最近写串口程序,了解到一种环形缓冲写法，故搜集资料记录下来

1、调整缓冲区大小

根据实际需求减小缓冲区大小，例如从100字节减至64字节，显著减少RAM使用。

#define USART_BUF_SIZE 64  // 根据实际需求调整

2. 使用环形缓冲区

改用头尾指针管理数据，避免线性索引越界，并提高内存利用率。

struct usart_struct {
    volatile uint8_t head;         // 写入位置
    volatile uint8_t tail;         // 读取位置
    uint8_t buf[USART_BUF_SIZE];
    volatile uint8_t overflow : 1; // 缓冲区溢出标志
};
struct usart_struct usart0;

3. 优化数据类型和结构体布局

使用uint8_t代替整型，利用位域节省空间。

// 示例结构体优化后：
#include <stdint.h>
struct usart_struct {
    volatile uint8_t head;
    volatile uint8_t tail;
    uint8_t buf[USART_BUF_SIZE];
    volatile uint8_t overflow : 1; // 溢出标志
    // 其他标志位可合并至此
};

4. 修正中断服务例程

修复数组越界问题，并实现环形写入。

ISR(USART_RXC_vect) {
    uint8_t data = UDR; // 读取数据
    uint8_t next_head = (usart0.head + 1) % USART_BUF_SIZE;

    if (next_head != usart0.tail) { // 缓冲区未满
        usart0.buf[usart0.head] = data;
        usart0.head = next_head;
    } else {
        usart0.overflow = 1; // 设置溢出标志
    }
}

5. 主程序中处理数据

在主循环中读取数据，避免在中断中处理耗时操作。

// 示例：主程序读取缓冲区
while (usart0.tail != usart0.head) {
    uint8_t data = usart0.buf[usart0.tail];
    usart0.tail = (usart0.tail + 1) % USART_BUF_SIZE;
    // 处理data...
}

优化点总结：

• 缓冲区大小：从100减至64，节省36字节。
• 结构体优化：使用uint8_t和位域，减少变量占用。
• 环形缓冲区：避免越界并提高内存利用率。
• 溢出处理：通过标志位通知主程序，避免数据丢失。

注意事项：

• 原子操作：确保主程序读写缓冲区时禁用中断，防止数据竞争。
• 编译器优化：启用-Os选项减少代码体积。
• 数据类型：确保所有变量使用最小适用类型（如uint8_t）。