状态机在嵌入式系统中的应用

Clear_Uart1TxbStBuf(void){

Uart1Tx.bStBuf = Uart1_TxBuf_Empty;//设置串口1发送缓冲区为空

……

}

3.1.3 串口1数据发送状态机

串口1发送缓冲区的成员bStBuf有3种状态。

① Uart1_TxBuf_Rdy： 串口1发送缓冲区数据准备好。

② Uart1_TxBuf_Wait： 串口1发送缓冲区数据等待。

③ Uart1_TxBuf_Empty： 串口1发送缓冲区空。

3种状态的转移情况如图3所示。

图3 串口1的发送缓冲区状态机

当串口1发送缓冲区在Uart1_TxBuf_Rdy状态下时，软件可以向串口的发送缓冲区中写入数据。写入数据后，串口1发送缓冲区的状态将转移到Uart1_TxBuf_Rdy。

在将需要发送的数据拷贝到串口1发送缓冲区后，开启串口1的发送中断，软件将进入串口1的发送中断服务程序。这个中断服务程序将检测串口1发送缓冲区的状态。如果状态为Uart1_TxBuf_Rdy，则说明串口1发送缓冲区中有数据需要发送，这时串口1缓冲区的数据通过串口1的发送中断把所有的数据发送给GSM

Modem。当数据发送完毕后，串口1发送缓冲区的状态将转移到Uart1_TxBuf_Wait状态，否则，将维持当前的状态。

当串口1发送缓冲区的状态在Uart1_TxBuf_Wait状态时，它可以有两条路径让串口1发送缓冲区的状态转移到Uart1_TxBuf_Empty：

其一是串口1软件定时器超时。

其二是相应的条件成立。如发送端消息，当软件从串口1的接收缓冲区中解析出“+CMGSn(1≤n≤255)”信息或者发送失败的信息时，串口1发送缓冲区的状态将转移到Uart1_TxBuf_Empty状态，同时停止串口1软件定时器;读短消息收到“+CMGR……”信息。3.2 短信数据的发送

如图2所示，需要通过串口1发送的数据包括：

读取/删除短信数据、下行功率查询数据、信源信息查询数据、未读短信查询数据、短消息发送缓冲区数据、告警上报发送缓冲区数据。其中，读取/删除短信数据、下行功率查询数据、信源信息查询数据和未读短信查询数据，

直接由GSM Modem处理，并作出处理结果应答。因此，这类数据直接通过串口1发送缓冲区发送。

而短信数据(短消息发送缓冲区数据、告警上报发送缓冲区数据)发送需要两步操作：

先发送短信的目的电话号码，再发送短信消息内容。发送是否完成，与GSM

Modem和GSM网络有关。因此，这类数据的发送，先将发送操作的所有数据存储到短信数据缓冲区中，然后由软件通过短信数据缓冲区的状态，将数据通过串口1发送缓冲区发送给GSM

Modem。

3.2.1 短信数据结构

短信数据包括短消息发送缓冲区数据和告警上报发送缓冲区数据。根据短信发送操作的两个步骤，短信数据缓冲区的数据结构定义如下：

typedef struct{

unsigned char bStBuf;//bStBuf = SmsTx_Emty或者= SmsTx_CmdRdy或者

= SmsTx_Dly1或者= SmsTx_DatRdy或者= SmsTx_Dly2或者= SmsTx _Wait

unsigned char cmd_len;

char cmd_buf[32];

unsigned short dat_len;

char dat_buf[SMS_LEN+1];

unsigned char retry_time;//重传次数

}SmsTx_t;

① bStBuf成员： 用于描述短信数据缓冲区的状态。

② cmd_len成员： 用于描述cmd_buf中数据的长度。

③ cmd_buf成员： 用于存储短消息发送中的控制命令，如AT+CMGS=13583823789。

④ dat_len成员： 用于描述存储短消息发送中的信息体长度。

⑤ dat_buf成员： 用于存储短消息发送中的信息体。

⑥ retry_time成员： 用于描述短消息在发送失败时，重传的次数。

3.2.2 短信数据发送状态机

短信数据缓冲区的状态有6种：

① SmsTx_Empty： 短信数据缓冲区空。

② SmsTx_CmdRdy： 短信数据缓冲区控制命令准备好。

③ SmsTx_Dly1： 短信数据缓冲区延时1。

④ SmsTx_DatRdy： 短信数据缓冲区消息体准备好。

⑤ SmsTx_Dly2： 短信数据缓冲区延时2。

⑥ SmsTx_Wait： 短信数据缓冲区等待。

其状态的转移情况如图4所示。

图4 短信数据发送状态机

状态机的转移过程通过短消息发送缓冲区数据的发送来说明，其告警上报发送缓冲区的数据发送与此相同。

结语

在整个移动2G光纤直放站近端机的监控软件中，除了短消息收发处理，还包括实时采样、实时告警上报等任务。其所有的软件设计都采用类似于短信收发处理的状态机、队列和软件定时器的设计思路，极大地提高移动2G光纤直放站近端机监控软件的效率。这种在前后台系统中使用状态机、队列和软件定时器的设计思路，可以应用到其他的嵌入式前后台系统中，是一种值得学习、借鉴的嵌入式软件设计思路。