实战技能分享，各种数据类型的SPI, UART, I2C，FDCAN等方式的通信传输以及存储到EEPROM, Flash等设备的简易实现方法

eric2013

背景知识：

各种类型的数据传输和存储就涉及到大小端的问题，所以我们在开头把这个知识点做个说明。


首先要简单说下芯片的大小端问题，我们这里主要讨论Cortex-M内核。

权威指南的说明如下：
Support for little endian and big endian memory systems e The Cortex-M3 and Cortex-M4 processors can work with either little endian or big endian memory systems. In practice, a microcontroller product is normally designed with just one endian configuration.

M内核支持大端或者小端，实际应用中大部分内核都是小端。以STM32为例，全部都是小端，而且是芯片设计之初就固化进去的，不可修改。市面上其他厂家基本也都固化的小端格式。
F1编程手册：


F3和F4编程手册：



F7和H7编程手册：

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各种数据类型编程EEPROM，SPI Flash等存储器的简易方法

一般这些存储器都是字节编程，写入浮点等数据类型时不太方便。

这里分享一个方法，定义一个结构体，将各种数据类型封装进去：


写入的时候采用下面方式：


读取时可以采用下面方式：

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各种数据类型的SPI，UART，I2C，FDCAN等传输问题

这里我们以串口通信为例，比如主机要发送如下格式数据给从机：



我们可以做一个如下结构体格式：

1. typedef struct
   
2. {
   
3.     uint8_t ucStart;                        
   
4. 
   
5.     uint16_t usCO2;
   
6.     uint16_t usPM25;        
   
7.     uint16_t usHumidity;         
   
8.     float    Temprature;
   
9.     uint32_t ulParam;
   
10.     uint8_t  ucEnd1;           
    
11.     uint8_t  ucEnd2;   
    
12. }
    
13. UART_T;
    
14. 
    
15. UART_T g_tUartParam;
    

复制代码

主机发送的时候我们就可以采用如下方法:

1. comSendBuf(COM1, (uint8_t *)&g_tUartParam, sizeof(UART_T));

复制代码

从机工程也定义一个同样的结构体变量，比如我们把接收到一帧数据存到缓冲uint8_t buf[50]里面了。

我们就可以定义一个结构体指针变量：

1. UART_T *pUartParam;
   
2. pUartParam = (UART_T *)buf;

复制代码

那么我们就可以pUartParam->usCO2,  pUartParam->Temprature等方式来访问，非常方便。

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实战案例：

大家可以下载我们论坛置顶帖V5,V6或者V7板子出厂程序，里面都有相关代码参考。


补充拓展贴，特别是结构体对齐问题：

1、【烧脑技术贴】无法回避的字节对齐问题，从八个方向深入探讨(变量对齐，栈对齐，DMA对齐，结构体成对齐，Cache, RTOS双堆栈等)
http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=109400

2、推荐一种超简单的硬件位带bitband操作方法，让变量，寄存器控制，IO访问更便捷，无需用户计算位置
http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=109508

loudianxin

对于结构体内单个变量的读写可以使用如下操作
#define OffsetAddr(struc, e) (size_t)&(((struc *)0)->e)  //计算e在结构体struc内的偏移

//保存数据  PARAM_ADDR数据存储基地址  nValue:待保存的值
AT24CXX_Write(PARAM_ADDR + OffsetAddr(g_tParam, usAdcX1), (u8 *)&nValue, sizeof(uint16_t));

//读数据  pValue:存储读取的值
AT24CXX_Read(PARAM_ADDR + OffsetAddr(g_tParam, usAdcX1), (u8 *)pValue, sizeof(uint16_t));

eric2013

楼主位特别补充两个之前发的帖子，方便大家看。

eric2013

loudianxin 发表于 2021-11-20 07:58
对于结构体内单个变量的读写可以使用如下操作
#define OffsetAddr(struc, e) (size_t)&(((struc *)0)->e)  ...

谢谢分享。
这个只有EEPROM可以这么玩，Flash不行，要执行擦除。
所以整体做方便些，也方便用户在末尾追加CRC校验值，因为EEPROM里面会存入一些关键参数，整体读取出来后，可以配合末尾读出来的CRC做校验。

ou513

loudianxin 发表于 2021-11-20 07:58
对于结构体内单个变量的读写可以使用如下操作
#define OffsetAddr(struc, e) (size_t)&(((struc *)0)->e)  ...

这个不错，刚看硬汉发的内容我就想问这个问题，单个读写操作。

eric2013

ou513 发表于 2021-11-20 08:08
这个不错，刚看硬汉发的内容我就想问这个问题，单个读写操作。

这个只有EEPROM可以这么玩，Flash不行，要执行擦除。
所以整体做方便些，也方便用户在末尾追加CRC校验值，因为EEPROM里面会存入一些关键参数，整体读取出来后，可以配合末尾读出来的CRC做校验。

byccc

可以考虑把结构体对齐的介绍，也在这个帖子里面稍微做个介绍，方便用户看。

eric2013

byccc 发表于 2021-11-20 10:49
可以考虑把结构体对齐的介绍，也在这个帖子里面稍微做个介绍，方便用户看。

我已经把链接补上了。

xy201207

eric2013 发表于 2021-11-20 08:10
这个只有EEPROM可以这么玩，Flash不行，要执行擦除。
所以整体做方便些，也方便用户在末尾追加CRC校验值 ...

我们也是这样做的。问您另外一个问题，我们保存的数据最大有二十几KB，但是由于产品升级需求改变导致这些数据增加或减少一部分，升级新程序后 校验不通过所有数据就复位成默认值了。有什么办法可以解决这个问题吗？

eric2013

xy201207 发表于 2021-11-20 14:47
我们也是这样做的。问您另外一个问题，我们保存的数据最大有二十几KB，但是由于产品升级需求改变导致这些 ...

升级修改这个最容易出问题。最新还是升级前将老数据读出来赋给新的结构体。然后统一下发，设置新的校验值。

恺撒

汉哥请问   接收端定义了结构体指针：UART_T *pUartParam; 结构体所在文件里面可以正常调用，串口接收数据使用也很方便，但这个结构体指针如何在其他文件调用呢，就是怎么用extern 去声明这个结构体指针，请汉哥指导下哈

eric2013

恺撒 发表于 2022-1-1 13:24
汉哥请问   接收端定义了结构体指针：UART_T *pUartParam; 结构体所在文件里面可以正常调用，串口接收数据 ...

结构体推荐定义到头文件里面。

abcde1224

硬汉哥有做eeprom磨损均衡的例程嘛

eric2013

abcde1224 发表于 2022-2-24 21:33
硬汉哥有做eeprom磨损均衡的例程嘛

这个一般不用做磨损，大部分情况下我们都是做参数存储使用，修改很少。而支持100万次擦写。

abcde1224

eric2013 发表于 2022-2-25 00:10
这个一般不用做磨损，大部分情况下我们都是做参数存储使用，修改很少。而支持100万次擦写。

噢噢  我现在做的个产品  大概5s左右记录一次累计数据  有磨损均衡需求  自己写了个感觉不是那么好用

eric2013

abcde1224 发表于 2022-2-25 07:52
噢噢  我现在做的个产品  大概5s左右记录一次累计数据  有磨损均衡需求  自己写了个感觉不是那么好用{:16 ...

这种的用铁电，ERAM，MRAM之类的更合适。

xxc

如果主机是大端模式，从机是小端模式，这种办法是不是就出错了？

eric2013

xxc 发表于 2022-3-22 17:28
如果主机是大端模式，从机是小端模式，这种办法是不是就出错了？

是的，M内核基本都是小端。所以没问题。

tocjc

学习了！

伊森亨特

loudianxin 发表于 2021-11-20 07:58
对于结构体内单个变量的读写可以使用如下操作
#define OffsetAddr(struc, e) (size_t)&(((struc *)0)->e)  ...

这个宏定义好像linux里，list.h也是这么干的。标准C语言也支持啊

gua

大佬，有个问题请教下。
UART_T *pUartParam;
uint8_t buf[50];
pUartParam = (UART_T *)buf;

buf 对齐到1字节，pUartParam 对齐到4字节。这样转换会有问题么

eric2013

gua 发表于 2023-10-10 23:14
大佬，有个问题请教下。
UART_T *pUartParam;
uint8_t buf[50];

没问题，M内核支持非对齐访问

gua

eric2013 发表于 2023-10-11 13:04
没问题，M内核支持非对齐访问

了解

KC471

学习！感谢硬汉哥