关于串口模块化的思考
单片机开发（并非嵌入式开发）中，总大部分时候我们都会需要一个串口，功能主要是通信，以及协助调试，而使用它的前提是，要初始化好，以及要调试到可以正常收发。当然，在排除硬件问题的情况下，这并不难（在嵌入式中更不难，因为往往操作系统已经帮你把那部分写好了，就算没写好，很大部分东西它都会提前写好，你只需要写一些部分）。
但是在一遍的重复写那些初始化代码以及操作代码后，你肯定厌倦了，烦了，不想再写这些幼稚的东西了。当然，如果是同个芯片，那代码无所谓，直接搬过来就好了。但是这样问题又来了。以前的那个代码是针对某个协议的，但是现在要用的是另一个协议，这就意味着如果你前期写的代码不好，你就得重新花费大量的功夫去写新的代码。
这时候，我们就该想到一些问题：
1.怎么样才能避免出现这个情况呢？->独立化！
2是不是该把这部分代码独立开来，不要与硬件勾搭，也不要与协议有染呢？->模块化！
3该如何实现它的独善其身的性格？->封装化！
实际上，不管是谁，只要你是做程序的，做久了就会遇到这个情况。我一个同事说，只会编代码的程序员是不懂程序的，只有懂得程序结构设计的程序员才算是真正的进入程序设计的门槛。
这句话对错我不评论，因为如果你去看下dsp的汇编代码，再去看看大多数嵌入式老工程师的代码，你会发现他们走的很多都是精简路线，怎么实现最好最快，他们大部分会挑那种。并不会说去理会什么程序模块化，程序独立化，更别谈封装化。越是别人看不懂的代码他们越是喜欢，因为能突出他们的价值。
但是有这么一句话，我很认同：程序的架构是程序的灵魂！
这句话我原先也不懂，但是直到前几天，老总突然说要把串口模块化，实现想初始化哪个串口就初始化哪个串口。这个看起来很简单，毕竟是针对芯片的。于是，我就开始想，如何才初始化任意串口呢，我想到的是，设置一个结构体，这个结构体能够包含串口他的状态，比如接收到多少个字节，是否溢出，是否超时，发送剩余字数，是否使能发送接收，是否使能中断，串口的缓冲区指针等等。
这样的话就能实现很多应用，因为对于一个串口来说，它的通信方式就两种，直接等待，或者中断传输。同时考虑自己要针对不同的应用，加设了两个回调指针，实现回调，另外编写两个自己常用的程序，实现没有回调的时候也能中断收发的功能。收发方式采用的是直接中断收发，不用队列，而常用的功能也编程独立函数。
再考虑共性，定义串口硬件属性为波特率、数据位、停止位、奇偶校验。
于是就有了下面的结构体，以及函数。
/*****************************结构体定义************************************************/
//串口状态结构体，包含相关可用标志及参数
typedef struct
{
unsigned char Uart_Port;
FunctionState Transmit;
FunctionState TransmitInterrupt;
FunctionState Receive;
FunctionState ReceiveInterrupt;
FunctionState ReceiveTimeOut;
UART_ReceiveOVERFLOW OverFlow;
UART_ReceiveTimeOut TimeOut;
unsigned char *ReceiveBuffer;
unsigned char *TransmitPointer;
unsigned short ReceiveCount;
unsigned short ReceiveBufferSize;
unsigned short TransmitCount;
unsigned short TimeOutCounter;
unsigned short TimeOutDelay;
ResigterTypedef ReveiveDR;
ResigterTypedef TransmitDR;
void (*ReceiveCallBackFunc)(unsigned char );
void (*TransmitCallBackFunc)(unsigned char);
//unsigned char (*UartTransmitFunc)(unsigned char,unsigned char *,unsigned short);
//unsigned char (*UartReceiveFunc)(unsigned char,unsigned char *,unsigned short);
//unsigned short (*UartGetReceiveCountFunc)(unsigned char );
//unsigned char* (*UartGetReceiveBufferFunc)(unsigned char );
//unsigned short (*UartGetTransmitCountFunc)(unsigned char );
}Uart_Status_Typedef;
//串口初始化结构体
typedef struct
{
// UART_PORT Uart_Port,
unsigned long BaudRate;
UART_DATA_BIT DataBit;
UART_STOP_BIT StopBit;
ParityState Parity;
FunctionState Transmit;
FunctionState TransmitInterrupt;
FunctionState Receive;
FunctionState ReceiveInterrupt;
FunctionState ReceiveTimeOut;
unsigned char * ReceiveBuffer;
unsigned short ReceiveBufferSize;
unsigned short TimeOutDelay;
void (*ReceiveCallBackFunc)(unsigned char);
void (*TransmitCallBackFunc)(unsigned char);
//unsigned char (*UartTransmitFunc)(unsigned char,unsigned char *,unsigned short);
//unsigned char (*UartReceiveFunc)(unsigned char,unsigned char *,unsigned short);
//unsigned short (*UartGetReceiveCountFunc)(unsigned char );
//unsigned char* (*UartGetReceiveBufferFunc)(unsigned char );
//unsigned short (*UartGetTransmitCountFunc)(unsigned char );
}Uart_InitTypedef;
/*******************************全局变量***********************************************/
//串口状态，包含初始化后串口参数与一些状态
extern Uart_Status_Typedef Uart_Status[];
//串口号索引表
extern unsigned char UartPortTable[];
/********************************函数定义***********************************************/
void UartInit(unsigned char Uart_Port,Uart_InitTypedef * Uart_InitStructure);
unsigned char UartTransmitByte(unsigned char Uart_Port, unsigned char data);
unsigned char UartTransmit(unsigned char Uart_Port, unsigned char * ptr,unsigned short size);
unsigned short UartGetTransmitCount(unsigned char Uart_Port);
unsigned char* UartGetTransmitBuffer(unsigned char Uart_Port);
void UartTimeOut(unsigned char Uart_Port);
void UartClearReceiveBuffer(unsigned char Uart_Port);
unsigned short UartGetReceiveCount(unsigned char Uart_Port);
unsigned char* UartGetReceiveBuffer(unsigned char Uart_Port);
unsigned char UartReceiveByte(unsigned char Uart_Port);
unsigned char UartReceive(unsigned char Uart_Port, unsigned char * buf,unsigned short size);
void UartStatusClear(unsigned char Uart_Port);
void UartStatusInit(unsigned char Uart_Port,Uart_InitTypedef * Uart_InitStructure);
unsigned char UartGetSendStatus(unsigned char Uart_Port);
unsigned char UartGetReceiveStatus(unsigned char UartPort);
void UartReceiveIsr(unsigned char Uart_Port);
void UartTransmitIsr(unsigned char Uart_Port);
文件结构上采用了5个文件。两个是硬件相关的文件，.c.h包含了硬件初始化，硬件状态返回；两个是主文件，与串口无关所有串口操作函数都放这了；最后一个串口中断函数。
为了能够在多个串口同时用，但是有时候串口是不连续的，比如1346组合的串口，如果每个都定义一个结构体，会造成浪费，于是又设置了一个串口状态对应表，便于查询。
这样有些好处：下次用我需要编写硬件相关的，然后按方法初始化后，就可以按函数直接操作发送接收。
但是这样也带来了一些问题：
1.要通过查询串口表得知串口在哪，需要修改对应表适应串口；.状态结构体保存的是指针，需要外部应用再重新设置缓冲，并且要足够大，再传递给他。
(过多的修改就是一种错，违反了对立的初衷)
2即使采用回调函数，还是要直接操作串口的状态结构体，当然只是我的问题。
（模块化的不好，外面经常偷窥，甚至还动手动脚....）
3发送机制不好，比如我用的是瑞萨的621，他的发送中断有两个，这样的话采用485发送就会出现很大的问题。
（什么时候接收，什么时候发送好呢，其实这个是我自己的问题，与这个无关）
4独立性并不好，与硬件有勾搭这是没办法的事情，谁叫你是串口呢？但是与协议也悠然这就是你的不对了， 不能脚踏两只船啊！
(我在这个基础上编写modbus协议，发现要用到串口的发送函数，还得经常查询串口状态，来看串口‘脸色’。当然，这个也跟我modbus协议编的不好有关系。）
好像说来说去都是我自己的问题呢。
但是事实上，这就是我的问题，一个考虑片面周全而忽略整体的问题。
首先我犯了一个错误，收发缓冲区这个应该我们自己定义，不应该在外部定义，外部需要定义的是，这个到底需要多大的缓冲区才能满足收发，而不是所谓的自己再去定义变量再给它，因为这样就以为着我们可以随意的篡改缓冲区的内容，在发送还没完成之前，或者数据接收完成后还没处理，这样是很不安全的，虽然我们一般不会这样，但是如果一个判断机制做得不好，发送没完成前就把 数据写进去，一个数据还没处理就给清零，这样就破坏了原来的数据了。
所以判断机制很重要，缓冲区的安全性也同样重要。这样的情况下，该怎么结局呢？
封装！
缓冲区我们自己定，根据需要定义一个宏定义开放，再自己定义缓冲区。
判断机制封装好，当然，需要我们自己合理的判断，这个就是流程的架构了。需要顾全大局而不是简单的适应局面，我现在就是吃了这方面的亏，为了适应modbus,适应485的方式而去判断是错误的。甚至说，一个发送包开始，直到发送完成再开始写入，这本身也是一个错误的方法。比较正确的（当然，是我认为比较正确的），应该是将数据移入缓冲，然后让它自己发，整个缓冲区发送完成。我们不需要管它什么时候发， 什么时候发完成， 而只需要着眼于数据来了， 处理，发送。、
那么我们怎么知道数据来了呢？
开中断！回调！
这才是回调的作用，适用于你的应用编写。
而发送，接收，由串口中断自己管理。
于是，这样你就发现，你的协议跟你的串口关系没以前那么亲密了了，串口只相当于一个输入输出工具，协议只需要知道什么时候调用它自己，以及怎么发出数据，其他的就不用管了。就跟快递员跟客户一样。当发送完了，还有个回调，于是你就知道自己该干嘛了。
于是思想上，我觉得我解决了一个协议跟串口的依赖，但是跟底层硬件的奸情就难解决了，藕断丝连啊……
首先是初始化硬件需要用的是串口号，以及一些配置参数。
而一些功能转而放到状态结构体中，我们自己管理。
这里注意到一个重要的特点，采用中断发送的时候，当发送字节到数后关掉中断或者不再发数据。再设置状态位，于是我们就知道数据是否发完了，接收的同理。而如果有心的话，会发现可以定义一个指针直接给硬件寄存器赋值或者取值，因为在芯片里面他也是这样处理的。
于是我们可以直接把这个包含在结构体内。
这样做的作用是能够同时管理多个串口。同时多个串口收发。这个很重要，因为我们希望的是多个串口收发，因为你并不知道会有多少个串口，要跑多少个协议。尽量考虑到通用是很必要的。。
这样初步上也是思想上解决了跟硬件的奸情，虽然他们有小交往，但是随他们去把。
这里其实涉及到程序的模块化。。
网上很多都提到这个概念，但是机会没有好好说过怎么实现的，这个真的很让人讨厌。典型的挂羊头卖狗肉。
不过好像我基本很少在网上找资料，以为大部分时间是找不到的， 索性自己解决。包括这个也是自己想出来的。
其实模块化设计，简单的说，就是把一个功能的应用封装起来。怎么封装？理清上层调用的关系，底层承上的关系。通过这个关系，编写对应函数功能，也就是实现独立性，其中的函数会调用自己的东西，但是如果外界用不到这些， 就不要变成全局函数，只把外界要的函数编成全局函数，这就是所谓的封装，所有相关的函数封装到一起后成为一个模块。这就是所谓的模块化了。这个模块可以直接拷贝。几乎不需要怎么修改就可以直接用。当做到这一点就是所谓的程序模块化设计了，当然，这个需要很多编程经验的，至少现在我是做不到的。只是想想，应该无罪把。
好把，这个内容只是随便吐槽。- -不代表任何观点，不反驳任何知识，只是随笔。
-------------------------------------------------------------------By. ㄨ。淡漠ャ. 2011-11-19