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原创环形FIFO及其应用实例SLIP协议解码源码，有图有真相

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skyxjh

出0入0汤圆
发表于 2015-3-31 22:10:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 skyxjh 于 2015-3-31 22:21 编辑

看了坛子里几位大侠写的环形FIFO，觉得太复杂了，于是自己写了一个。
SLIP（Serial Line Interenet Protocol)协议是串行线路网际协议，它实现了在串行通信线路上运行TCP/IP协议及其应用服务的功能，应用非常广泛。
本人写了一个SLIP协议解码函数，支持断点续传，作为环形FIFO应用实例。
全部源代码都有详细注释，保证言简意赅，通俗易懂，好用，管用。

废话少说，上代码：


  2. #include <iom128v.h>
  3. #include <macros.h>

  5. #define true  1
  6. #define false 0
  7. #define FifoSize  64 //fifo原型数组大小（单位：字节）
  8. typedef struct fifo //定义fifo结构体
  9. {
  10.   unsigned char Data[FifoSize]; //原型数组
  11.   unsigned char *IndexIn; //入队游标
  12.   unsigned char *IndexOut; //出队游标
  13.   unsigned char Empty; //空标志
  14.   unsigned char Full; //满标志
  15.   unsigned int Len; //队列有效数据长度
  16. } FIFO; //定义fifo结构体类型FIFO

  18. #define SlipSize 64 //slip原型数组大小（单位：字节）
  19. typedef struct slip //定义slip结构体
  20. {
  21.   unsigned char Data[SlipSize]; //原型数组
  22.   unsigned int Index; //当前解码数据游标
  23.   unsigned int Len; //解码出来的有效数据包长度
  24. } SLIP; //定义slip结构体类型SLIP

  26. unsigned char startrxd[] = "rxd:"; //字符串在内存里以0x00结尾，便于调试时查找变量位置
  27. unsigned char rxd[] = //模拟接收到的数据流
  28.   {1,0xDB,0xDC,3,4,0xDB,0xDD,6,0xC0,0xC0,9,0,1,0xDB,0xDC,3,4,0xDB,0xDD,6,7,8,9,0xC0,0xC0,1,2,0xC0,0xC0,1,2};
  29. unsigned char startrxbuf[] = "rxfifo:"; //字符串在内存里以0x00结尾，便于调试时查找变量位置
  30. FIFO rxbuf = {{0},0}; //定义接收fifo并初始化，在内存里固定位置（紧跟"rxfifo:"字符串后），便于调试时查找
  31. unsigned char startdatbuf[] = "datbuf:"; //字符串在内存里以0x00结尾
  32. SLIP datbuf= {{0},0}; //定义解码数据区并初始化，在内存里固定位置（紧跟"datbuf:"字符串后），便于调试时查找

  34. void fifoInit(FIFO *Fifo) //fifo初始化（fifo必须初始化才能使用）
  35. {
  36.   CLI(); //关中断
  37.   Fifo->IndexIn = Fifo->Data; //入队游标指向原型数组起始地址
  38.   Fifo->IndexOut = Fifo->Data; //出队游标指向原型数组起始地址
  39.   Fifo->Empty = true; //设置fifo空标志
  40.   Fifo->Full = false; //清除fifo满标志
  41.   Fifo->Len = 0; //设置fifo有效数据长度为0字节
  42.   SEI(); //开中断
  43. }

  45. unsigned char fifoIn(FIFO *Fifo,unsigned char x) //fifo写入
  46. {
  47.   CLI(); //关中断
  48.   if(Fifo->Full == true) return false; //fifo满则返回（写入失败）
  49.   *(Fifo->IndexIn) = x; //写入1字节数据
  50.   (Fifo->Len)++; //fifo有效数据长度计数
  51.   if(Fifo->IndexIn < (Fifo->Data + FifoSize - 1)) (Fifo->IndexIn)++; //写入游标调整
  52.   else Fifo->IndexIn = Fifo->Data; //写入游标向上越界则回到起点
  53.   if(Fifo->IndexIn == Fifo->IndexOut) Fifo->Full = true; //写游标追上读游标则置fifo满标志
  54.   Fifo->Empty = false; //清除fifo空标志
  55.   SEI(); //开中断
  56.   return true; //返回（写入成功）
  57. }

  59. unsigned char fifoOut(FIFO *Fifo,unsigned char *x) //fifo读出
  60. {
  61.   CLI(); //关中断
  62.   if(Fifo->Empty == true) return false; //fifo空则返回（读出失败）
  63.   *x = *(Fifo->IndexOut); //读出1字节数据
  64.   (Fifo->Len)--; //fifo有效数据长度计数
  65.   if(Fifo->IndexOut < (Fifo->Data + FifoSize - 1)) (Fifo->IndexOut)++; //读出游标调整
  66.   else Fifo->IndexOut = Fifo->Data; //读出游标向上越界则回到起点
  67.   if(Fifo->IndexOut == Fifo->IndexIn) Fifo->Empty = true; //读游标追上写游标则置fifo满标志
  68.   Fifo->Full = false; //清除fifo满标志
  69.   SEI(); //开中断
  70.   return true; //返回（读出成功）
  71. }

  73. //SLIP帧格式：帧头尾0xC0,转义字符0xDB,(0xDB 0xDC):0xC0,(0xDB 0xDD):0xDB
  74. unsigned char slipDecode(FIFO *rbuf,SLIP *dbuf) //SLIP协议解码
  75. {
  76.   static unsigned char findhead = false; //首次运行，设置未找到帧头（支持断点续传）
  77.   unsigned char tmp; //数据缓存
  78.   if(findhead == false) dbuf->Index = 0; //未找到帧头时游标复位（支持断点续传）
  79.   dbuf->Len = 0; //每次运行时数据包长度复位
  80.   while(1) //遍历已接收数据，直到解码出一帧数据或处理完全部数据
  81.   {
  82.     if(fifoOut(rbuf,&tmp) == false) return false; //读取1字节数据
  83.     if(tmp == 0xC0) //找到帧头或帧尾
  84.     {
  85.       if(findhead == false) findhead = true; //找到帧头
  86.       else if(dbuf->Index == 0) ; //找到帧头（连续两个0xC0）
  87.       else //找到帧尾
  88.       {
  89.         dbuf->Len = dbuf->Index; //解码出来的数据长度
  90.         dbuf->Index = 0; //游标复位
  91.         findhead = false; //准备找下一帧数据
  92.         return true; //返回一帧数据
  93.       }
  94.     }
  95.     else if(findhead == true) //找到帧头则解码数据
  96.     {
  97.       if(tmp == 0xDB) //找到转义字符
  98.       {
  99.         if(fifoOut(rbuf,&tmp) == false) return false; //读下1字节数据
  100.         if(tmp == 0xDC) //转义数据0xC0
  101.         {
  102.           *(dbuf->Data + dbuf->Index) = 0xC0; //记录1字节数据
  103.           (dbuf->Index)++; //游标调整
  104.         }
  105.         else if(tmp == 0xDD) //转义数据0xDB
  106.         {
  107.           *(dbuf->Data + dbuf->Index) = 0xDB; //记录1字节数据
  108.           (dbuf->Index)++; //游标调整
  109.         }
  110.         else //收到非法字符（数据无效）
  111.         {
  112.           dbuf->Index = 0; //游标复位
  113.           findhead = false; //重新找帧头
  114.         }
  115.       }
  116.       else //找到普通字符
  117.       {
  118.         *(dbuf->Data + dbuf->Index) = tmp; //记录1字节数据
  119.         (dbuf->Index)++; //游标调整
  120.       }
  121.     }
  122.     else ; //没找到帧头则继续找帧头
  123.   }
  124.   return false; //意外返回
  125. }

  127. void rx(unsigned char *rxd,unsigned int n,FIFO *rxbuf) //模拟接收数据，用于调试
  128. {
  129.   while(n--) //一次接收n字节数据
  130.   {
  131.     fifoIn(rxbuf,*rxd++); //将接收到的数据写入fifo
  132.   }
  133. }

  135. void main(void) //调试程序，用PROTEUS查看器件内存
  136. {
  137.   fifoInit(&rxbuf); //fifo初始化
  138.   rx(rxd,9,&rxbuf); //接收9字节数据
  139.   slipDecode(&rxbuf,&datbuf); //SLIP解码
  140.   rx(rxd+9,9,&rxbuf); //接收9字节数据
  141.   slipDecode(&rxbuf,&datbuf); //SLIP解码
  142.   rx(rxd+18,9,&rxbuf); //接收9字节数据
  143.   slipDecode(&rxbuf,&datbuf); //SLIP解码，断点续传后解码出第1帧数据11字节
  144.   rx(rxd+27,4,&rxbuf); //接收4字节数据
  145.   //slipDecode(&rxbuf,&datbuf); //SLIP解码，解码出第2帧数据2字节
  146. }
复制代码


本实例在PROTEUS软件上验证通过。方法是运行PROTEUS软件，添加ATMEGA128器件，设置M128的program file为本实例编译出来的slip.hex文件，点击运行后点暂停，再点Debug菜单里的AVR Data Memory就可以看到内存数据。

断点续传解码出第1帧数据，请看下图：


将主函数里最后一条注释取消后，解码出第2帧数据，请看下图：


有任何不当之处请批评指正！

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编辑原因：调整代码缩进。

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weshare

出0入0汤圆
发表于 2015-3-31 22:42:37 | 显示全部楼层
对SLIP协议没有了解，但是看到在操作函数的时候有关中断和开中断，是为了防止被打断是吧，看到一些FIFO没有这样子做
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skyxjh

出0入0汤圆
 楼主| 发表于 2015-3-31 23:50:11 | 显示全部楼层
关中断是保证数据不会出错最保险也是最简单的办法。
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skyxjh

出0入0汤圆
 楼主| 发表于 2015-4-1 00:05:10 | 显示全部楼层
我这里简化了，实际上应该先判断中断是否是开启状态，如果是，则关中断，返回前再开中断；如果检测到中断是关闭状态，就不用关中断了。因为检测中断开关状态与MCU型号有关，所以我这里简化操作了。
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jsntzxh

出200入0汤圆
发表于 2015-4-3 10:57:37 来自手机 | 显示全部楼层
感谢分享，收藏
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Lagrange1759

出0入0汤圆
发表于 2015-5-18 14:36:58 | 显示全部楼层
Line67 应该是 //读游标追上写游标则置fifo空标志
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skyxjh

出0入0汤圆
 楼主| 发表于 2015-5-19 19:25:48 | 显示全部楼层
Lagrange1759 发表于 2015-5-18 14:36
Line67 应该是 //读游标追上写游标则置fifo空标志

谢谢，注释错了，复制上面的忘改了
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gxay2000

出0入0汤圆
发表于 2016-3-24 22:10:57 | 显示全部楼层
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