。

老規(guī)矩，函數(shù)介紹部分說(shuō)明看注釋。

1.2.1 查找 UART 設(shè)備

需要先定義一個(gè) I/O 設(shè)備結(jié)構(gòu)體（rt_device_t類型）的指針變量，接收創(chuàng)建好的句柄。

/*
參數(shù) 	描述
name 	設(shè)備名稱,對(duì)于UART設(shè)備而言，默認(rèn)一般是 uart0，uart1，uart2，uart3 等
返回 	——
設(shè)備句柄 	查找到對(duì)應(yīng)設(shè)備將返回相應(yīng)的設(shè)備句柄
RT_NULL 	沒(méi)有找到相應(yīng)的設(shè)備對(duì)象
*/
rt_device_t rt_device_find(const char* name);

1.2.2 打開/關(guān)閉 UART 設(shè)備

先說(shuō)打開 UART 設(shè)備：

/**
參數(shù) 	描述
dev 	設(shè)備句柄
oflags 	設(shè)備模式標(biāo)志

oflags可選的的值如下：
#define RT_DEVICE_FLAG_STREAM       0x040     流模式     
接收模式參數(shù)
#define RT_DEVICE_FLAG_INT_RX       0x100     中斷接收模式
#define RT_DEVICE_FLAG_DMA_RX       0x200     DMA 接收模式
發(fā)送模式參數(shù)
#define RT_DEVICE_FLAG_INT_TX       0x400     中斷發(fā)送模式
#define RT_DEVICE_FLAG_DMA_TX       0x800     DMA 發(fā)送模式

返回值：
RT_EOK 	設(shè)備打開成功
-RT_EBUSY 	如果設(shè)備注冊(cè)時(shí)指定的參數(shù)中包括 RT_DEVICE_FLAG_STANDALONE 參數(shù)，此設(shè)備將不允許重復(fù)打開
其他錯(cuò)誤碼 	設(shè)備打開失敗
 */
rt_err_t rt_device_open(rt_device_t dev, rt_uint16_t oflag)

打開設(shè)備時(shí)，會(huì)檢測(cè)設(shè)備是否已經(jīng)初始化，沒(méi)有初始化則會(huì)默認(rèn)調(diào)用初始化接口初始化設(shè)備。

如果 oflags 沒(méi)有指定使用中斷模式或者 DMA 模式，則默認(rèn)使用輪詢模式。

這里有個(gè)問(wèn)題，流模式是什么情況下使用的？485通訊? 暫時(shí)不知道，希望知道的朋友能夠給個(gè)說(shuō)明。

在官方的文檔中，關(guān)于流模式有如下說(shuō)明：

實(shí)際應(yīng)用中的串口讀寫說(shuō)明

串口RX：

在我們正常的項(xiàng)目使用中，一般都是 中斷接收 或者 DMA 接收，基本上不會(huì)使用 輪詢接收的方式（極大的浪費(fèi)資源，反正我是沒(méi)用過(guò)）。

所以我們打開串口設(shè)備的時(shí)候，基本上都是如下兩種：

rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_INT_RX);

rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_DMA_RX);

在 RT-Thread 系統(tǒng)中，我們常用信號(hào)量或者消息隊(duì)列 來(lái)標(biāo)志是否接收到串口數(shù)據(jù)，這樣的好處是當(dāng)沒(méi)有數(shù)據(jù)的時(shí)候，會(huì)將數(shù)據(jù)處理線程掛機(jī)，讓出CPU資源。

串口TX：

對(duì)于串口 TX 來(lái)說(shuō)，大部分項(xiàng)目中我自己一直都用的是 輪詢 方式發(fā)送。

對(duì)于串口的中斷發(fā)送方式，在上一篇文章我們分析 UART 源碼，雖然沒(méi)有詳細(xì)說(shuō)明，但是實(shí)際上在設(shè)備驅(qū)動(dòng)層 drv_usart.c 驅(qū)動(dòng)文件里，中斷發(fā)送方式最終還是調(diào)用了該驅(qū)動(dòng)文件里面的stm32_putc函數(shù)：

我感覺還是和輪詢一樣，將數(shù)據(jù)寫入 數(shù)據(jù)寄存器DR，使用while死等發(fā)送完成（雖然時(shí)間很短）。

上面雖然只是 RT-Thread 中的UART設(shè)備驅(qū)動(dòng)文件，也多少能說(shuō)明一些問(wèn)題，中斷發(fā)送最終無(wú)非就是發(fā)送完了多一個(gè)中斷通知。

對(duì)于另外一種 DMA 發(fā)送，我記得以前聽老人提到過(guò)，DMA發(fā)送使用不得當(dāng)，可能導(dǎo)致發(fā)送數(shù)據(jù)異常，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是 DMA 發(fā)送函數(shù)返回后，數(shù)據(jù)都不一定發(fā)送完成了，如果此時(shí)修改了 DMA 發(fā)送指定的buffer 區(qū)的內(nèi)容，那么后面的數(shù)據(jù)就錯(cuò)誤了。

所以，如果沒(méi)有特殊需求，我們項(xiàng)目中的串口發(fā)送使用 輪詢發(fā)送 即可（有些特殊情況的根據(jù)自己的實(shí)際需求而定）。

所以結(jié)合上面所說(shuō)，我們實(shí)際應(yīng)用中，使用以下兩種方式打開串口設(shè)備能滿足大部分場(chǎng)合需求：

/*輪詢方式發(fā)送，中斷接收*/
rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_INT_RX);
/*輪詢方式發(fā)送，DMA接收*/
rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_DMA_RX);

有打開設(shè)備，當(dāng)然也有關(guān)閉設(shè)備:

/**
參數(shù) 	描述
dev 	設(shè)備句柄
返回 	——
RT_EOK 	關(guān)閉設(shè)備成功
-RT_ERROR 	設(shè)備已經(jīng)完全關(guān)閉，不能重復(fù)關(guān)閉設(shè)備
其他錯(cuò)誤碼 	關(guān)閉設(shè)備失敗
 */
rt_err_t rt_device_close(rt_device_t dev)

關(guān)閉設(shè)備接口和打開設(shè)備接口需配對(duì)使用，打開一次設(shè)備對(duì)應(yīng)要關(guān)閉一次設(shè)備，這樣設(shè)備才會(huì)被完全關(guān)閉，否則設(shè)備仍處于未關(guān)閉狀態(tài)。

當(dāng)然在一般的應(yīng)用場(chǎng)合，用到串口通訊的地方設(shè)備都是需要一直開啟的，所以很多情況下都不需要使用 UART 設(shè)備關(guān)閉函數(shù)。

1.2.3 控制 UART 設(shè)備

rt_device_control 一般用在 rt_device_open （打開串口設(shè)備）之前，對(duì)需要使用的串口進(jìn)行必要的配置。

/**
參數(shù) 	描述
dev 	設(shè)備句柄
cmd 	命令控制字，可取值：RT_DEVICE_CTRL_CONFIG
arg 	控制的參數(shù)，可取類型： 
struct serial_configure
{
    rt_uint32_t baud_rate;             波特率 
    rt_uint32_t data_bits    :4;       數(shù)據(jù)位 
    rt_uint32_t stop_bits    :2;       停止位 
    rt_uint32_t parity       :2;       奇偶校驗(yàn)位 
    rt_uint32_t bit_order    :1;       高位在前或者低位在前 
    rt_uint32_t invert       :1;       模式 
    rt_uint32_t bufsz        :16;      接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小 
    rt_uint32_t reserved     :4;       保留位 
};

波特率可取值：
#define BAUD_RATE_2400                  2400
#define BAUD_RATE_4800                  4800
#define BAUD_RATE_9600                  9600
#define BAUD_RATE_19200                 19200
#define BAUD_RATE_38400                 38400
#define BAUD_RATE_57600                 57600
#define BAUD_RATE_115200                115200
#define BAUD_RATE_230400                230400
#define BAUD_RATE_460800                460800
#define BAUD_RATE_921600                921600
#define BAUD_RATE_2000000               2000000
#define BAUD_RATE_3000000               3000000

數(shù)據(jù)位可取值：
#define DATA_BITS_5                     5
#define DATA_BITS_6                     6
#define DATA_BITS_7                     7
#define DATA_BITS_8                     8
#define DATA_BITS_9                     9

停止位可取值：
#define STOP_BITS_1                     0
#define STOP_BITS_2                     1
#define STOP_BITS_3                     2
#define STOP_BITS_4                     3

極性位可取值：
#define PARITY_NONE                     0
#define PARITY_ODD                      1
#define PARITY_EVEN                     2

高低位順序可取值：
#define BIT_ORDER_LSB                   0
#define BIT_ORDER_MSB                   1

模式可取值：
#define NRZ_NORMAL                      0     
#define NRZ_INVERTED                    1 
    
接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)默認(rèn)大?。?#define RT_SERIAL_RB_BUFSZ              64

返回 	——
RT_EOK 	函數(shù)執(zhí)行成功
-RT_ENOSYS 	執(zhí)行失敗，dev 為空
其他錯(cuò)誤碼 	執(zhí)行失敗
 */
rt_err_t rt_device_control(rt_device_t dev, int cmd, void *arg)

我們已經(jīng)知道，在串口初始化的時(shí)候會(huì)有一個(gè)默認(rèn)配置：

所以在我們使用串口的時(shí)候，如果對(duì)應(yīng)的配置與默認(rèn)的配置不一樣，就需要使用此函數(shù)修改配置。

接收緩沖區(qū)：

當(dāng)串口使用中斷接收模式打開時(shí)，串口驅(qū)動(dòng)框架會(huì)根據(jù) RT_SERIAL_RB_BUFSZ 大小開辟一塊緩沖區(qū)用于保存接收到的數(shù)據(jù)，底層驅(qū)動(dòng)接收到一個(gè)數(shù)據(jù),都會(huì)在中斷服務(wù)程序里面將數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)。

在修改緩沖區(qū)大小時(shí)請(qǐng)注意，緩沖區(qū)大小無(wú)法動(dòng)態(tài)改變，只有在 open 設(shè)備之前可以配置。open 設(shè)備之后，緩沖區(qū)大小不可再進(jìn)行更改。但除緩沖區(qū)之外的其他參數(shù)，在 open 設(shè)備前 / 后，均可進(jìn)行更改。

串口控制修改使用官方修改示例說(shuō)明一下：

#define SAMPLE_UART_NAME       "uart2"    /* 串口設(shè)備名稱 */
static rt_device_t serial;                /* 串口設(shè)備句柄 */
struct serial_configure config = RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT;  /* 初始化配置參數(shù) */

/* step1：查找串口設(shè)備 */
serial = rt_device_find(SAMPLE_UART_NAME);

/* step2：修改串口配置參數(shù) */
config.baud_rate = BAUD_RATE_9600;        //修改波特率為 9600
config.data_bits = DATA_BITS_8;           //數(shù)據(jù)位 8
config.stop_bits = STOP_BITS_1;           //停止位 1
config.bufsz     = 128;                   //修改緩沖區(qū) buff size 為 128
config.parity    = PARITY_NONE;           //無(wú)奇偶校驗(yàn)位

/* step3：控制串口設(shè)備。通過(guò)控制接口傳入命令控制字，與控制參數(shù) */
rt_device_control(serial, RT_DEVICE_CTRL_CONFIG, &config);

/* step4：打開串口設(shè)備。以中斷接收及輪詢發(fā)送模式打開串口設(shè)備 */
rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_INT_RX);

1.2.4 發(fā)送數(shù)據(jù)

/**
參數(shù) 	描述
dev 	設(shè)備句柄
pos 	寫入數(shù)據(jù)偏移量，此參數(shù)串口設(shè)備未使用
buffer 	內(nèi)存緩沖區(qū)指針，放置要寫入的數(shù)據(jù)
size 	寫入數(shù)據(jù)的大小
返回 	——
寫入數(shù)據(jù)的實(shí)際大小 	如果是字符設(shè)備，返回大小以字節(jié)為單位；
0 	需要讀取當(dāng)前線程的 errno 來(lái)判斷錯(cuò)誤狀態(tài)
 */
rt_size_t rt_device_write(rt_device_t dev,
                          rt_off_t    pos,
                          const void *buffer,
                          rt_size_t   size)
                          

寫其實(shí)很好理解，除了多一個(gè)設(shè)備句柄參數(shù)，和我們裸機(jī)中使用的發(fā)送函數(shù)一樣，看一下一個(gè)普通的裸機(jī)串口發(fā)送函數(shù)：

這里說(shuō)明一下，因?yàn)槲覀兩厦娣治鲞^(guò)實(shí)際應(yīng)用中的串口讀寫，一般都使用輪詢發(fā)送，所以我這里并不打斷介紹 設(shè)置發(fā)送完成回調(diào)函數(shù) 。

1.2.5 設(shè)置接收回調(diào)函數(shù)

/**
參數(shù) 	描述
dev 	設(shè)備句柄
rx_ind 	回調(diào)函數(shù)指針

回調(diào)函數(shù)參數(shù) 描述
dev 		設(shè)備句柄
size 		緩沖區(qū)數(shù)據(jù)大小
返回 	——
RT_EOK 	設(shè)置成功
 */
rt_err_t
rt_device_set_rx_indicate(rt_device_t dev,
                          rt_err_t (*rx_ind)(rt_device_t dev, rt_size_t size))

若串口以中斷接收模式打開：
當(dāng)串口接收到一個(gè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生中斷時(shí)，就會(huì)調(diào)用回調(diào)函數(shù)，并且會(huì)把此時(shí)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)大小放在 size 參數(shù)里，把串口設(shè)備句柄放在 dev 參數(shù)里供調(diào)用者獲取。

若串口以 DMA 接收模式打開：
當(dāng) DMA 完成一批數(shù)據(jù)的接收后會(huì)調(diào)用此回調(diào)函數(shù)。

在使用 RT-Thread 時(shí)候，一般會(huì)用一個(gè)信號(hào)量通知串口數(shù)據(jù)處理線程有數(shù)據(jù)到達(dá)。

在使用 RT-Thread Nano 的時(shí)候，其實(shí)我也是使用信號(hào)量來(lái)處理數(shù)據(jù)的接收:

具體詳情可查看博文：RT-Thread 應(yīng)用篇 — 在STM32L051上使用 RT-Thread (四、無(wú)線溫濕度傳感器 之 串口通訊)

回調(diào)函數(shù)處理的示例我們使用官方示例說(shuō)明，與下面的接收數(shù)據(jù)函數(shù)一起展示。

1.2.6 接收數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)接收處理函數(shù)，在接收回調(diào)函數(shù)運(yùn)行之后運(yùn)行。

/**
參數(shù) 	描述
dev 	設(shè)備句柄
pos 	讀取數(shù)據(jù)偏移量，此參數(shù)串口設(shè)備未使用
buffer 	緩沖區(qū)指針，讀取的數(shù)據(jù)將會(huì)被保存在緩沖區(qū)中
size 	讀取數(shù)據(jù)的大小
返回 	——
讀到數(shù)據(jù)的實(shí)際大小 	如果是字符設(shè)備，返回大小以字節(jié)為單位
0 					需要讀取當(dāng)前線程的 errno 來(lái)判斷錯(cuò)誤狀態(tài)
 */
rt_size_t rt_device_read(rt_device_t dev,
                         rt_off_t    pos,
                         void       *buffer,
                         rt_size_t   size)

我們與上面的設(shè)置接收回調(diào)函數(shù)一起使用官方示例作為說(shuō)明：

#define SAMPLE_UART_NAME       "uart2"    /* 串口設(shè)備名稱 */
static rt_device_t serial;                /* 串口設(shè)備句柄 */
static struct rt_semaphore rx_sem;    /* 用于接收消息的信號(hào)量 */

/* 接收數(shù)據(jù)回調(diào)函數(shù) */
static rt_err_t uart_input(rt_device_t dev, rt_size_t size)
{
    /* 串口接收到數(shù)據(jù)后產(chǎn)生中斷，調(diào)用此回調(diào)函數(shù)，然后發(fā)送接收信號(hào)量 */
    rt_sem_release(&rx_sem);

    return RT_EOK;
}

/* 接收數(shù)據(jù)的線程 */
static void serial_thread_entry(void *parameter)
{
    char ch;

    while (1)
    {
        /* 從串口讀取一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，沒(méi)有讀取到則等待接收信號(hào)量 */
        while (rt_device_read(serial, -1, &ch, 1) != 1)
        {
            /* 阻塞等待接收信號(hào)量，等到信號(hào)量后再次讀取數(shù)據(jù) */
            rt_sem_take(&rx_sem, RT_WAITING_FOREVER);
        }
        /* 讀取到的數(shù)據(jù)通過(guò)串口錯(cuò)位輸出 */
        ch = ch + 1;
        rt_device_write(serial, 0, &ch, 1);
    }
}

static int uart_sample(int argc, char *argv[])
{
    serial = rt_device_find(SAMPLE_UART_NAME);

    /* 以中斷接收及輪詢發(fā)送模式打開串口設(shè)備 */
    rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_INT_RX);

    /* 初始化信號(hào)量 */
    rt_sem_init(&rx_sem, "rx_sem", 0, RT_IPC_FLAG_FIFO);

    /* 設(shè)置接收回調(diào)函數(shù) */
    rt_device_set_rx_indicate(serial, uart_input);
}

示例中使用的是信號(hào)量，收到一個(gè)數(shù)據(jù)，便會(huì)喚醒接收數(shù)據(jù)的線程，所以其實(shí)是一個(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)（一個(gè)字符等于一個(gè)字節(jié)）的讀取， 示例處理方式只能使用 RT_DEVICE_FLAG_INT_RX 方式接收。

?? 接收數(shù)據(jù)rt_device_read 函數(shù)的返回值需要注意一下，返回值為讀到的數(shù)據(jù)實(shí)際大小，就是接收到的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。

二、UART 設(shè)備使用步驟

簡(jiǎn)單介紹一下在 RT-Thread Studio 開發(fā)環(huán)境下 UART的使用步驟。

2.1 RT-Thread setting

如果需要使用某個(gè)設(shè)備，是需要在 ENV 工具中配置的，現(xiàn)在有了 RT-Thread Studio ，所以可以直接通過(guò)工程目錄下的 RT-Thread setting 進(jìn)行圖形化界面的配置，如下圖：

因?yàn)镾hell 工具需要使用串口，所以默認(rèn)串口這里已經(jīng)是勾選中的，這里說(shuō)明只是為了讓大家知道，在以后的 I/O 設(shè)備使用的時(shí)候，第一步就是在 RT-Thread setting 中使能設(shè)備。

2.2 board.h 設(shè)置

完成設(shè)備使能，我們還需要使用宏定義進(jìn)行串口的基本設(shè)置，該設(shè)置在board.h文件中進(jìn)行，如下圖：

board.h 中包括了很多外設(shè)的使用說(shuō)明，除了 UART，還有I2C、SPI、ADC等設(shè)備，我們?cè)诤竺鎸W(xué)習(xí)這些設(shè)備使用的時(shí)候，需要經(jīng)常用到這個(gè)頭文件，一些基本的使能配置都是在這個(gè)文件中用宏定義使能。

2.3 應(yīng)用程序流程

完成上面 2 步的基本配置以后，我們就可以在應(yīng)用程序通過(guò)上文介紹的 UART 設(shè)備操作函數(shù)進(jìn)行串口的使用，具體的步驟概括如下：

UART 設(shè)備使用步驟 :
/
#include "rtdevice.h"
/
1、使用rt_device_find查找串口設(shè)備；
/
2、根據(jù)需求使用rt_device_control設(shè)置串口；
/
3、初始化回調(diào)函數(shù)中使用的信號(hào)量（在接收回調(diào)函數(shù)中 發(fā)送信號(hào)量 喚醒數(shù)據(jù)處理線程），如果使用消息隊(duì)列接收初始化消息隊(duì)列；
/
4、使用rt_device_open打開串口設(shè)備（根據(jù)自己的情況判斷使用什么方式接收，發(fā)送前面分析過(guò)了，一本應(yīng)用使用輪詢發(fā)送即可）；
/
5、使用rt_device_set_rx_indicate設(shè)置串口設(shè)備的接收回調(diào)函數(shù)
/
6、創(chuàng)建數(shù)據(jù)讀取的線程。

按照上面的步驟，我進(jìn)行了如下的示例測(cè)試，不要忘記 #include "rtdevice.h"：

上圖其實(shí)是根據(jù)官方示例代碼，使用的 ESP8266 WIFI 模塊做了一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試：

三、UART 示例測(cè)試

在上面介紹應(yīng)用程序流程的時(shí)候，其實(shí)已經(jīng)做了一個(gè)簡(jiǎn)單的示例測(cè)試。

同時(shí)在官方已經(jīng)也提供了3種典型的示例程序：

中斷接收及輪詢發(fā)送、DMA 接收及輪詢發(fā)送、串口接收不定長(zhǎng)數(shù)據(jù)

作為以應(yīng)用為目的系列博文，我自己還是根據(jù)自己的工作需求進(jìn)行串口通訊的測(cè)試，使用的是 Enocean 無(wú)線通訊模塊，當(dāng)時(shí)在 RT-Thread 的應(yīng)用篇，RT-Thread Nano 使用記錄的時(shí)候就使用的這個(gè)無(wú)線模塊。

要說(shuō)明的是，用什么模塊做通訊并不是重點(diǎn)，重點(diǎn)在于使用過(guò)程中對(duì)串口數(shù)據(jù)的處理方式。

3.1 與無(wú)線模塊串口通訊

雖然換了一個(gè)通訊設(shè)備，但是官方給的例程：中斷接收及輪詢發(fā)送 還是適用的，我們先來(lái)看一看直接使用官方的例程做的測(cè)試：

/* 接收數(shù)據(jù)回調(diào)函數(shù) */
static rt_err_t uart_input(rt_device_t dev, rt_size_t size)
{
    /* 串口接收到數(shù)據(jù)后產(chǎn)生中斷，調(diào)用此回調(diào)函數(shù)，然后發(fā)送接收信號(hào)量 */
    rt_sem_release(&rx_sem);
    return RT_EOK;
}
static void test_thread_entry(void *par){
    uint8_t ch;
    while (1)
    {
        /* 從串口讀取一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，沒(méi)有讀取到則等待接收信號(hào)量 */
        while (rt_device_read(testuart, -1, &ch, 1) != 1)
        {
            /* 阻塞等待接收信號(hào)量，等到信號(hào)量后再次讀取數(shù)據(jù) */
            rt_sem_take(&rx_sem, RT_WAITING_FOREVER);
        }
        rt_kprintf("%x ",ch);
    }
}

其測(cè)試結(jié)果如下：

為了更好的做數(shù)據(jù)解析，我們需要對(duì)原始的程序進(jìn)行修改，使得能夠針對(duì)一幀數(shù)據(jù)一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行接收處理：

uint8_t USART_Enocean_BUF[64];
uint8_t Enocean_Data = 0;

/* 接收數(shù)據(jù)回調(diào)函數(shù) */
static rt_err_t uart_input(rt_device_t dev, rt_size_t size)
{

    Enocean_Data = size;
    /* 串口接收到數(shù)據(jù)后產(chǎn)生中斷，調(diào)用此回調(diào)函數(shù)，然后發(fā)送接收信號(hào)量 */
    rt_sem_release(&rx_sem);
    return RT_EOK;
}
static void test_thread_entry(void *par){
    uint8_t i = 0;
    while (1)
    {
        if(rt_sem_take(&rx_sem, RT_WAITING_FOREVER) == RT_EOK){
              while(!rt_sem_take(&rx_sem, 7));
              rt_device_read(testuart, -1, USART_Enocean_BUF, Enocean_Data);

        }

        for (i = 0; i < Enocean_Data; ++i) {
            rt_kprintf("%x ",USART_Enocean_BUF[i]);
        }
        rt_kprintf("\r\n");

        rt_memset(&USART_Enocean_BUF, 0, sizeof(USART_Enocean_BUF));
        Enocean_Data = 0;
    }
}

測(cè)試結(jié)果如下，實(shí)現(xiàn)了我們所需要的的針對(duì)每一幀數(shù)據(jù)的接收（既然都已經(jīng)可以區(qū)別每一幀數(shù)據(jù)了，所那么后續(xù)的處理也就簡(jiǎn)單了）：

對(duì)于數(shù)據(jù)的接收處理信號(hào)量只是其中一種。
即便是信號(hào)量，也有多種可實(shí)現(xiàn)行的方式，而上面我測(cè)試使用的方式也只不過(guò)其中的一種：收到第一個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候等待一定的時(shí)間，然后認(rèn)為是一幀數(shù)據(jù)接收完成。
這也只是判斷一幀數(shù)據(jù)接收完成的方法中的一種 = =！

3.2 示例說(shuō)明

在上面我們用了信號(hào)量作為通知的方式接收串口數(shù)據(jù)，官方的示： DMA 接收及輪詢發(fā)送 采用了消息隊(duì)列的方式進(jìn)行處理，表面上看起來(lái)與我們上面那種方式不一樣。

其實(shí)本質(zhì)都是一樣的，都不過(guò)是給線程一個(gè)通知，并沒(méi)有“真正意義上的傳遞了消息”（比如串口接收到的數(shù)據(jù)）：

如果想要使用消息隊(duì)列作為緩存正常的傳輸串口接收的數(shù)據(jù)，不使用 I/O 設(shè)備模型的情況下更加適合，究其原因，如下圖分析：

如上面表格所說(shuō)，使用了I/O 設(shè)備模型之后，我們底層串口初始化的時(shí)候已經(jīng)有了一段數(shù)據(jù)接收的buffer了，所以我們直接使用 rt_device_read 函數(shù)從驅(qū)動(dòng)層的 buffer 讀取數(shù)據(jù)，用臨時(shí) buffer 來(lái)處理就可以了（不過(guò)如果需要對(duì)處理程序，單獨(dú)設(shè)計(jì)函數(shù)，也可以用一個(gè)全局 buffer 來(lái)處理），也不過(guò)是2個(gè)buffer 的內(nèi)存占用。

所以在官方的示例中，雖然給的是信號(hào)量，和消息隊(duì)列的不同的處理方式，但是究其根本還是一樣的。只是給了一個(gè)通知，這個(gè)其他的 IPC機(jī)制 比如 事件集一樣可以做到，即便不用 IPC 機(jī)制，普通簡(jiǎn)單的應(yīng)用，全局變量也未嘗不可。（對(duì)于消息隊(duì)列傳遞串口接收數(shù)據(jù)的應(yīng)用，以后我還是會(huì)單獨(dú)的說(shuō)明的，本文在于說(shuō)明 UART 基于 I/O 設(shè)備模型的使用，所以就不做測(cè)試了 = =?。?/p>

?? 使用了 UART 設(shè)備模型，最終還是需要使用rt_device_read函數(shù)，從內(nèi)部緩存讀取串口數(shù)據(jù)，IPC只不過(guò)是給線程一個(gè)通知。

結(jié)語(yǔ)

一個(gè) UART 設(shè)備畫了兩篇文章，還算是比較值得的，通過(guò)上一篇文章加深對(duì) RT-Thread I/O 設(shè)備模型的理解，通過(guò)本文實(shí)際體驗(yàn)了一把 UART 設(shè)備。

體驗(yàn)上來(lái)說(shuō)，還是感覺特別方便簡(jiǎn)單的。但是這個(gè)前提條件時(shí)，能夠真正的理解 RT-Thread I/O 設(shè)備模型，理解到位才能用起來(lái)游刃有余，也能夠在以后出問(wèn)題的時(shí)候更容易的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題。

?? 學(xué)會(huì)了使用一個(gè)東西當(dāng)然是一件慶幸的事情，但是能夠理解它才是更加重要的事情！ ??